EP3237588A1 - Composition lubrifiante a matériau a changement de phase - Google Patents

Composition lubrifiante a matériau a changement de phase

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EP3237588A1
EP3237588A1 EP15813458.5A EP15813458A EP3237588A1 EP 3237588 A1 EP3237588 A1 EP 3237588A1 EP 15813458 A EP15813458 A EP 15813458A EP 3237588 A1 EP3237588 A1 EP 3237588A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydrogen atom
pag
change material
phase change
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15813458.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Lerasle
Séverine THEVENET
Julien Guerin
Fanny BRIAND
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total Marketing Services SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Total Marketing Services SA filed Critical Total Marketing Services SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10N2040/25—Internal-combustion engines
    • C10N2040/252—Diesel engines
    • C10N2040/253—Small diesel engines

Definitions

  • the invention relates to the field of lubricants and provides a monophasic lubricating composition comprising a base oil, an oil selected from polyalkyl glycols (PAG or polyalkylene glycols) and a phase change material, especially water.
  • the monophasic lubricant composition according to the invention is used for the lubrication of a vehicle engine. It has improved thermal performance compared to the lubricant compositions of the state of the art. It also reduces clogging of engine parts.
  • Lubricating compositions and especially lubricating compositions for motor vehicles must therefore have improved properties and performance.
  • phase change material in combination with oils can make it possible to absorb some of the heat produced during lubrication, in particular during operation of an engine, and therefore to lower the temperature experienced by the oils and additives used.
  • the stability of the lubricating compositions must also be ensured, in particular when they are used for lubricating an engine. Indeed, in addition to the heat experienced within an engine, the lubricant compositions undergo significant mechanical stresses, including shear stresses.
  • oils and additives of the lubricating compositions can separate or degrade and lose all or part of their properties.
  • lubricating compositions comprising different phases, for example emulsions, can be degraded and lead to the separation of oils and additives.
  • certain elements or additives may be deposited, for example in the lower parts of the engine.
  • Lubricating compositions thus degraded can lose their properties and lead to accelerated degradation of the oils and additives and lead to increased fouling of the engine parts.
  • the present invention relates to the use of a monophasic lubricating composition
  • a monophasic lubricating composition comprising a base oil, an oil selected from polyalkylated glycols (PAG or polyalkylene glycols) and from 0.1 to 5% by weight of a phase change material compared to the mass of PAG.
  • PAG polyalkylated glycols
  • phase change material and the oil chosen from the PAGs of the composition according to the invention may be in the form of a mixture. More preferably, the phase change material and the oil selected from PAG may be in the form of a solution within the composition according to the invention.
  • the PAG of the composition according to the invention may be a block polymer or a random polymer.
  • the PAG according to the invention comprises alkyl groups whose length of the hydrocarbon chains may vary.
  • the length of the hydrocarbon chains is defined by a mean value of the number of carbon atoms.
  • the PAG of the composition according to the invention is a block polymer of formula (I) or a random polymer of formula (I)
  • R 1 represents a group CC 30 linear or branched alkyl, preferably a C 8 -C 12 linear or branched alkyl;
  • ⁇ n is a number from 2 to 60, preferably from 5 to 30 or 7 to 15;
  • ⁇ R 2 and R 3 identical or different, independently represent a hydrogen atom or a dC 2 alkyl group.
  • R 1 is C 8 -C 2 linear or branched alkyl
  • R 2 and R 3 are different and independently represent a hydrogen atom or a group -C 2 -alkyl
  • n linear represents a number ranging from 7 to 15.
  • the PAG of the composition according to the invention is a block polymer of formula (IA) or a random polymer of formula (IA)
  • ⁇ R 1 represents a group CC 30 linear or branched alkyl, preferably a C 8 -C 12 linear or branched alkyl; ⁇ m is a number from 2 to 60, preferably from 5 to 30 or 7 to 15;
  • R 4 and R 5 represent a hydrogen atom; or R 4 represents a hydrogen atom and R 5 represents a methyl group; or R 4 represents a methyl group and R 5 represents a hydrogen atom; or R 4 and R 5 represent a methyl group; or R 4 represents an ethyl group and R 5 represents a hydrogen atom; or R 4 represents a hydrogen atom and R 5 represents an ethyl group.
  • R 1 is C 8 -C 2 linear or branched alkyl
  • R 4 and R 5 are different and independently represent a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group and m represents a number ranging from 7 to 15.
  • the PAG of the composition according to the invention is a block polymer of formula (IB) or a random polymer of formula (IB)
  • R 1 is a C 30 linear alkyl group or branched, preferably a C 8 -C 12 linear or branched alkyl;
  • ⁇ p and q are independently a number ranging from 1 to 30, preferably from 2 to 15 or 2 to 8;
  • R 6 and R 7 represent a hydrogen atom; or R 6 represents a hydrogen atom and R 7 represents a methyl group; or R 6 represents a methyl group and R 7 represents a hydrogen atom; or R 6 and R 7 represent a methyl group; or R 6 represents an ethyl group and R 7 represents a hydrogen atom; or R 6 represents a hydrogen atom and R 7 represents an ethyl group;
  • R 8 and R 9 represent a hydrogen atom; or R 8 represents a hydrogen atom and R 9 represents a methyl group; or R 8 represents a methyl group and R 9 represents a hydrogen atom; or R 8 and R 9 represent a methyl group; or R 8 represents an ethyl group and R 9 represents a hydrogen atom; or R 8 represents a hydrogen atom and R 9 represents an ethyl group.
  • p and q may independently represent a number ranging from 1 to 30, preferably from 2 to 15 or from 2 to 8.
  • R 1 represents a linear or branched C 8 -C 12 -alkyl group
  • R 6 , R 8 and R 9 represent a hydrogen atom and R 7 represents a methyl group
  • p represents a number ranging from 3 to 5, for example 4.5
  • q represents a number ranging from 1 to 3, for example 2.
  • R 1 represents a linear or branched C 8 -C 12 -alkyl group
  • R 6 represents a hydrogen atom and R 7 represents a methyl group
  • R 8 represents a hydrogen atom and R 9 represents an ethyl group
  • p represents a number ranging from 3 to 8, for example 5
  • q represents a number ranging from 3 to 8, for example 4.
  • the PAG of the composition according to the invention is a block polymer of formula (II) or a random polymer of formula (II) in which
  • ⁇ R 1 represents a C 8 -C 12 linear or branched alkyl
  • ⁇ q is a number ranging from 2 to 3.
  • the PAG of the composition according to the invention is a block polymer of formula III) or a random polymer of formula (III)
  • R 1 represents a C 2 -C 8 linear or branched alkyl
  • ⁇ p represents a number from 2 to 6;
  • ⁇ q represents a number ranging from 2 to 5.
  • the PAG used for the composition according to the invention may be prepared by reacting at least one alcohol-type initiator comprising from 1 to 30 carbon atoms with the epoxy bonding of one or more alkylene oxides and then propagation of the reaction. to obtain these polymers.
  • the preferred alkylene oxides are ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide.
  • the monophasic lubricant composition according to the invention comprises a phase change material.
  • the phase change material is a liquid-gas phase change material.
  • the phase change material has a vaporization enthalpy or a latent heat of vaporization, measured at 100 ° C and under 0.101 MPa, ranging from 800 to 3500 kJ / kg, preferably from 1000 to 2 500 kJ / kg.
  • phase change material has a vaporization enthalpy of 2257 kJ / kg measured at 100 ° C and 0.101 MPa. Also preferably, the phase change material has a boiling point at normal pressure of 50 to 150 ° C, preferably 90 to 120 ° C.
  • phase change materials it is preferred to use a material chosen from water, carboxylic acids, ethers, alcohols, especially short-chain alcohols and particularly C 1 -C 8 alcohols.
  • the preferred phase change material is water.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 0.001 to 0.6% by weight of lubricant composition of phase change material.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 0.01 to 0.3% by weight of lubricant composition of phase change material.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention can therefore comprise up to 0.6% by weight of water.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 0.5 to 2% by weight of phase change material relative to the amount of PAG. Also advantageously, the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 1 to 30% by total weight of lubricant composition of mixture of phase change material and PAG. Preferably, the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 2 to 20% by total weight of lubricant composition of mixture of phase change material and PAG. More preferably, the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 5 to 15% by total weight of lubricant composition of mixture of phase change material and PAG.
  • the monophasic lubricant composition according to the invention comprises a PAG and a phase change material. It also includes a base oil.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise any type of lubricating base oil, mineral, synthetic or natural, animal or plant adapted to its use.
  • the base oil is a group oil. III or a group V oil.
  • group V oil for the monophasic lubricating composition according to the invention, mention may be made of polyalkylated glycols (PAG or polyalkylene glycols) and in particular the oils of formula (IV) which are olymers block or statistical polymers
  • ⁇ Q is C 8 -C 4 linear alkyl
  • ⁇ v represents a number from 2 to 6, preferably 2 to 4;
  • ⁇ w represents a number from 2 to 5, preferably 2 to 3.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may also comprise another base oil.
  • This other base oil can be chosen from Group I II oils, Group IV oils and Group V oils.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention comprises at least 50% by weight of base oils relative to the total mass of the composition. More advantageously, the monophasic lubricating composition according to the invention comprises at least 60% by weight, or even at least 70% by weight, of base oils relative to the total mass of the composition. More particularly advantageously, the monophasic lubricating composition according to the invention comprises from 50, 60 or 70 to 99.9% by weight, or from 50, 60 or 70 to 90% by weight, of one or more base oils. relative to the total mass of the composition.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may also comprise at least one additive.
  • Many additives can be used for the monophasic lubricating composition according to the invention.
  • the preferred additives for the monophasic lubricating composition according to the invention are chosen from detergent additives, antiwear additives, friction modifying additives, extreme pressure additives, dispersants, pour point improvers, anti-foam agents. , the thickeners and mixtures thereof.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention comprises at least one antiwear additive, at least one extreme pressure additive or their mixtures. Anti-wear additives and extreme pressure additives protect friction surfaces by forming a protective film adsorbed on these surfaces.
  • the anti-wear additives are chosen from phospho-sulfur-containing additives such as metal alkylthiophosphates, in particular zinc alkylthiophosphates, and more specifically zinc dialkyldithiophosphates or ZnDTPs.
  • the preferred compounds are of formula Zn ((SP (S) (OR 10 ) (OR 11 )) 2 , in which R 10 and R 11 , which are identical or different, independently represent an alkyl group, preferentially an alkyl group comprising from 1 to at 18 carbon atoms.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise at least one friction-modifying additive.
  • the friction modifying additive may be chosen from a compound providing metal elements and an ash-free compound.
  • the compounds providing metal elements mention may be made of transition metal complexes such as Mo, Sb, Sn, Fe, Cu and Zn, the ligands of which may be hydrocarbon compounds comprising oxygen, nitrogen, sulfur or phosphorus.
  • the ashless friction modifier additives are generally of organic origin and may be selected from monoesters of fatty acids and polyols, alkoxylated amines, alkoxylated fatty amines, fatty epoxides, borate fatty epoxides; fatty amines or fatty acid glycerol esters.
  • the fatty compounds comprise at least one hydrocarbon group comprising from 10 to 24 carbon atoms.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 0.01 to 2% by weight or from 0.01 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 1.5% by weight or from 0, 1 to 2% by weight relative to the total mass of the lubricant composition, friction modifier additives.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise at least one antioxidant additive.
  • the antioxidant additive generally serves to retard the degradation of the lubricating composition in service. This degradation can notably result in the formation of deposits, the presence of sludge or an increase in the viscosity of the lubricant composition.
  • Antioxidant additives act in particular as radical inhibitors or destroyers of hydroperoxides.
  • antioxidant additives commonly used, mention may be made of antioxidant additives of phenolic type, antioxidant additives of amine type, antioxidant phosphosulfur additives. Some of these antioxidant additives, for example phosphosulfur antioxidant additives, can be ash generators. Phenolic antioxidant additives may be ash-free or may be in the form of neutral or basic metal salts.
  • the antioxidant additives may in particular be chosen from sterically hindered phenols, sterically hindered phenol esters and sterically hindered phenols comprising a thioether bridge, diphenylamines, diphenylamines substituted by at least one C 12 -C 12 alkyl group, ⁇ , ⁇ ' dialkyl-aryl diamines and mixtures thereof.
  • the sterically hindered phenols are chosen from compounds comprising a phenol group in which at least one vicinal carbon of the carbon bearing the alcohol function is substituted by at least one C 1 -C 6 alkyl group, preferably an alkyl group. in C 1 -C 6 , preferably a C 4 alkyl group, preferably by the ter-butyl group.
  • Sulfurized alkyl phenols or their alkali and alkaline earth metal salts can also be used as antioxidant additives.
  • antioxidant additives is copper compounds, for example copper thio- or dithio-phosphates, copper and carboxylic acid salts, dithiocarbamates, sulphonates, phenates, copper acetylacetonates. Copper salts I and II, succinic acid or anhydride salts can also be used.
  • the lubricating composition comprises at least one ash-free antioxidant additive.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention comprises from 0.5 to 2% by weight relative to the total weight of the composition, of at least one antioxidant additive.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may also comprise at least one detergent additive.
  • the detergent additives generally make it possible to reduce the formation of deposits on the surface of the metal parts by dissolving the secondary oxidation and combustion products.
  • the detergent additives that may be used in the monophasic lubricating composition according to the invention may be anionic compounds comprising a long lipophilic hydrocarbon chain and a hydrophilic head.
  • the associated cation may be a metal cation of an alkali metal or alkaline earth metal.
  • the detergent additives are preferably chosen from the alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, the sulphonates, the salicylates, the naphthenates and the phenate salts.
  • the alkali and alkaline earth metals are preferably calcium, magnesium, sodium or barium. These metal salts generally comprise the metal in stoichiometric amount or in excess, therefore in an amount greater than the stoichiometric amount.
  • the excess metal bringing the overbased character to the detergent additive is then generally in the form of an oil insoluble metal salt, for example a carbonate, a hydroxide, an oxalate, an acetate, a glutamate, preferably a carbonate .
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 2 to 4% by weight of detergent additive relative to the total mass of the lubricant composition.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may also comprise at least one pour point depressant additive.
  • pour point depressant additives By slowing the formation of paraffin crystals, pour point depressant additives generally improve the cold behavior of the monophasic lubricating composition according to the invention.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may also comprise at least one dispersing agent.
  • the dispersing agent may be chosen from Mannich bases, succinimides and their derivatives.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention may comprise from 0.2 to 10% by weight of dispersing agent relative to the total weight of the lubricating composition.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention and the monophasic lubricating composition prepared according to the preparation method according to the invention are particularly advantageous for the lubrication of mechanical parts undergoing a significant heating in the engine.
  • the lubricating monophasic composition according to the invention is advantageously used in compressor fluids, in hydraulic fluids, in greases, in turbine fluids, in gear lubricants or in lubricants. for automobile engine. It can in particular be used for the lubrication of automotive engines.
  • the monophasic lubricating composition according to the invention is used for the lubrication of an automobile engine. During its use, the monophasic lubricating composition according to the invention is therefore brought into contact with at least one of the engine parts.
  • a monophasic lubricating composition according to the invention makes it possible to reduce the fouling of the engine. It can also reduce the amount of coking products within the engine.
  • This use of a monophasic lubricating composition according to the invention is therefore particularly advantageous for improving the cleanliness of the engine, in particular for improving the cleanliness of the engine pistons.
  • the invention also relates to the use of a phase change material defined according to the invention as a thermal agent in a monophasic lubricant composition for an engine.
  • the use as thermal agent in a monophasic lubricant composition according to the invention of a phase change material is also part of the invention.
  • the invention also relates to the use of a mixture or a solution of an oil chosen from polyalkyl glycols (PAG or polyalkylene glycols), defined according to the invention, and a phase-change material, defined according to the invention, as a thermal agent in a monophasic lubricant composition for an engine or as a thermal agent in a monophasic lubricating composition defined according to the invention.
  • PAG polyalkyl glycols
  • Example 1 Preparation of a Lubricating Composition (CL-1) According to the Invention Comprising Water and a PAG (PAG-1)
  • a monophasic lubricating composition (CL-1) according to the invention is prepared from a mixture of water and a polyalkylene glycol (PAG-1: commercial product Ucon OSP 32 from Dow) by mixing 1 g of water in 99 g of PAG-1.
  • PAG-1 is prepared according to the method of Example 1 of International Patent Application WO-2013/164449 and comprises about 57% by weight of propylene oxide units and about 43% by weight of butylene oxide units. Its average molecular weight (measured according to ASTM D4274) is about 760 g.
  • a mixture of water and PAG-1 are introduced into a formulated motor oil comprising: 13.3% of additive package sold under the name P6660 of the company Infineum, 5.3% of hydrogenated polydiene polymer marketed under the name of Infineum SV261, 0.3% of PPD (pour point depressant) sold under the name LZ7748 at Lubrizol and 81.1% of Group III base oils marketed under the name Nexbase 3043 (78%) and Nexbase 3050 (3.1%) at Neste.
  • a monophasic lubricating composition (CL-2) according to the invention is prepared from a mixture of water and a polyalkylene glycol (PAG-2: Dow Dow's commercial product 20A42EB) by mixing 1 g of water. in 99 g of PAG-2.
  • PAG-2 comprises about 66% by weight of propylene oxide units and about 34% by weight of ethylene oxide units.
  • Its average molecular weight is about 535 g. mol "1 , its viscosity measured at 40 ° C. (according to ASTM D445) is 32 mm 2 s -1 , its viscosity measured at 100 ° C. (according to ASTM D445) is 7 mm 2 .
  • s "1 and its viscosity index is 189.
  • 14 g of water mixture and PAG-2 are introduced into a formulated motor oil comprising: 13.3% of package of additives marketed under the name P6660 of the company Infineum, 5.3% of hydrogenated polydiene polymer sold under the name of SV261 from Infineum, 0.3% of PPD (pour point depressant) sold under the name LZ7748 at Lubrizol and 81, 1% of Group III base oils marketed under the name Nexbase 3043 (78%) and Nexbase 3050 (3.1%) at Neste.
  • a comparative lubricating composition (CC-1) is prepared comprising: 13.3% of additive package marketed under the name P6660 from Infineum, 5.3% of hydrogenated polydiene polymer marketed under the name SV261 from the company Infineum , 0.3% of PPD (pour point depressant) sold under the name LZ7748 at Lubrizol and 81.1% of Group III base oils marketed under the name Nexbase 3043 (78%) and Nexbase 3050 (3 , 1%) at Neste. Then, PAG-1 is introduced in an amount of 15% by weight in the lubricating composition.
  • Example 4 Preparation of a Comparative Lubricating Composition (CC-2) Comprising a PAG (PAG-2)
  • a comparative lubricating composition comprising: 13.3% of additive package marketed under the name P6660 from the company Infineum, 5.3% of hydrogenated polydiene polymer marketed under the name of SV261 from the company Infinuem, 0.3% of PPD (pour point depressant) sold under the name LZ7748 at Lubrizol and 81.1% of Group III base oils marketed under Nexbase 3043 (78%) and Nexbase 3050 (3.1%) at Neste. Then, PAG-2 is introduced in an amount of 14% by weight in the lubricating composition.
  • the reference lubricating composition (CR-1) consists of 13.3% of additive package marketed under the name P6660 of the company Infineum, 5.3% of hydrogenated polydiene polymer sold under the name of SV261 from the company Infineum. , 0.3% of PPD (pour point depressant) sold under the name LZ7748 at Lubrizol and 81.1% of Group III base oils marketed under the name Nexbase 3043 (78%) and Nexbase 3050 (3 , 1%) at Neste.
  • Each lubricating composition (10 kg) is evaluated during a cleanliness test of a diesel engine with a common rail for cars.
  • the engine has a displacement of 1, 4 L for 4 cylinders. Its power is 80 kW.
  • the cycle time of the test is 96 hours alternating idle speed and 4 000 rpm.
  • the temperature of the lubricating composition is 145 ° C. and the temperature of the water of the cooling system is 100 ° C. No emptying or extra makeup composition is performed during the test. EN 590 fuel is used.
  • the test is carried out in two phases for a total duration of 106 hours and in a first rinsing and lapping step for 10 hours and then in a second step with the evaluated composition (4 kg), finally according to an endurance stage lasting 96 hours with the evaluated composition (4 kg).
  • composition evaluated merit rating piston after test (%)
  • Table 1 Piston merit cost after test It is found that the lubricant compositions according to the invention (CL-1 and CL-2) allow a significant gain in the cleanliness of the engine compared to comparative lubricating compositions (CC-1 and CC-2). The lubricant compositions according to the invention also allow a rating of the piston after test merit which is much higher than the quotation of the reference lubricating composition (CR-1).

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Abstract

L'invention concerne le domaine des lubrifiants et fournit une composition lubrifiante monophasique comprenant une huile de base, une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et un matériau à changement de phase, notamment de l'eau. La composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut notamment être utilisée pour la lubrification d'un moteur pour véhicule. Elle possède des performances thermiques améliorées par rapport aux compositions lubrifiantes de l'état de la technique. Elle permet également de réduire l'encrassement des pièces du moteur.

Description

COMPOSITION LUBRIFIANTE A MATÉRIAU A CHANGEMENT DE PHASE
DESCRIPTION
L'invention concerne le domaine des lubrifiants et fournit une composition lubrifiante monophasique comprenant une huile de base, une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et un matériau à changement de phase, notamment de l'eau. La composition lubrifiante monophasique selon l'invention est utilisée pour la lubrification d'un moteur pour véhicule. Elle possède des performances thermiques améliorées par rapport aux compositions lubrifiantes de l'état de la technique. Elle permet également de réduire l'encrassement des pièces du moteur.
Les développements des moteurs et des performances des compositions lubrifiantes pour moteur sont indissociablement liés. Plus les moteurs ont une conception complexe, plus le rendement et l'optimisation de la consommation sont élevés et plus la composition lubrifiante pour moteur est sollicitée et doit améliorer ses performances.
Une compression très élevée dans le moteur, des températures de piston supérieures, en particulier dans la zone du segment de piston supérieur, des commandes de soupapes modernes et sans entretien avec des poussoirs hydrauliques, ainsi que des températures très élevées dans l'espace moteur sollicitent de manière croissante les lubrifiants pour les moteurs modernes.
Les conditions d'utilisation des moteurs à essence et des moteurs diesel incluent aussi bien des parcours extrêmement courts que de longs trajets. En effet, 80 % des trajets des voitures d'Europe occidentale sont inférieurs à 12 kilomètres alors que des véhicules parcourent des kilométrages annuels allant jusqu'à 300 000 km.
Les intervalles de vidange sont également très variables, de 5 000 km pour certains petits moteurs diesel, ils peuvent aller jusqu'à 100 000 km sur des moteurs diesel de véhicules utilitaires modernes.
Les compositions lubrifiantes et notamment les compositions lubrifiantes pour véhicules à moteur doivent donc posséder des propriétés et des performances améliorées.
Un problème rencontré lors de l'utilisation de compositions lubrifiantes connues concerne la dégradation et la cokéfaction des huiles ou des additifs utilisés. Ces phénomènes de dégradation et de cokéfaction peuvent entraîner un encrassement des pièces lubrifiées, en particulier au sein d'un moteur pour véhicule. Il est donc nécessaire de disposer de compositions lubrifiantes permettant d'améliorer la propreté d'un moteur. L'amélioration de la propreté d'un moteur comprend généralement la réduction de la formation de dépôts, notamment la formation de dépôts à haute température tels que les vernis, les laques ou les dépôts de carbone ou de coke. De tels dépôts peuvent se former sur les surfaces chaudes des pièces du moteur tels que les fonds de gorge des pistons ou les axes des turbos. Les substances présentes au sein des compositions lubrifiantes peuvent s'oxyder au contact des surfaces chaudes du moteur et générer la formation de produits insolubles formant des dépôts. Ces dépôts peuvent encrasser le moteur et provoquer des problèmes d'usure, de grippage, de gommage des segments ainsi que des problèmes de rotation du turbo par exemple. Généralement, des additifs de type détergents sont utilisés pour améliorer la propreté d'un moteur.
Il est donc nécessaire de disposer de compositions lubrifiantes permettant de lutter efficacement contre ces phénomènes et notamment de disposer de compositions lubrifiantes aux propriétés de résistance thermique améliorées.
Il est également nécessaire de disposer de compositions lubrifiantes permettant de réduire la température de l'épilamen (film ou peau de composition lubrifiante) présent sur les pièces mécaniques lubrifiées d'un moteur et notamment sur les pistons. Disposer de compositions lubrifiantes permettant d'abaisser la température des pièces en contact, par exemple au sein d'un moteur pour automobile, est donc particulièrement avantageux.
Des compositions lubrifiantes permettant d'absorber une partie de la chaleur produite lors du fonctionnement d'un moteur sont donc nécessaires.
Il a maintenant été trouvé que l'utilisation d'un matériau à changement de phase en combinaison avec des huiles pouvait permettre d'absorber une partie de la chaleur produite lors de la lubrification, en particulier lors du fonctionnement d'un moteur, et donc d'abaisser la température subie par les huiles et les additifs employés.
Par ailleurs, la stabilité des compositions lubrifiantes doit également être assurée, en particulier lors de leur utilisation pour la lubrification d'un moteur. En effet, outre la chaleur subie au sein d'un moteur, les compositions lubrifiantes subissent d'importantes contraintes mécaniques, notamment des contraintes de cisaillement.
Faute d'être suffisamment stables, les huiles et additifs des compositions lubrifiantes peuvent se séparer ou se dégrader et perdre tout ou partie de leurs propriétés. En particulier, des compositions lubrifiantes comprenant différentes phases, par exemple des émulsions, peuvent être dégradées et conduire à la séparation des huiles et des additifs. Lors de telles séparations, notamment des émulsions comprises dans les compositions lubrifiantes, certains éléments ou additifs peuvent se déposer, par exemple dans les parties basses du moteur. Les compositions lubrifiantes ainsi dégradées peuvent perdre leurs propriétés et conduire à la dégradation accélérée des huiles et des additifs et conduire à un encrassement accru des pièces du moteur.
Il existe donc un besoin de compositions lubrifiantes pour moteur qui possèdent des performances améliorées et qui permettent notamment de limiter ou d'éviter les problèmes de cokéfaction et d'encrassement.
Ainsi, l'invention fournit une composition lubrifiante monophasique qui permet d'apporter une solution à tout ou partie des problèmes des compositions lubrifiantes de l'état de la technique.
La présente invention concerne l'utilisation d'une composition lubrifiante monophasique comprenant une huile de base, une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et de 0,1 à 5 % en masse d'un matériau à changement de phase par rapport à la masse de PAG.
La composition lubrifiante est monophasique, cela se traduit dans la composition par une faible teneur en matériau à changement de phase, notamment eau, qui est de 0,1 à 5% en masse par rapport à la masse de PAG. Elle comprend donc une seule phase et est différente d'une émulsion. Ainsi, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut subir des contraintes mécaniques, notamment des contraintes de cisaillement, sans risquer de subir de séparation des huiles et du matériau à changement de phase.
De manière également préférée, le matériau à changement de phase et l'huile choisie parmi les PAG de la composition selon l'invention, peuvent être sous la forme d'un mélange. De manière plus préférée, le matériau à changement de phase et l'huile choisie parmi les PAG, peuvent être sous la forme d'une solution au sein de la composition selon l'invention.
Selon l'invention, le PAG de la composition selon l'invention peut être un polymère à blocs ou un polymère statistique. Le PAG selon l'invention comprend des groupements alkyles dont la longueur des chaînes hydrocarbonées peut varier. Selon l'invention, la longueur des chaînes hydrocarbonées est définie par une valeur moyenne du nombre d'atomes de carbone.
De manière préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (I) ou un polymère statistique de formule (I)
(I)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement C C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ n représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15 ;
■ R2 et R3, identiques ou différents, représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement d-C2-alkyl.
Pour le PAG selon l'invention, n peut représenter un nombre allant de 2 à 60, de préférence allant de 5 à 30 ou de 7 à 15.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R1 représente un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, R2 et R3 sont différents et représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement CrC2-alkyl linéaire et n représente un nombre allant de 7 à 15.
De manière également préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (IA) ou un polymère statistique de formule (IA)
(IA)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement C C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ; ■ m représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15 ;
■ R4 et R5 représentent un atome d'hydrogène ; ou R4 représente un atome d'hydrogène et R5 représente un groupement méthyle ; ou R4 représente un groupement méthyle et R5 représente atome d'hydrogène ; ou R4 et R5 représentent un groupement méthyle ; ou R4 représente un groupement éthyle et R5 représente un atome d'hydrogène ; ou R4 représente un atome d'hydrogène et R5 représente un groupement éthyle.
Pour le PAG selon l'invention, m peut représenter un nombre allant de 2 à 60, de préférence allant de 5 à 30 ou de 7 à 15.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R1 représente un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, R4 et R5 sont différents et représentent indépendamment un atome d'hydrogène, un groupement méthyle ou un groupement éthyle et m représente un nombre allant de 7 à 15.
De manière également préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (IB) ou un polymère statistique de formule (IB)
(IB)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ p et q représentent indépendamment un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8 ;
■ R6 et R7 représentent un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement méthyle et R7 représente atome d'hydrogène ; ou R6 et R7 représentent un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement éthyle et R7 représente un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement éthyle ;
■ R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement méthyle et R9 représente atome d'hydrogène ; ou R8 et R9 représentent un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement éthyle et R9 représente un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement éthyle.
Pour le PAG selon l'invention, p et q peuvent indépendamment représenter un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8.
Comme PAG particuliers selon l'invention on peut citer
■ les PAG pour lesquels R6, R7, R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène ; ou
■ les PAG pour lesquels R6 et R8 représentent un atome d'hydrogène et R7 et R9 représentent un groupement méthyle ; ou
■ les PAG pour lesquels R6 et R8 représentent un atome d'hydrogène et R7 et R9 représentent un groupement éthyle ; ou
■ les PAG pour lesquels R6 et R8 représentent un atome d'hydrogène, R7 représente un groupement méthyle et R9 représente un groupement éthyle ; ou
- les PAG pour lesquels R6 et R8 représentent un atome d'hydrogène, R7 représente un groupement éthyle et R9 représente un groupement méthyle ; ou
■ les PAG pour lesquels R6, R7 et R9 représentent un atome d'hydrogène et R8 représente un groupement méthyle ; ou
■ les PAG pour lesquels R6, R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R1 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié, R6, R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle, p représente un nombre allant de 3 à 5, par exemple 4,5, et q représente un nombre allant de 1 à 3, par exemple 2.
Pour un PAG plus préféré selon l'invention, R1 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié, R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle, R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement éthyle, p représente un nombre allant de 3 à 8, par exemple 5, et q représente un nombre allant de 3 à 8, par exemple 4.
De manière plus préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (II) ou un polymère statistique de formule (II) dans laquelle
■ R1 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié
■ p représente un nombre allant de 4 à 5 ;
■ q représente un nombre allant de 2 à 3.
De manière plus particulièrement préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule III) ou un polymère statistique de formule (III)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ p représente un nombre allant de 2 à 6 ;
■ q représente un nombre allant de 2 à 5.
Le PAG utilisé pour la composition selon l'invention peut être préparé par réaction d'au moins un initiateur de type alcool comprenant de 1 à 30 atomes de carbone avec la liaison époxy d'un ou plusieurs oxydes d'alkylène puis propagation de la réaction permettant d'obtenir ces polymères. Les oxydes d'alkylène préférés sont l'oxyde d'ethylene, l'oxyde de propylene et l'oxyde de butylène. Des procédés de préparation de PAG sont décrits dans la demande de brevet internationale WO-2012/070007 ou dans la demande de brevet internationale WO-2013/164449.
Outre une huile de base et un PAG, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend un matériau à changement de phase. De manière préférée, le matériau à changement de phase est un matériau à changement de phase liquide-gaz. De manière également préférée, le matériau à changement de phase possède une enthalpie de vaporisation ou une chaleur latente de vaporisation, mesurée à 100 °C et sous 0,101 MPa, allant de 800 à 3 500 kJ/kg, de préférence de 1 000 à 2 500 kJ/kg.
Un exemple préféré de matériau à changement de phase possède une enthalpie de vaporisation de 2257 kJ/kg, mesurée à 100 °C et sous 0,101 MPa. De manière également préférée, le matériau à changement de phase possède un point d'ébullition à pression normale allant de 50 à 150 °C, de préférence de 90 à 120 °C.
Selon l'invention, comme exemples de matériaux à changement de phase, on préfère utiliser un matériau choisi parmi l'eau, les acides carboxyliques, les éthers, les alcools, notamment les alcools à chaîne courte et particulièrement les alcools en CrC8. Selon l'invention, le matériau à changement de phase préféré est l'eau.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,001 à 0,6 % en masse de composition lubrifiante de matériau à changement de phase. De manière préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,01 à 0,3 % en masse de composition lubrifiante de matériau à changement de phase. De manière préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut donc comprendre jusqu'à 0,6 % en masse d'eau.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,5 à 2 % en masse de matériau à changement de phase par rapport à la quantité de PAG. De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 1 à 30 % en masse totale de composition lubrifiante de mélange de matériau à changement de phase et de PAG. De manière préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 2 à 20 % en masse totale de composition lubrifiante de mélange de matériau à changement de phase et de PAG. De manière plus préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 5 à 15 % en masse totale de composition lubrifiante de mélange de matériau à changement de phase et de PAG.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend un PAG et un matériau à changement de phase. Elle comprend également une huile de base. De manière générale, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre tout type d'huile de base lubrifiante, minérale, synthétique ou naturelle, animale ou végétale, adaptées à son utilisation.
Les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l'invention peuvent donc être des huiles d'origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) (tableau A) ou leurs mélanges.
Tableau A Les huiles de base minérales qui peuvent être utilisées pour la composition lubrifiante monophasique selon l'invention incluent tout type de bases obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d'opérations de raffinage telles qu'extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydrofinition. Des mélanges d'huiles synthétiques et minérales peuvent également être employés.
Il n'existe généralement aucune limitation quant à l'emploi de bases lubrifiantes différentes pour réaliser les compositions lubrifiantes selon l'invention, si ce n'est qu'elles doivent avoir des propriétés, notamment de viscosité, indice de viscosité, teneur en soufre et résistance à l'oxydation, adaptées notamment à une utilisation pour des moteurs ou pour des transmissions de véhicule.
Les huiles de bases des compositions lubrifiantes selon l'invention peuvent également être choisies parmi les huiles synthétiques, telles certains esters d'acides carboxyliques et d'alcools, ainsi que parmi les polyalphaoléfines. Les polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant de 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir d'octène ou de décène, et dont la viscosité à 100 °C est comprise entre 1 ,5 et 15 mm2. s"1 selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3 000 selon la norme ASTM D5296. De manière avantageuse selon l'invention, l'huile de base peut être choisie parmi les huiles de groupe I II, les huiles de groupe IV et les huiles de groupe V. De manière préférée, l'huile de base est une huile de groupe I I I ou une huile de groupe V. Comme huile de groupe V préférée pour la composition lubrifiante monophasique selon l'invention, on peut citer les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et en particulier les huiles de formule (IV) qui sont des olymères à blocs ou des polymères statistiques
(IV)
dans laquelle
■ Q représente un groupement C8-Ci4-alkyl linéaire ;
■ v représente un nombre allant de 2 à 6, de préférence de 2 à 4 ;
■ w représente un nombre allant de 2 à 5, de préférence de 2 à 3.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut également comprendre une autre huile de base. Cette autre huile de base peut être choisie parmi les huiles de groupe I II, les huiles de groupe IV et les huiles de groupe V.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend au moins 50 % en masse d'huiles de base par rapport à la masse totale de la composition. De manière plus avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend au moins 60 % en masse, voire au moins 70 % en masse, d'huiles de base par rapport à la masse totale de la composition. De manière plus particulièrement avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend de 50, 60 ou 70 à 99,9 % en masse, ou de 50, 60 ou 70 à 90 % en masse, d'une ou plusieurs huiles de base par rapport à la masse totale de la composition.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut également comprendre au moins un additif. De nombreux additifs peuvent être utilisés pour la composition lubrifiante monophasique selon l'invention. Les additifs préférés pour la composition lubrifiante monophasique selon l'invention sont choisis parmi les additifs détergents, les additifs antiusure, les additifs modificateurs de frottement, les additifs extrême pression, les dispersants, les améliorants du point d'écoulement, les agents anti-mousse, les épaississants et leurs mélanges. De manière préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend au moins un additif anti-usure, au moins un additif extrême pression ou leurs mélanges. Les additifs anti-usure et les additifs extrême pression protègent les surfaces en frottement par formation d'un film protecteur adsorbé sur ces surfaces.
Il existe une grande variété d'additifs anti-usure. De manière préférée pour la composition lubrifiante monophasique selon l'invention, les additifs anti-usure sont choisis parmi des additifs phospho-soufrés comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. Les composés préférés sont de formule Zn((SP(S)(OR10)(OR11))2, dans laquelle R10 et R1 1 , identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyle, préférentiellement un groupement alkyle comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
Les phosphates d'amines sont également des additifs anti-usure qui peuvent être employés dans la composition lubrifiante monophasique selon l'invention. Toutefois, le phosphore apporté par ces additifs peut agir comme poison des systèmes catalytiques des automobiles car ces additifs sont générateurs de cendres. On peut minimiser ces effets en substituant partiellement les phosphates d'amines par des additifs n'apportant pas de phosphore, tels que, par exemple, les polysulfures, notamment les oléfines soufrées.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,01 à 6 % en masse, préférentiellement de 0,05 à 4 % en masse, plus préférentiellement de 0,1 à 2 % en masse par rapport à la masse totale de composition lubrifiante, d'additifs anti-usure et d'additifs extrême-pression.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement. L'additif modificateur de frottement peut être choisi parmi un composé apportant des éléments métalliques et un composé exempt de cendres. Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d'oxygène, d'azote, de soufre ou de phosphore. Les additifs modificateurs de frottement exempt de cendres sont généralement d'origine organique et peuvent être choisis parmi les monoesters d'acides gras et de polyols, les aminés alcoxylées, les aminés grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate; les aminés grasses ou les esters de glycérol d'acide gras. Selon l'invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,01 à 2 % en masse ou de 0,01 à 5 % en masse, préférentiellement de 0,1 à 1 ,5 % en masse ou de 0,1 à 2 % en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d'additifs modificateur de frottement.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre au moins un additif antioxydant. L'additif antioxydant permet généralement de retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante.
Les additifs antioxydants agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d'hydropéroxydes. Parmi les additifs antioxydants couramment employés, on peut citer les additifs antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydants de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempt de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en CrC12, les Ν,Ν'-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.
De préférence selon l'invention, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en Ci- do, de préférence un groupement alkyle en CrC6, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.
Les composés aminés sont une autre classe d'additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les aminés aromatiques, par exemple les aminés aromatiques de formule NRaRbRc dans laquelle Ra représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rb représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rc représente un atome d'hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule RdS(0)zRe dans laquelle Rd représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, Re représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.
Une autre classe d'additifs antioxydants est celle des composés cuivrés, par exemples les thio- ou dithio-phosphates de cuivre, les sels de cuivre et d'acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les sulphonates, les phénates, les acétylacétonates de cuivre. Les sels de cuivre I et II, les sels d'acide ou d'anhydride succiniques peuvent également être utilisés.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut contenir tous types d'additifs antioxydants connus de l'homme du métier.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention comprend de 0,5 à 2 % en poids par rapport à la masse totale de la composition, d'au moins un additif antioxydant.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut également comprendre au moins un additif détergent. Les additifs détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d'oxydation et de combustion.
Les additifs détergents utilisables dans la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d'un métal alcalin ou alcalino-terreux. Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d'acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum. Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stœchiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stœchiométrique. Il s'agit alors d'additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l'additif détergent est alors généralement sous la forme d'un sel métallique insoluble dans l'huile, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate. De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 2 à 4 % en poids d'additif détergent par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante. De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut également comprendre au moins un additif abaisseur de point d'écoulement.
En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d'écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante monophasique selon l'invention.
Comme exemple d'additifs abaisseurs de point d'écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d'alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes, les polystyrènes alkylés. De manière avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut également comprendre au moins un agent dispersant. L'agent dispersant peut être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 0,2 à 10 % en masse d'agent dispersant par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante peut également comprendre au moins un polymère supplémentaire améliorant l'indice de viscosité. Comme exemples de polymère supplémentaire améliorant l'indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non- hydrogénés, du styrène, du butadiène et de l'isoprène, les polyméthacrylates (PMA).
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention peut comprendre de 1 à 15 % en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante de polymère soluble dans l'huile choisi parmi les polyalkylène- glycols (PAG) et de ce polymère supplémentaire améliorant l'indice de viscosité.
La composition lubrifiante selon l'invention peut être préparée selon un procédé comprenant ■ la préparation d'un mélange ou d'une solution comprenant une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et un matériau à changement de phase ;
■ l'addition de ce mélange ou de cette solution à une huile de base.
Les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférés de l'huile de base, du PAG ou du matériau à changement de phase de la composition lubrifiante monophasique selon l'invention définissent des procédés selon l'invention. Par analogie, ces procédés constituent des procédés particuliers, avantageux ou préférés selon l'invention.
La composition lubrifiante monophasique selon l'invention et la composition lubrifiante monophasique préparée selon le procédé de préparation selon l'invention sont particulièrement avantageuses pour la lubrification de pièces mécaniques subissant un échauffement important dans le moteur. Ainsi, la composition monophasique lubrifiante selon l'invention est avantageusement utilisée au sein de fluides pour compresseur, au sein de fluides hydrauliques, au sein de graisses, au sein de fluides pour turbine, au sein de lubrifiants d'engrenage ou au sein de lubrifiants pour moteur d'automobile. Elle peut en particulier être utilisée pour la lubrification de moteurs automobile. De manière préférée, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention est utilisée pour la lubrification d'un moteur pour automobile. Au cours de son utilisation, la composition lubrifiante monophasique selon l'invention est donc mise en contact avec au moins une des pièces du moteur.
De manière particulièrement avantageuse, l'utilisation d'une composition lubrifiante monophasique selon l'invention permet de réduire l'encrassement du moteur. Elle peut également permettre de réduire la quantité de produits de cokéfaction au sein du moteur. Cette utilisation d'une composition lubrifiante monophasique selon l'invention est donc particulièrement intéressante pour améliorer la propreté du moteur, en particulier pour améliorer la propreté des pistons du moteur.
L'invention concerne également l'utilisation d'un matériau à changement de phase défini selon l'invention comme agent thermique au sein d'une composition lubrifiante monophasique pour moteur. L'utilisation comme agent thermique au sein d'une composition lubrifiante monophasique selon l'invention d'un matériau à changement de phase fait également partie de l'invention. L'invention concerne également l'utilisation d'un mélange ou d'une solution d'une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols), définie selon l'invention, et d'un matériau à changement de phase, défini selon l'invention, comme agent thermique au sein d'une composition lubrifiante monophasique pour moteur ou comme agent thermique au sein d'une composition lubrifiante monophasique définie selon l'invention.
Les différents aspects de l'invention peuvent être illustrés par les exemples qui suivent.
Exemple 1 : préparation d'une composition lubrifiante (CL-1 ) selon l'invention comprenant 'eau et un PAG (PAG-1 )
PAG-1 : R1 = chaîne alkyle linéaire issue d'un alcool en C p= 5,1 q= 3,9
On prépare une composition lubrifiante monophasique (CL-1 ) selon l'invention à partir d'un mélange d'eau et d'un polyalkylene-glycol (PAG-1 : produit commercial Ucon OSP 32 de Dow) en mélangeant 1 g d'eau dans 99 g de PAG-1 . Le PAG-1 est préparé selon la méthode de l'exemple 1 de la demande de brevet internationale WO-2013/164449 et comprend environ 57 % en masse de motifs oxyde de propylene et environ 43 % en masse de motifs oxyde de butylène. Sa masse molaire moyenne (mesurée selon la norme ASTM D4274) est d'environ 760 g. mol"1 , sa viscosité mesurée à 40 °C (selon la norme ASTM D445) est de 32 mm2. s"1 , sa viscosité mesurée à 100 °C (selon la norme ASTM D445) est de 6,1 mm2. s"1 et son indice de viscosité (mesuré selon la norme ASTM D2270) est de 149.
Puis, on introduit 15 g de mélange d'eau et de PAG-1 dans une huile moteur formulée comprenant : 13,3% de paquet d'additifs commercialisé sous le nom P6660 de la société Infineum, 5,3 % de polymère polydiène hydrogéné commercialisé sous le nom de SV261 de la société Infineum, 0,3 % de PPD (abaisseur de point d'écoulement) commercialisé sous le nom LZ7748 chez Lubrizol et 81 ,1 % d'huiles de base de groupe III commercialisées sous le nom Nexbase 3043 (78 %) et Nexbase 3050 (3,1 %) chez Neste.
Exemple 2: préparation d'une composition lubrifiante (CL-2) selon l'invention comprenant de l'eau et un PAG (PAG-2)
PAG-2: R1 = chaîne alkyle linéaire issue d'un alcool en C11 >9 p= 4,4 q= 2,2
On prépare une composition lubrifiante monophasique (CL-2) selon l'invention à partir d'un mélange d'eau et d'un polyalkylene-glycol (PAG-2: produit commercial Dowfax 20A42EB de Dow) en mélangeant 1 g d'eau dans 99 g de PAG-2. Le PAG-2 comprend environ 66 % en masse de motifs oxyde de propylene et environ 34 % en masse de motifs oxyde d'ethylene. Sa masse molaire moyenne (mesurée selon la norme ASTM D4274) est d'environ 535 g. mol"1 , sa viscosité mesurée à 40 °C (selon la norme ASTM D445) est de 32 mm2. s"1 , sa viscosité mesurée à 100 °C (selon la norme ASTM D445) est de 7 mm2. s"1 et son indice de viscosité (mesuré selon la norme ASTM D2270) est de 189. Puis, on introduit 14g de mélange d'eau et de PAG-2 dans une huile moteur formulée comprenant : 13,3 % de paquet d'additifs commercialisé sous le nom P6660 de la société Infineum, 5,3 % de polymère polydiène hydrogéné commercialisé sous le nom de SV261 de la société Infineum, 0,3 % de PPD (abaisseur de point d'écoulement) commercialisé sous le nom LZ7748 chez Lubrizol et 81 ,1 % d'huiles de base de groupe III commercialisées sous le nom Nexbase 3043 (78 %) et Nexbase 3050 (3,1 %) chez Neste.
Exemple 3: préparation d'une composition lubrifiante comparative (CC-1 ) comprenant un PAG (PAG-1 )
On prépare une composition lubrifiante comparative (CC-1 ) comprenant : 13,3% de paquet d'additifs commercialisé sous le nom P6660 de la société Infineum, 5,3 % de polymère polydiène hydrogéné commercialisé sous le nom de SV261 de la société Infineum, 0,3 % de PPD (abaisseur de point d'écoulement) commercialisé sous le nom LZ7748 chez Lubrizol et 81 ,1 % d'huiles de base de groupe III commercialisées sous le nom Nexbase 3043 (78 %) et Nexbase 3050 (3,1 %) chez Neste. Puis, le PAG-1 est introduit en une quantité de 15 % en masse dans la composition lubrifiante.
Exemple 4: préparation d'une composition lubrifiante comparative (CC-2) comprenant un PAG (PAG-2)
On prépare une composition lubrifiante comparative (CC-2) comprenant : 13.3% de paquet d'additif commercialisé sous le nom P6660 de la société Infineum, 5.3% de polymère polydiène hydrogéné commercialisé sous le nom de SV261 de la société Infinuem, 0.3% de PPD (abaisseur de point d'écoulement) commercialisé sous le nom LZ7748 chez Lubrizol et 81 ,1 % d'huiles de base de groupe III commercialisées sous le nom Nexbase 3043 (78%) et Nexbase 3050 (3.1 %) chez Neste. Puis, le PAG-2 est introduit en une quantité de 14 % en masse dans la composition lubrifiante.
Exemple 5: évaluation des propriétés des compositions lubrifiantes (CL-1 ) et CL-2) selon l'invention, des propriétés d'une composition lubrifiante de référence (CR-1 ) et des compositions lubrifiantes comparatives (CC-1 et CC-2)
La composition lubrifiante de référence (CR-1 ) est constituée de 13,3 % de paquet d'additif commercialisé sous le nom P6660 de la société Infineum, 5,3 % de polymère polydiène hydrogéné commercialisé sous le nom de SV261 de la société Infineum, 0,3 % de PPD (abaisseur de point d'écoulement) commercialisé sous le nom LZ7748 chez Lubrizol et 81 ,1 % d'huiles de base de groupe III commercialisées sous le nom Nexbase 3043 (78 %) et Nexbase 3050 (3,1 %) chez Neste.
Chaque composition lubrifiante (10 Kg) est évaluée lors d'un essai de propreté d'un moteur diesel à rampe d'injection commune (common rail) pour automobile. Le moteur a une cylindrée de 1 ,4 L pour 4 cylindres. Sa puissance est de 80 kW. La durée de cycle de l'essai est de 96 heures en alternant régime de ralenti et régime de 4 000 tours/min. La température de la composition lubrifiante est de 145 °C et la température de l'eau du système de refroidissement est de 100 °C. Aucune vidange, ni aucun appoint de composition lubrifiante ne sont effectués durant l'essai. On utilise du carburant EN 590. L'essai se déroule en deux phases pour une durée totale de 106 heures et selon une première étape de rinçage et de rodage durant 10 heures puis selon une deuxième étape avec la composition évaluée (4 kg), enfin selon une étape d'endurance d'une durée de 96 heures avec la composition évaluée (4 kg).
Au cours de l'essai, on évalue les paramètres physico-chimiques du lubrifiant. Puis, on évalue la consommation de lubrifiant durant le rodage et durant l'essai. On évalue également les dépôts sur les pistons du moteur. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau 1 .
composition évaluée cotation du mérite piston après essai (%)
CL-1 79,6
CC-1 70,4
CL-2 68,1
CC-2 65
CR-1 63
Tableau 1 : co tation du mérite piston après essai On constate que les compositions lubrifiantes selon l'invention (CL-1 et CL-2) permettent un gain significatif de la propreté du moteur par rapport aux compositions lubrifiantes comparatives (CC-1 et CC-2). Les compositions lubrifiantes selon l'invention permettent également une cotation du mérite piston après essai qui est bien supérieure à la cotation de la composition lubrifiante de référence (CR-1 ).
On constate également que les compositions lubrifiantes selon l'invention sont stables.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Utilisation d'une composition lubrifiante monophasique comprenant une huile de base, une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et de 0,1 à 5 % en masse de matériau à changement de phase par rapport à la quantité de PAG pour la lubrification d'un moteur.
2. Utilisation selon la revendication 1 , pour laquelle la composition comprend
■ une huile de base et un mélange d'une huile choisie parmi les PAG et d'un matériau à changement de phase ; ou
■ une huile de base et une solution d'une huile choisie parmi les PAG et d'un matériau à changement de phase.
3. Utilisation selon l'une des revendications 1 et 2 pour laquelle le PAG est un polymère à blocs de formule (I) ou un polymère statistique de formule (I)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ n représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15 ;
■ R2 et R3, identiques ou différents, représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement CrC2-alkyl.
4. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3 pour laquelle le PAG est choisi parmi o un polymère à blocs de formule (IA) ou un polymère statistique de formule (IA)
(IA)
dans laquelle ■ R1 représente un groupement C C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ m représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à
15 ;
■ R4 et R5 représentent un atome d'hydrogène ; ou R4 représente un atome d'hydrogène et R5 représente un groupement méthyle ; ou R4 représente un groupement méthyle et R5 représente atome d'hydrogène ; ou R4 et R5 représentent un groupement méthyle ; ou R4 représente un groupement éthyle et R5 représente un atome d'hydrogène ; ou R4 représente un atome d'hydrogène et R5 représente un groupement éthyle ;
o un polymère à blocs de formule (IB) ou un polymère statistique de formule (IB)
(IB)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ p et q représentent indépendamment un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8 ;
■ R6 et R7 représentent un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement méthyle et R7 représente atome d'hydrogène ; ou R6 et R7 représentent un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement éthyle et R7 représente un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement éthyle ;
■ R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement méthyle et R9 représente atome d'hydrogène ; ou R8 et R9 représentent un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement éthyle et R9 représente un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement éthyle.
5. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 4 pour laquelle le PAG est choisi parmi - un polymère à blocs de formule II) ou un polymère statistique de formule (II)
(II)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ p représente un nombre allant de 4 à 5 ;
■ q représente un nombre allant de 2 à 3 ; ou
- un polymère à blocs de formule III) ou un polymère statistique de formule (III)
dans laquelle
■ R1 représente un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ;
■ p représente un nombre allant de 2 à 6 ;
■ q représente un nombre allant de 2 à 5.
6. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 5 pour laquelle le matériau à changement de phase est à changement de phase liquide-gaz.
7. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 6 pour laquelle le matériau à changement de phase possède une enthalpie de vaporisation ou une chaleur latente de vaporisation, mesurée à 100 °C et sous 0,101 MPa allant de 800 à 3 500 kJ/kg, de préférence de 1 000 à 2 500 kJ/kg.
8. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 7 pour laquelle, le matériau à changement de phase possède un point d'ébullition à pression normale allant de 50 à 150 °C, de préférence de 90 à 120 °C.
9. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 8 pour laquelle le matériau à changement de phase est choisi parmi l'eau, les acides carboxyliques, les éthers, les alcools, les alcools à chaîne courte, les alcools en CrC8.
10. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 9 pour laquelle la composition comprend de 0,5 à 2 % en masse, de matériau à changement de phase par rapport à la quantité de PAG.
1 1 . Utilisation selon l'une des revendications 1 à 10 pour laquelle la composition comprend de 1 à 30 % en masse, de préférence de 2 à 20 % en masse ou de 5 à 15 % en masse, de matériau à changement de phase et de PAG par rapport à la quantité totale de composition lubrifiante.
12. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 1 1 , pour laquelle la composition est préparée selon un procédé comprenant
■ la préparation d'un mélange ou d'une solution comprenant une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et un matériau à changement de phase ;
■ l'addition de ce mélange ou de cette solution à une huile de base.
13. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 12 pour la lubrification d'un moteur pour automobile.
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