ES2546852T3 - Composición de aceite lubricante - Google Patents

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Abstract

Una composición de aceite lubricante consistente en: un aceite base lubricante que incluye, como componente principal, un componente de aceite base lubricante que tiene un contenido en componente saturado del 95% en masa o superior, una proporción de componente saturado cíclico del 60% en masa o inferior en el componente saturado, un índice de viscosidad de 120 o superior y un contenido en ε-metileno en los carbonos constituyentes totales en una proporción del 15 al 20%, donde el componente de aceite base lubricante es un aceite mineral obtenido por hidrocraqueo/hidroisomerización de aceite bruto que contiene parafina normal, donde la proporción del contenido en ε-metileno en los carbonos totales que constituyen el componente de aceite base lubricante significa la proporción de la intensidad integrada total atribuida a la cadena principal de CH2 con respecto a la intensidad integrada total de los carbonos totales medidas por 13C-RMN, donde la medición es realizada a temperatura ambiente y a una frecuencia resonante de 100 MHz usando un método de desacoplamiento sincronizado, donde el aceite base lubricante puede incluir otros componentes de aceite base lubricante, donde la proporción de los otros componentes de aceite base lubricante, en base a la masa total del aceite base lubricante, es del 40% en masa o inferior; y un mejorador del índice de viscosidad basado en poli(met)acrilato que tiene un peso molecular medio ponderal de 50.000 o superior y una razón entre el peso molecular medio ponderal y el IECP de 1 x 104 o superior, en una cantidad del 0,1 al 50% en masa en base a la masa total de la composición de aceite lubricante, teniendo la composición de aceite lubricante una viscosidad cinemática de 3,0 a 12,0 mm2/s a 100°C y una razón entre la viscosidad ATAC a 150°C y la viscosidad ATAC a 100°C de 0,50 o superior, donde el IECP es el índice de estabilidad de cizalladura permanente, que cumple con ASTM D 6022-01 y que se calcula según ASTM D 6278-2, y donde la viscosidad ATAC es la viscosidad a alta temperatura y alta cizalladura medida según ASTM D 4683.

Description

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07-09-2015
se deterioran la solubilidad en aceite base y la estabilidad de almacenamiento, sino que también se degradan las características de viscosidad-temperatura, y por lo tanto se puede deteriorar el rendimiento de ahorro de combustible.
El índice de estabilidad de cizalladura permanente (IECP) del mejorador del índice de viscosidad (c) es preferiblemente de 50 o inferior, más preferiblemente de 40 o inferior, incluso más preferiblemente de 35 o inferior, aún más preferiblemente de 30 o inferior y en particular preferiblemente de 25 o inferior. Además, es preferiblemente de 5 o superior, más preferiblemente de 10 o superior, incluso más preferiblemente de 15 o superior y en particular preferiblemente de 20 o superior. En caso de que el IECP pase de 50, la estabilidad de cizalladura se deteriora y, por lo tanto, la durabilidad puede ser pobre cuando se deteriora. En caso de que el IECP sea inferior a 5, el efecto potenciador del índice de viscosidad es pequeño y, por lo tanto, no sólo el ahorro de combustible y las características de viscosidad a baja temperatura pueden resultar pobres, sino que también se puede producir un aumento del coste.
Es necesario que la razón entre el peso molecular medio ponderal y el IECP (Mw/IECP) del mejorador del índice de viscosidad (c) sea de 1  104 o superior, y es preferiblemente de 1,5  104 o superior, más preferiblemente de 1,8  104 o superior e incluso más preferiblemente de 2,0  104 o superior. En caso de que la razón Mw/IECP sea inferior a 1  104, las características de viscosidad-temperatura pueden deteriorarse, es decir, que se puede deteriorar el ahorro de combustible.
Es necesario que el contenido en el mejorador del índice de viscosidad (c), en base a la masa total de la composición, sea del 0,1 al 50% en masa, y es más preferiblemente del 0,5% en masa o superior, incluso más preferiblemente del 1% en masa o superior y en particular preferiblemente del 5% en masa o superior. Adicionalmente, es más preferiblemente del 40% en masa o inferior, incluso más preferiblemente del 30% en masa o inferior y en particular preferiblemente del 20% en masa o inferior. En caso de que el contenido en el mejorador del índice de viscosidad (c) sea del 0,1% en masa o inferior, el efecto potenciador del índice de viscosidad y el efecto reductor de la viscosidad del producto se vuelven pequeños y, por lo tanto, puede que no se consiga el aumento de ahorro de combustible. En caso de que sea del 50% en masa o superior, aumenta significativamente el coste del producto y, como se hace necesario reducir la viscosidad del aceite base, se degrada el rendimiento lubricante en condiciones severas de lubricación (condiciones de alta temperatura y alta cizalladura) y pueden surgir problemas, tales como desgaste, agarrotamiento y fallo por fatiga.
La composición de aceite lubricante puede además incluir, aparte del mejorador del índice de viscosidad (c) antes descrito, poli(met)acrilatos no dispersantes o dispersantes, copolímeros de etileno--olefinas no dispersantes o dispersantes o productos hidrogenados de los mismos, poliisobutilenos o productos hidrogenados de los mismos, copolímeros hidrogenados de estireno-dieno, copolímeros de estireno-éster de anhídrido maleico y poli(alquil)estirenos comunes ordinarios.
La composición de aceite lubricante puede además incluir, para aumentar el rendimiento de ahorro de combustible, un modificador de la fricción seleccionado entre compuestos de molibdeno orgánico y modificadores de la fricción libres de cenizas. Los ejemplos específicos y el uso de los compuestos de molibdeno orgánico y los modificadores de la fricción libres de cenizas son los mismos que los de la primera realización, por lo que se omiten aquí sus descripciones por ser redundantes.
En la composición de aceite lubricante, con objeto de aumentar aún más su rendimiento, se puede incluir cualquiera de los aditivos generalmente utilizados en el aceite lubricante según su propósito. Dichos aditivos incluyen, por ejemplo, un detergente metálico, un dispersante libre de cenizas, un antioxidante, un agente antidesgaste (o aditivo de presión extrema), un inhibidor de la corrosión, un inhibidor de la herrumbre, un depresor del punto de fluidez, un desemulsionante, un desactivador metálico y un agente antiespumante. Los ejemplos específicos y el uso de los aditivos son los mismos que los de la primera realización, por lo que se omiten aquí sus descripciones por ser redundantes.
Es necesario que la viscosidad cinemática de la composición de aceite lubricante a 100°C sea de 3,0 a 12,0 mm2/s, y es preferiblemente de 4,5 mm2/s o superior, más preferiblemente de 5,0 mm2/s o superior, incluso más preferiblemente de 6,0 mm2/s o superior y en particular preferiblemente de 7,0 mm2/s o superior, aunque es preferiblemente de 10,0 mm2/s o inferior, más preferiblemente de 9,0 mm2/s o inferior, incluso más preferiblemente de 8,0 mm2/s o inferior y en particular preferiblemente de 7,5 mm2/s o inferior. En caso de que la viscosidad cinemática a 100°C sea inferior a 3,0 mm2/s, se puede producir falta de lubricidad, y, en caso de que la viscosidad pase de 12,0 mm2/s, puede que no se puedan obtener la viscosidad a baja temperatura requerida y un rendimiento suficiente de ahorro de combustible.
La viscosidad cinemática de la composición de aceite lubricante a 40°C es preferiblemente de 4 a 50 mm2/s, más preferiblemente de 10 a 40 mm2/s, incluso más preferiblemente de 20 a 35 mm2/s y en particular preferiblemente de 27 a 32 mm2/s. Cuando la viscosidad cinemática a 40°C es inferior a 4 mm2/s, puede producirse falta de lubricación, y, cuando la viscosidad pasa de 50 mm2/s, puede que no se puedan obtener la viscosidad a baja temperatura requerida y un rendimiento suficiente de ahorro de combustible.
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El índice de viscosidad de la composición de aceite lubricante es preferiblemente de 140 a 300, más preferiblemente de 190 o superior, incluso más preferiblemente de 200 o superior, en particular preferiblemente de 210 o superior y más preferiblemente de 220 o superior. En caso de que el índice de viscosidad de la composición de aceite lubricante sea inferior a 140, puede resultar difícil aumentar el ahorro de combustible manteniendo al mismo tiempo la viscosidad ATAC y además puede resultar difícil reducir las viscosidades a baja temperatura, tales como la viscosidad CCS y la viscosidad MRV a -35°C o inferior. En caso de que el índice de viscosidad de la composición de aceite lubricante sea de 300 o más, se deteriora la fluidez a baja temperatura y además pueden surgir problemas por la falta de solubilidad de los aditivos y de compatibilidad con los materiales de sellado.
La viscosidad ATAC de la composición de aceite lubricante a 100°C es preferiblemente de 6,0 mPa·s o inferior, más preferiblemente de 5,5 mPa·s o inferior, incluso más preferiblemente de 5,3 mPa·s o inferior, en particular preferiblemente de 5,0 mPa·s o inferior y más preferiblemente de 4,8 mPa·s o inferior. Además, es preferiblemente de 3,0 mPa·s o superior, más preferiblemente de 3,5 mPa·s o superior, incluso más preferiblemente de 4,0 mPa·s o superior, en particular preferiblemente de 4,2 mPa·s o superior y más preferiblemente de 4,3 mPa·s o superior. En caso de que la viscosidad ATAC a 100°C sea inferior a 3,0 mPa·s, puede surgir falta de lubricidad, y, en caso de que la viscosidad pase de 6,0 mPa·s, es posible que no se puedan obtener la viscosidad a baja temperatura requerida y un rendimiento suficiente de ahorro de combustible.
La viscosidad ATAC de la composición de aceite lubricante a 150°C es preferiblemente de 3,5 mPa·s o inferior, más preferiblemente de 3,0 mPa·s o inferior, incluso más preferiblemente de 2,8 mPa·s o inferior y en particular preferiblemente de 2,7 mPa·s o inferior. Además, es preferiblemente de 2,0 mPa·s o superior, más preferiblemente de 2,3 mPa·s o superior, incluso más preferiblemente de 2,4 mPa·s o superior, en particular preferiblemente de 2,5 mPa·s o superior y más preferiblemente de 2,6 mPa·s o superior. En caso de que la viscosidad ATAC a 150°C sea inferior a 2,0 mPa·s, puede surgir falta de lubricidad, y, en caso de que la viscosidad pase de 3,5 mPa·s, es posible que no se puedan obtener la viscosidad a baja temperatura requerida y un rendimiento suficiente de ahorro de combustible.
Es necesario que la razón entre la viscosidad ATAC a 150°C y la viscosidad ATAC a 100°C de la composición de aceite lubricante sea de 0,50 o más, y es preferiblemente de 0,52 o más, más preferiblemente de 0,54 o más, incluso más preferiblemente de 0,55 o más y en particular preferiblemente de 0,56 o más. Además, es preferiblemente de 0,80 o inferior, más preferiblemente de 0,70 o inferior, incluso más preferiblemente de 0,65 o inferior y en particular preferiblemente de 0,60 o inferior. En caso de que la razón entre la viscosidad ATAC a 150°C y la viscosidad ATAC a 100°C sea inferior a 0,50, es posible que no se puedan obtener un rendimiento suficiente de ahorro de combustible y la viscosidad a baja temperatura requerida, y, en caso de que la viscosidad pase de 0,80, se puede producir un substancial aumento de coste del material base y falta de solubilidad de los aditivos.
[Ejemplos]
Se describirá ahora además la presente invención más concretamente en base a los ejemplos y ejemplos comparativos que se dan a continuación.
(Ejemplos 3-1 y 3-2, Ejemplos comparativos 3-1 a 3-4)
En los ejemplos 3-1 y 3-2 y en los ejemplos comparativos 3-1 a 3-4, se prepararon las composiciones de aceite lubricante mostradas en la Tabla 4 usando los aceites base mostrados a continuación.
(Aceites base)
O-3-1 (aceite base 3-1): un aceite mineral por hidrocraqueo/hidroisomerización de aceite que contiene nparafina con un contenido en componente saturado = 99,6%, un contenido en componente saturado cíclico en el componente saturado = 12,9%, un índice de viscosidad = 141, un punto de anilina = 119°C, una densidad = 0,820, una viscosidad cinemática a 100°C = 3,85 mm2/s y una proporción de -metileno = 16,1% O-3-2 (aceite base 3-2): un aceite mineral por hidrocraqueo/hidroisomerización de aceite que contiene nparafina con un contenido en componente saturado = 99,6%, un contenido en componente saturado cíclico en el componente saturado = 7,8%, un índice de viscosidad = 142, un punto de anilina = 120°C, una densidad = 0,821, una viscosidad cinemática a 100°C = 3,93 mm2/s y una proporción de -metileno = 16,7% O-3-3 (aceite base 3-3): un aceite mineral por hidrocraqueo/hidroisomerización de aceite que contiene nparafina con un contenido en componente saturado = 99,6%, un contenido en componente saturado cíclico en el componente saturado = 10,3%, un índice de viscosidad = 144, un punto de anilina = 120°C, una densidad = 0,820, una viscosidad cinemática a 100°C = 3,89 mm2/s y una proporción de -metileno = 21,1% O-3-4 (aceite base 3-4): un aceite base hidrogenado con un contenido en componente saturado = 99,6%, un contenido en componente saturado cíclico en el componente saturado = 46,0%, un índice de viscosidad = 123, un punto de anilina = 116°C, una densidad = 0,835, una viscosidad cinemática a 100°C = 4,30 mm2/s y una proporción de -metileno = 14,1% O-3-5 (aceite base 3-5): un aceite base hidrogenado con un contenido en componente saturado = 94,8%, un contenido en componente saturado cíclico en el componente saturado = 46,3%, un índice de viscosidad =
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120, un punto de anilina = 113°C, una densidad = 0,839, una viscosidad cinemática a 100°C = 4,10 mm2/s y una proporción de -metileno = 14,8%
(Aditivos)
5 A-3-1 (mejorador del índice de viscosidad 3-1): polimetacrilato dispersable (un copolímero obtenido por polimerización de metacrilato de metilo y metacrilato con 16 a 22 átomos de carbono. Mw = 400.000, Mw/Mn = 2,2, IECP = 20 y razón Mw/IECP = 2104) A-3-2 (mejorador del índice de viscosidad 3-2): polimetacrilato dispersante (un copolímero obtenido por
10 polimerización de metacrilato de metilo y metacrilato con 12 a 15 átomos de carbono. Mw = 300.000, Mw/Mn = 4,0, IECP = 40 y razón Mw/IECP = 7,25103) B-3-1 (modificador de la fricción 3-1): monooleato de glicerina B-3-2 (modificador de la fricción 3-2): oleilurea B-3-3 (modificador de la fricción 3-3): ditiocarbamato de molibdeno
15 C-3-1 (otros aditivos): paquete de aditivos (incluyendo detergente metálico, dispersante libre de cenizas, antioxidante, agente antidesgaste, depresor del punto de fluidez, agente antiespumante y similares)
[Evaluación de las composiciones de aceite lubricante]
20 Para cada una de las composiciones de aceite lubricante de los ejemplos 3-1 y 3-2 y de los ejemplos comparativos 3-1 a 3-4, se midieron las viscosidades cinemáticas a 40°C o a 100°C, los índices de viscosidad, las viscosidades ATAC a 100°C o a 150°C y las viscosidades MRV a -40°C y la fricción del motor. Se realizaron la medición de los respectivos valores de sus propiedades físicas y las pruebas del motor mediante los siguientes métodos de evaluación. En la Tabla 4 se muestran los resultados obtenidos.
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(1)
Viscosidad cinemática: ASTM D-445
(2)
Viscosidad ATAC: ASTM D4683
(3)
Viscosidad MRV: ASTM D5293
(4)
Evaluación de la fricción del motor: Usando un motor DOHC de 2.000 cc, se midió el par de rozamiento en
30 condiciones de 1.500 rpm a 80°C. Se calculó el índice de reducción del par de rozamiento (%) con el aceite compuesto comercializado 0W-20 MoDTC como aceite de referencia.
[Tabla 4]
Ej. 3-1
Ej. 3-2 Ej. comp. 3-1 Ej. comp. 3-2 Ej. comp. 3-3 Ej. comp. 3-4
Aceite base, en base a la masa total del aceite base O-3-1 Aceite base 3-1 % en masa
100 100
O-3-2 Aceite base 3-2 % en masa
100
O-3-3 Aceite base 3-2 % en masa
100
O-3-4 Aceite base 3-4 % en masa
100
O-3-5 Aceite base 3-5 % en masa
100
Aditivo, en base a la masa total de las composiciones
12 11,5 11,8 10,7 10,5
A-3-1 Mejorador del índice de viscosidad 3-1 % en masa
A-3-2 Mejorador del índice de viscosidad 3-2 % en masa
B-3-1 Modificador de la fricción 3-1 % en masa
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
B-3-2 Modificador de la fricción 3-2 % en masa
0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
B-3-3 Modificador de la fricción 3-3 % en masa
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
C-3-1 Otros aditivos % en masa
12 12 12 12 12 12
10
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