ES2621907T3

ES2621907T3 - Lubricante para motores

Info

Publication number: ES2621907T3
Application number: ES11761140.0T
Authority: ES
Inventors: Nguyen Truong-Dinh
Original assignee: Total Marketing Services SA
Current assignee: TotalEnergies Marketing Services SA
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: EP2609180B1; KR101839939B1; CA2807756A1; JP5914482B2; BR112013004089A2; CN103097503A; WO2012025901A1; EP2609180A1; MX343267B; MX2013002321A; JP2013536293A; RU2013107739A; CN103097503B; FR2964115B1; US20130196888A1; KR20130123371A; FR2964115A1

Abstract

Composición lubricante que comprende: (a) uno o más aceites de base, (b) de 2 a 20% en peso de al menos un polímero en peine formado por una cadena principal de polial-quil(met)acrilato y cadenas laterales hidrocarbonadas que comprenden al menos 50 átomos de carbono, (c) de 0,01 a 2% en peso de al menos un modificador de la fricción orgánico nitrogenado elegido entre las ami-das o imidas grasas obtenidas por condensación de un ácido dicarboxílico de fórmula (IX) con una amina de fórmula (X) R14R15NH**Fórmula** donde R12 y R13 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbonado, o los grupos hidrocarbonados R12 y R13 forman un ciclo, donde R14 y R15 representan independientemente hidrógeno o una cadena alifática que comprende entre 1 y 150 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 32 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 26 átomos de carbono, y al menos una de las cadenas R14 o R15 es una cadena alifática grasa que comprende al menos 7 átomos de carbono, y (d) opcionalmente, uno o varios modificadores de la fricción organometálicos de tipo organomolibdeno.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

DESCRIPCION

Lubricante para motores Campo tecnico

La presente invencion tiene por objeto composiciones lubricantes para motores de vetnculos de gasolina o vetnculos diesel, que permiten una reduccion del consumo de carburante por dichos vetnculos.

Antecedentes tecnologicos

La eficacia energetica y la reduccion del consumo de carburante de motores de automoviles es una preocupacion creciente. Se sabe que los lubricantes para motores usados en dichos vetnculos tienen un papel importante en este sentido.

Las perdidas de energfa por friccion entre los diferentes elementos del motor se producen, dependiendo de las partes del motor, en los regfmenes de friccion hidrodinamico, elastohidrodinamico o lfmite.

La eleccion de las bases y de los polfmeros que mejoran el mdice de viscosidad (mejoradores del IV) tiene una in- fluencia sobre las perdidas en los regfmenes hidrodinamico y elastohidrodinamico, mientras que la eleccion de los modificadores de la friccion influye en las perdidas de energfa en regimen de friccion lfmite.

Sin embargo, la formulacion de un lubricante para motores economizador del carburante no se limita solo a la selec- cion de estos diferentes componentes independientemente unos de otros. Hay que tener en cuenta las interacciones entre los diferentes componentes y no deben ser alterados los otros comportamientos del lubricante, tales como la estabilidad de la viscosidad, la inhibicion de la corrosion, el poder dispersante, ...

Se conocen ejemplos de formulas de lubricantes para motores que combinan modificadores de la friccion organome- talicos y/o diversos modificadores de la friccion organicos y polfmeros mejoradores del IV.

Asf, las composiciones lubricantes para motores que permiten realizar economfas de carburante (llamadas “fuel eco”) se pueden formular por la combinacion de bases del tipo GTL, con modificadores de la friccion organicos de tipo esteres de acidos grasos y polioles, y polfmeros mejoradores del IV de tipo polibuteno, copolfmeros de etileno y propileno, poliacrilatos o polimetacrilatos, copolfmeros de bloques AB obtenidos por copolimerizacion de dieno, tales como butadieno e isopreno, con compuestos aromaticos vimlicos, tales como estireno.

Dichas composiciones estan descritas, por ejemplo, en la solicitud WO 2008/124191. Dichas bases presentan sin embargo el inconveniente de un coste elevado y es deseable desarrollar un aditivo que permita formular lubricantes economizadores del carburante o fuel economico (FE) con bases mayoritariamente convencionales.

Igualmente, pueden asociarse modificadores de la friccion organometalicos. La solicitud EP 2078745 describe una composicion lubricante, para motores de gasolina y diesel, que asocia ditiocarbamatos de molibdeno y ditiofosfatos de zinc, y que permite obtener una econoirna de carburante en los vetnculos equipados con estos motores.

Estas formulas contienen, sin embargo, altos contenidos de azufre, metales y fosforo que pueden ser perjudiciales para las emisiones de partfculas y sistemas de tratamientos posteriores.

Lubricantes para motores de fuel economico que comprenden una mezcla de modificadores de la friccion de tipo organomolibdeno, tales como ditiocarbamatos de molibdeno, y modificadores de la friccion organicos, tales como monoesteres de acidos grasos y polioles, estan descritos en la solicitud WO 2004/053033.

La solicitud WO 93/21288 describe lubricantes para motores FE que asocian igualmente modificadores de la friccion del tipo aminas etoxiladas con esteres parciales de acidos grasos y polioles, y mejoradores del IV del tipo poliester, polimetacrilatos, poliacrilatos y poliolefinas.

La solicitud EP 0955353 describe igualmente formulas de lubricantes para motores de fuel economico que asocian modificadores de la friccion de organomolibdeno (DTCMo) con modificadores de la friccion organicos del tipo aminas grasas etoxiladas, eventualmente en combinacion con polfmeros mejoradores del IV de tipo polimetacrilatos, poliolefinas y copolfmeros de estireno y dieno.

La solicitud WO 2009/007147 describe la utilizacion de polfmeros en peine en una composicion lubricante para redu- cir el consumo de carburante de un vetnculo.

Las economfas de carburantes realizadas gracias al lubricante para motores se deben evaluar globalmente, en el conjunto de un ciclo de motor normalizado representativo de las condiciones medias de uso.

Sin embargo, una parte importante de las perdidas de energfa se efectua en la fase fna del ciclo del motor, en el arranque. Esto es particularmente cierto para los vetnculos que circulan en el medio urbano y en particular para los

5

10

15

20

25

30

35

40

nuevos motores Imbridos que funcionan con un sistema de parada y arranque, en los que el motor termico se detiene y vuelve a arrancar un numero importante de veces.

Por tanto, existe la necesidad de lubricantes para motores que permitan realizar econoirnas de carburante superio- res o equivalentes a las formulas existentes, y en particular en la fase fna del ciclo del motor.

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion permiten realizar importantes economfas de carburante, particularmente en el ciclo fno urbano, gracias a una combinacion de polfmeros mejoradores del IV y de modificado- res de la friccion espedficos.

Breve descripcion de la invencion:

La presente invencion tiene por objeto una composicion lubricante que comprende:

(a) uno o varios aceites de base,

(b) de 2 a 20% en peso de al menos un polfmero en peine formado por una cadena principal de polial- quil(met)acrilato, y por cadenas laterales hidrocarbonadas que comprenden al menos 50 atomos de carbono,

(c) de 0,01 a 2% en peso de al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado elegido entre aminas gra- sas, eventualmente alcoxiladas, amidas o imidas grasas obtenidas por condensacion de aminas grasas y acidos carboxflicos, solos o mezclados,

(d) opcionalmente, uno o varios modificadores de la friccion organometalicos del tipo organomolibdeno.

Preferiblemente, las cadenas laterales hidrocarbonadas de los polfmeros en peine (b) se obtienen por polimerizacion o copolimerizacion de olefinas, elegidas preferiblemente entre estirenos eventualmente sustituidos y que comprenden de 8 a 17 atomos de carbono, butadieno, adicionado en 1-4 o en 1-2, o los monomeros de formula (I)

X2

X!------c=ch2 (I)

en donde X1 y X2 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de car- bono.

Segun un modo de realizacion, los polfmeros en peine (b) se obtienen por copolimerizacion de macromonomeros de formula (II)

imagen1

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (III)

imagen2

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o un metilo,

R1 es un residuo alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

R2 es un residuo alquilo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

A esta formado por la adicion de 1,4-butadieno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, o por adicion vimlica de estireno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que compren- den de 1 a 6 atomos de carbono,

A' esta formado por adicion de 1,2-butadieno eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, o por adicion vimlica de estireno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, y

n y m son numeros enteros superiores o iguales a cero y n + m es un numero entero entre 7 y 3000, preferiblemente entre 10 y 3000.

5

10

15

20

25

Segun otro modo de realizacion, los poUmeros en peine (b) se obtienen por copolimerizacion de macromonomeros de formula (IV):

imagen3

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (II)

imagen4

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o metilo,

Ri es un radical alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

R2 es un residuo alquilo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

Xi, X2 y X3 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de carbono,

p, q y r son numeros enteros superiores o iguales a cero y p + q + r es un numero entero entre 7 y 3000, preferible- mente entre 10 y 3000.

Segun un modo de realizacion de las composiciones de acuerdo con la invencion, al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado (c) se elige entre las aminas grasas de formula (V):

r4

R3———ch2 -J-r5

" 'n (V)

donde R3, R4y R5 son independientemente hidrogeno o cadenas alifaticas que comprenden de 1 a 150 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 32 atomos de carbono, y al menos una de las cadenas R3, R4 o R5 es una cadena alifatica grasa que comprende al menos 7 atomos de carbono, y

n es un numero entero superior o igual a 1, preferiblemente comprendido entre 1 y 2.

Segun otro modo de realizacion de las composiciones de acuerdo con la invencion, al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado (c) se elige entre aminas alcoxiladas que responden a las formulas (VI) o (VII) siguien- tes:

H------- y(OR7)------Ijl------(R70)x------H

Re (VT)

H-z(ORb)------N------R9-----N---------(RsO)q------H

R10 (R80)p H (y]])

donde R6 y R10 son, independientemente, cadenas alifaticas grasas, que comprenden entre 7 y 150, preferiblemente entre 7 y 32 atomos de carbono, preferiblemente entre 12 y 18 atomos de carbono,

5

10

15

20

25

30

R7 y R8 son independientemente radicales hidrocarbonados que comprenden de 2 a 6 atomos de carbono, preferi- blemente de 2 a 4, preferiblemente 2 atomos de carbono, Rg es un radical hidrocarbonado que comprende de 1 a 6 atomos de carbono, y

x, y, p, q y z son numeros enteros entre 0 y 50, que satisfacen: 0 < x + y <(o igual a) 50 y 0 <p + q + z <(o igual a) 50.

Preferiblemente, cuando al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado (c) se elige entre aminas etoxi- ladas, dicho modificador de la friccion se elige entre dietanolaminas de formula (VIII):

^C2H4OH

R11 Nv

^C2H4OH

(VIII)

donde R11 es un cadena alifatica grasa que comprende de 7 a 150 atomos de carbono, preferiblemente de 7 a 32 atomos de carbono, preferiblemente de l2 a 18 atomos de carbono.

Al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado (c) se elige entre amidas o imidas grasas obtenidas por condensacion de un acido dicarboxflico de formula (IX):

imagen5

donde R12 y R13 son independientemente hidrogeno o un grupo hidrocarbonado, o los grupos hidrocarbonados R12 y R13 forman un ciclo,

con una amina de formula (X)

R14R15NH,

donde R14 y R15 representan independientemente hidrogeno o una cadena alifatica que comprende entre 1 y 150 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 32 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 26 atomos de carbono, y al menos una de las cadenas R14 o R15 es una cadena alifatica grasa que comprende al menos 7 atomos de car- bono.

Segun un modo preferido, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado (c), tales como los descritos anteriormente, y al menos un modificador de la friccion organometalico (d).

Preferiblemente, en las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion que contienen modificadores de la friccion organometalicos (d), estos se eligen entre los ditiocarbamatos, ditiofosfatos, ditiofosfinatos, xantatos y tioxan- tatos de molibdeno.

Preferiblemente, el modificador de la friccion organometalico (d) es un ditiocarbamato de molibdeno de formula (XI):

imagen6

donde R16, R17, R18 y R19 son cadenas de alquilo que comprenden de 8 a 13 atomos de carbono. Preferiblemente, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden:

• de 65 a 90% en peso de uno o varios aceites de base (a),

• de 2 a 15% en peso de polfmero (b),

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

• de 0,01 a 2% en peso de modificadores de la friccion (c).

De manera especialmente preferida, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden al me- nos un aceite de base (a) mineral isoparafrnico obtenido por hidroisomerizacion de una carga n-parafrnica obtenida por desparafinado con disolvente o desparafinado catalftico, o al menos un aceite de base (a) sintetico isoparafrnico obtenido por hidroisomerizacion de una carga n-parafrnica constituida por una cera de Fisher-Tropsch.

Segun un modo de realizacion, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion son de grado 0W20 o 0W30, segun la clasificacion SAEJ300.

Segun un modo particularmente preferido, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion son aceites para motores de 4 tiempos de gasolina o diesel para vehfculos automoviles, preferiblemente vehuculos ligeros, prefe- riblemente diesel.

La presente invencion se refiere igualmente al uso de composiciones lubricantes como se ha descrito anteriormente para la lubricacion de motores de 4 tiempos de gasolina o diesel de vehuculos ligeros, preferiblemente de vehfculos hubridos.

Segun un modo preferido, esta utilizacion se realiza en un motor diesel.

Descripcion detallada:

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion permiten realizar econoirnas de carburante, en particular en ciclo fno urbano, gracias a una combinacion espedfica de polfmeros mejoradores del IV y modificadores de la friccion.

PoKmero mejorador del IV (b):

Los polfmeros mejoradores del IV son compuestos que permiten minimizar las variaciones de la desviacion de la viscosidad con la temperatura, es decir, permiten mantener una pelfcula de aceite suficiente para proteger las piezas en friccion a alta temperatura e impedir un fuerte aumento de la viscosidad en fno.

Los mejoradores del mdice de viscosidad conocidos son tipicamente polialquilmetacrilatos (PMA), poliacrilatos, polio- lefinas, copolfmeros de olefinas (dienos) con compuestos aromaticos vimlicos (estireno).

Las patentes de EE.UU. 5.565.130 y de EE.UU. 5.597.871 y la solicitud US2008/0194443 describen, como polfmero mejorador del IV, polfmeros que tienen una estructura en peine (denominados en ingles comb polymer), formado por copolimerizacion de macromonomeros acrilatos o metacrilatos que comprenden una cadena hidrocarbonada, por ejemplo copolfmero de tipo olefina, con monomeros acrilatos o metacrilatos. Dependiendo de que los monomeros sean de tipo acrilatos o metacrilatos, se denominaran estos polfmeros poliacrilatos en peine (en ingles comb PA) o polimetacrilatos en peine (en ingles comb PMA), respectivamente.

Segun el libro IUPAC Compendium of Chemical Technology, 2nd edition, 1997, un polfmero en peine es un polfmero compuesto de macromoleculas en peine, que son macromoleculas constituidas por una cadena principal que pre- senta multiples puntos de ramificacion de grado 3, cada uno de los cuales es el punto de partida de una cadena lateral lineal.

Esta estructura en peine distingue los polfmeros de las patentes de EE.UU. 5.565.130 y de EE.UU. 5.597.871 y de la solicitud US2008/0194443 de los poliacrilatos y polimetacrilatos (PMA) empleados generalmente como mejoradores del IV en las composiciones lubricantes de la tecnica anterior, en particular los descritos en las solicitudes EP 0955353 y WO 93/21288.

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden como polfmero mejorador del IV un "polf- mero en peine" o polfmero con estructura en peine, tal como por ejemplo describen las patentes de EE.UU. 5.565.130 y de EE.UU. 5.597.871 y la presente solicitud US2008/0194443.

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion contienen por tanto, como polfmero mejorador del IV, poliacrilatos en peine (comb PA) o polimetacrilatos en peine (comb PMA), que son polfmeros en peine formados por una cadena principal de polialquil(met)acrilatos y cadenas laterales largas hidrocarbonadas que comprenden al me- nos 50 atomos de carbono.

Preferiblemente, estas cadenas laterales hidrocarbonadas comprenden entre 50 y 25.000 atomos de carbono, preferiblemente entre 80 y 20.000 atomos de carbono, tipicamente del orden de 10.000 atomos de carbono.

Segun un modo preferido, las cadenas laterales hidrocarbonadas se obtienen por polimerizacion o copolimerizacion de olefinas, por ejemplo los monomeros de tipo estireno eventualmente sustituidos y que comprenden de 8 a 17 atomos de carbono, butadieno, adicionado en 1-4 o 1-2, etileno, propileno, isobuteno y mas generalmente monomeros de formula (I):

5

10

15

20

25

30

imagen7

0)

donde Xi y X2 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de carbono.

Segun un modo de realizacion, las composiciones de acuerdo con la invencion contienen un polfmero en peine ob- tenido por copolimerizacion de macromonomeros de formula (II):

imagen8

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (III):

imagen9

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o metilo,

R1 es un residuo alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

R2 es un residuo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

A esta formado por adicion de 1,4-butadieno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, o por adicion vimlica de estireno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono,

A' esta formado por adicion de 1,2-butadieno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, o por adicion vimlica de estireno, eventualmente sustituidos con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, y

n y m son numeros enteros superiores o iguales a cero, y n + m es un numero entero entre 7 y 3000, preferiblemente entre 10 y 3000.

Segun otro modo de realizacion, las composiciones de acuerdo con la invencion contienen un polfmero en peine obtenido por copolimerizacion de macromonomeros de formula (IV):

imagen10

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (III):

imagen11

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o metilo,

R1 es un residuo alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

R2 es un residuo alquilo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

X1, X2 y X3 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de car- bono, y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

p, q y r son numeros enteros superiores o iguales a cero, y p + q + r es un numero entero entre 7 y 3000, pre- feriblemente entre 10 y 3.000.

En las composiciones de acuerdo con la invencion, estos poUmeros en peine se utilizan ventajosamente en combi- nacion con otros poUmeros mejoradores del IV bien conocidos por los expertos en la tecnica. Estos polfmeros bien conocidos se eligen, por ejemplo, en la categona de copoKmeros de estireno-dieno hidrogenados, por ejemplo copo- Umeros de estireno-butadieno hidrogenados (SBH) o estireno-isopreno, que son bien conocidos por los expertos en la tecnica, preferiblemente estireno-butadieno hidrogenados. Estos ultimos polfmeros mejoradores del IV, sin in- fluencia sobre el comportamiento del fuel economico, permiten sin embargo aportar la viscosidad que permite formu- lar aceites de grado 30.

En las composiciones de acuerdo con la invencion, los polfmeros mejoradores del IV (b) estan presentes tipicamente en contenidos comprendidos entre 2 y 20% en masa con relacion al peso total de la composicion, o incluso entre 2 y 15%, o incluso entre 5 y 15% en masa con relacion al peso total de la composicion. Cuando se utilizan los polfmeros (b) en combinacion con otros polfmeros mejoradores del IV, el contenido total de polfmero mejorador del IV esta si- tuado en los mismos intervalos (entre 2 y 20% o entre 2 y 15% o entre 5 y 15% en masa de los polfmeros mejoradores del IV con relacion al peso total de la composicion).

Modificadores de la friccion:

Modificadores de la friccion organicos nitrogenados (c)

Los modificadores de la friccion organicos nitrogenados de las composiciones de acuerdo con la invencion son aminas grasas, eventualmente alcoxiladas, o derivados de aminas grasas del tipo amida o imida obtenidos por conden- sacion de aminas grasas con acidos (di)carboxflicos.

Aminas grasas

Las aminas grasas utilizadas en los lubricantes de acuerdo con la presente invencion son monoaminas primarias, secundarias o terciarias, o poliaminas que comprenden una o varias cadenas grasas. El termino cadena grasa se refiere en la presente memoria a cadenas hidrocarbonadas alifaticas no dclicas que comprenden al menos 7 atomos de carbono, saturadas o insaturadas, eventualmente ramificadas.

Las aminas grasas se obtienen principalmente a partir de acidos grasos (acidos carboxflicos con cadena grasa), que generalmente proceden de la hidrolisis de los trigliceridos presentes en los aceites vegetales y animales, tales como aceite de copra, de palma, de oliva, de cacahuete, de colza, de girasol, de soja, de algodon, de lino y sebo de bo- vino.

Los acidos grasos que permiten obtener las aminas grasas de las composiciones de acuerdo con la invencion comprenden generalmente de 7 a 32 atomos de carbono, preferiblemente de 8 a 24 atomos de carbono, preferiblemente de 10 a 20, preferiblemente de 12 a 18 atomos de carbono.

Ejemplos de dichos acidos son los acidos capnlicos, pelargonico, caprico, undecilenico, laurico, tridecilenicos, mins- tico, pentadedlico, palmttico, margarico, estearico, isoestearico, nonadedlico, araqrndico, henicosanoico, behenico, tricosanoico, lignocerico, pentacosanoico, cerotico, heptacosanoico, montanico, nonacosanoico, melfsico, hentria- contanoico, laceroico, o acidos grasos insaturados, tales como acido palmitoleico, oleico, erucico, nervonico, linolei- co, a-linolenico, c-linolenico, di-homo-c-linolenico, araquidonico, eicosapentaenoico y docosahexanoico.

Estos acidos se deshidratan en presencia de amoniaco para obtener nitrilos, que a continuacion se someten a hidro- genacion catalftica para producir aminas primarias, secundarias o terciarias.

Las aminas grasas utilizadas como compuesto (c) en las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion responden a la formula general (V):

imagen12

donde R3, R4 y R5 son independientemente hidrogeno o cadenas alifaticas que comprenden de 1 a 150 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 32 atomos de carbono, y al menos una de las cadenas R3, R4 o R5 es una cadena alifatica grasa que comprende al menos 7 atomos de carbono, y

Las aminas grasas utilizadas en los lubricantes de acuerdo con la invencion se obtienen preferiblemente a partir de fuentes naturales, vegetales o animales. Los tratamientos que permiten obtener las aminas grasas a partir de aceites naturales pueden dar lugar a mezclas de monoaminas primarias, secundarias y terciarias y de poliaminas.

5

10

15

20

25

30

35

Aminas etoxiladas:

Se pueden utilizar como compuesto (c), en las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion, aminas gra- sas mono- o poli-alcoxiladas, por ejemplo mono- o poli-etoxiladas, obtenidas a partir de las aminas grasas descritas anteriormente.

Las aminas alcoxiladas utilizadas en las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion responden por ejemplo a las formulas (VI) y (VII) siguientes:

H------- y(OR7)------Ijl------(R70)x------H

Re (VT)

H-z(OR8)------N------Rg-----N---------(RsO)q------H

R10 (RsO)p H (VII)

donde R6 y R10 son, independientemente, cadenas alifaticas grasas, que comprende entre 7 y 150, preferiblemente entre 7 y 32 atomos de carbono, preferiblemente entre 12 y 18 atomos de carbono,

R7 y R8 son, independientemente, radicales hidrocarbonados que comprenden de 2 a 6 atomos de carbono, preferiblemente de 2 a 4, preferiblemente 2 atomos de carbono, Rg es un radical hidrocarbonado que comprende de 1 a 6 atomos de carbono, y

x, y, p, q y z son numeros enteros entre 0 y 50, que satisfacen: 0< x + y <(o igual a) 50 y 0< p + q + z<(o igual a) 50.

Preferiblemente, R5 y Rg son cadenas grasas alifaticas, eventualmente sustituidas con grupos arilo. De forma parti- cularmente preferida, comprenden entre 7 y 30 atomos de carbono, preferiblemente entre 10 y 20, preferiblemente entre 12 y 18 atomos de carbono.

Preferiblemente, R6 y R7 son cadenas alifaticas, preferiblemente alquilo, que comprende de 2 a 6 atomos de carbono, preferiblemente de 2 a 4, preferiblemente 2 atomos de carbono.

Preferiblemente, R8 es una cadena alifatica, preferiblemente alquilo, que comprende de 1 a 6 atomos de carbono, preferiblemente de 2 a 4, preferiblemente 3 atomos de carbono.

Los compuestos particularmente preferidos son las dietanolaminas de formula (VIII):

.C2H4OH

R11----

C2H4OH (VIII)

donde R11 es una cadena alifatica que comprende de 7 a 150 atomos de carbono, preferiblemente de 7 a 32 atomos de carbono, preferiblemente de 12 a 18 atomos de carbono.

Amidas e imidas grasas:

Los modificadores de la friccion organicos nitrogenados (c) de las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion pueden ser amidas o imidas obtenidas por condensacion de las aminas grasas descritas anteriormente y de acidos carboxflicos, tales como por ejemplo, oleilamidas, en particular oleilamidas primarias.

Segun un modo de realizacion, los modificadores de la friccion organicos (c) son amidas o imidas obtenidas por condensacion de aminas grasas y acidos dicarboxflicos, alifaticos o aromaticos, eventualmente hidroxilados, tales como por ejemplo, acidos malonico, succmico, malico, tartarico, ftalicos, isoftalicos, preferiblemente el acido tartarico.

Segun un modo de realizacion, los modificadores de la friccion organicos (c) son amidas o imidas grasas obtenidas por condensacion de un acido dicarboxflico de formula (IX):

-g-

5

10

15

20

25

30

imagen13

con una amina de formula (X)

R14R15NH.

Dichos modificadores de la friccion estan descritos en la solicitud US 2006/0079413, parrafos [0025] a [028]. Modificadores de la friccion organometalicos (d):

Opcionalmente, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion pueden contener como modificador de la friccion uno o varios compuestos de organomolibdeno. Estos compuestos son bien conocidos por los expertos en la tecnica. Son por ejemplo compuestos que contienen igualmente azufre o fosforo, tales como ditiofosfatos, ditiocar- bamatos, ditiofosfinatos, xantatos y tioxantatos de molibdeno. Los compuestos de organomolibdeno adecuados para las composiciones lubricantes de acuerdo con la presente invencion estan descritos, por ejemplo, en la solicitud EP 2078745, parrafos [0036] a [062].

En las composiciones de acuerdo con la invencion, los modificadores de la friccion organicos nitrogenados (c) estan presentes tipicamente en proporciones comprendidas entre 0,01 y 2% en masa con relacion al peso total de la composicion, o incluso entre 0,1 y 1 %, o incluso entre 0,3 y 0,8% en masa con relacion al peso total de la composicion. Cuando los modificadores de la friccion organicos nitrogenados (c) se utilizan en combinacion con otros modificadores de la friccion organometalicos (d), el contenido total de modificadores de la friccion se encuentra en los mismos intervalos (entre 0,01 y 2%, o entre 0,1 y 1%, o entre 0,5 y 0,8% en masa de los modificadores de la friccion con relacion al peso total de la composicion).

Aceites de base (a):

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la presente invencion comprenden uno o varios aceites de base, que representan en general al menos 60% en peso de las composiciones lubricantes, generalmente al menos 65% en peso y que pueden llegar hasta 90% y mas.

El o los aceites de base utilizados en las composiciones de acuerdo con la presente invencion pueden ser aceites de origen mineral o sintetico de los grupos I a V segun las clases definidas en la clasificacion ApI (o sus equivalentes segun la clasificacion ATIEL) como se resume a continuacion, solos o mezclados.

5

10

15

20

25

30

35

: Contenido de saturados Contenido de azufre fndice de viscosidad

Grupo I: Aceites minerales: < 90 % > 0,03 % 80 < IV < 120

Grupo II: Aceites hidrocraqueados: > 90% < 0,03 % 80 < IV < 120

Grupo III: Aceites hidrocraqueados o hi- droisomerizados: > 90 % < 0,03 % > 120

Grupo IV: Polialfaolefinas PAO

Grupo V: Esteres y otras bases no incluidas en las bases de los grupos I a IV

Estos aceites pueden ser aceites de origen vegetal, animal o mineral. Los aceites de base mineral de acuerdo con la invencion incluyen todos los tipos de bases obtenidas por destilacion atmosferica y a vado del petroleo crudo, se- guido de operaciones de refino, tales como extraccion con disolvente, desasfaltado, desparafinado con disolvente, hidrotratamiento, hidrocraqueo e hidroisomerizacion e hidroacabado.

Los aceites de bases de las composiciones de acuerdo con la presente invencion pueden ser igualmente aceites sinteticos, tales como ciertos esteres de acidos carbox^licos y alcoholes, o polialfaolefinas. Las polialfaolefinas utili- zadas como aceites de base se obtienen, por ejemplo, a partir de monomeros que tienen de 4 a 32 atomos de car- bono (por ejemplo, octeno, deceno) y tienen una viscosidad a 100°C comprendida entre 1,5 y 15 cSt. Su masa molecular media en peso esta comprendida tfpicamente entre 250 y 3000.

Igualmente se pueden emplear mezclas de aceites sinteticos y minerales.

Preferiblemente, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion se formulan con bases del grupo III y/o IV.

Segun un modo preferido, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden al menos un acei- te de base mineral isoparafrnico, obtenido por hidroisomerizacion de una carga n-parafrnica, obtenida de operaciones de desparafinado con disolvente o desparafinado catalftico. Dichas bases son bases minerales del grupo III de- signadas con el nombre de bases del grupo III+.

Segun otro modo preferido, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion comprenden al menos un aceite de base sintetico isoparafrnico, obtenido por hidroisomerizacion de una carga n-parafmica, tal como una cera de Fischer-Tropsch. Segun un modo particularmente preferido, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion contienen de 65 a 90% en peso de dichas bases isoparafmicas.

Segun un modo de realizacion, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion contienen como aceite de base exclusivamente bases minerales llamadas del grupo III+ o bases obtenidas por hidroisomerizacion de una cera de Fischer-Tropsch, en una proporcion comprendida entre 65 y 90% en masa.

Preferiblemente, las composiciones de acuerdo con la presente invencion tienen una viscosidad cinematica a 100°C comprendida entre 5,6 y 16,3 cSt medida por la norma ASTM D445 (grado SAE 20, 30 y 40), preferiblemente comprendida entre 9,3 y 12,5 cSt (grado 30). Segun un modo particularmente preferido, las composiciones de acuerdo con la presente invencion son los aceites multigrados de grado 0W30 o 0W20, segun la clasificacion SAEJ300.

Las composiciones de acuerdo con la presente invencion tienen tambien preferiblemente un mdice de viscosidad IV superior a 130, preferiblemente superior a 150, preferiblemente superior a 160.

Preferiblemente, las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion son aceites de motor para vehfculos de gasolina o diesel, preferiblemente para vehfculos diesel, preferiblemente conformes a las especificaciones ACEA C2 o JASO DL1, bien conocidas por los expertos en la tecnica.

Otros aditivos:

Las composiciones lubricantes de acuerdo con la invencion pueden contener igualmente todo tipo de aditivos adap- tados a su utilizacion. Estos aditivos se pueden anadir individualmente o en forma de paquetes de aditivos, lo que garantiza un cierto nivel de comportamiento de las composiciones lubricantes, tal como se requiere, por ejemplo

5

10

15

20

25

30

para un lubricante diesel ACEA (asociacion de constructores europeos de automoviles) o JASO (Japan Automobile Standards Organisation). Estos son por ejemplo y sin limitacion:

Dispersantes, que representan generalmente entre 5 y 8% en peso de las composiciones lubricantes. Los dispersan- tes, tales como por ejemplo succinimidas, succinimidas de PIB (poliisobuteno) o bases de Mannich, aseguran el mantenimiento en suspension y la evacuacion de contaminantes solidos insolubles constituidos por los productos secundarios de oxidacion que se forman cuando esta en servicio el aceite para motor.

Antioxidantes que representan en general entre 0,5 y 2% en peso de las composiciones lubricantes.

Los antioxidantes retardan la degradacion de los aceites en servicio, degradacion que se puede traducir en la forma- cion de depositos, la presencia de lodos o un aumento de la viscosidad del aceite. Actuan como inhibidores de radi- cales o destructores de hidroperoxidos. Entre los antioxidantes comunmente utilizados se encuentran los antioxidantes de tipo fenolico, ammicos con impedimento esterico. Otra clase de antioxidantes es la de los compuestos de co- bre solubles en aceite, por ejemplo los tio- o ditio-fosfatos de cobre, sales de cobre y de acidos carboxflicos, ditiocar- bamatos, sulfonatos, fenatos y acetilacetonatos de cobre. Se utilizan las sales de cobre I y II de acido o antndrido succmico.

Aditivos antidesgaste, que representan generalmente entre 1 y 2% en peso de las composiciones lubricantes. Los aditivos antidesgaste protegen las superficies en friccion por formacion de una pelfcula protectora adsorbida sobre estas superficies. El aditivo mas corrientemente utilizado es el ditiofosfato de zinc o DTPZn. Igualmente se encuentran en esta categona diversos compuestos de fosforo, azufre, nitrogeno, cloro y boro.

Detergentes que generalmente representan entre 2 y 4% en peso de las composiciones lubricantes.

Los detergentes son tfpicamente sales de metales alcalinos o alcalinoterreos de acidos carboxflicos, sulfonatos, sali- cilatos, naftenatos, asf como las sales fenatos.

Tfpicamente tienen un mdice de basicidad (abreviadamente BN por la expresion inglesa Base Number) segun ASTM D2896 superior a 40 u 80 mg de KOH/gramo de detergente y mas frecuentemente estan sobrebasificados, con valo- res de BN tipicamente del orden de 150 o mas, incluso 250 o 400 o mas (expresado en mg de KOH por gramo de detergente).

E igualmente antiespumantes, depresores del punto de vertido, inhibidores de la corrosion ...

Ejemplos:

Preparacion de aceites:

Se prepararon varios aceites de grado 0W30 para vetnculos de motor diesel, a partir de un paquete de aditivos de comportamiento adecuado para aceites para motores diesel que permitan conseguir las especificaciones ACEA C2/JASO DL1, y que comprenden antioxidantes, inhibidores de la corrosion, dispersantes, detergentes, antidesgaste y reductores del punto de vertido.

Las composiciones (% en masa) de estos aceites se dan la Tabla 1 siguiente:

Tabla 1: composiciones en masa de aceites para motor de grado 0W30

: A B C D E F

Base grupo III+: 79,2 73,0 72,7 - - 79,9

Base sintetica: - - - 72,8 72,3 -

Paquete de aditivos: 11,9 12,2 12,2 12,2 12,2 12,4

Depresor del punto de vertido: - - - 0,2 0,2 -

SBH: 2,6 14,3 14,3 13,5 14,8 -

PMA en peine: 5,8 - - - - -

PMA: 6,7

5

10

15

20

25

30

35

: A B C D E F

Amida e imida grasas del acido tartarico: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1

DTCMo (ppm de Mo): 0,3 (300 ppm) 0,3 (300 ppm)

Total: 100,0 100,0 100,0 100,00 100,00 100,00

Medicion del consumo de carburante

Los ensayos de los motores permitieron evaluar las economnas de carburante realizadas en un vehnculo con motor diesel cuyo motor estaba lubricado con estos aceites diferentes.

Como referencia para el ensayo sirve un aceite 5W30, que comprende un paquete de aditivos de nivel de compor- tamiento ACEA C1/JASO DL1, un polfmero mejorador del IV de tipo poliisopreno hidrogenado y formulado a partir de aceites de base del grupo III.

Principio del ensayo:

Un vehnculo Toyota Corolla Verso D4D Clean Power, equipado con un motor de inyeccion 2AD Common Rail, un sistema de postratamiento DPNR (Diesel Particulate-Nox Reduction) con un 5° inyector de regeneracion a leurrer, colocado en un entorno B7, se somete a un ciclo de conduccion normalizado NEDC (New European Driving Cycle), denominado igualmente ciclo MVEG (Motor Vehicle Emissions Group). Este ciclo esta disenado para imitar de forma reproducible las condiciones encontradas en las carreteras europeas y es ampliamente utilizado para medir el consumo de carburante y las emisiones contaminantes de los vehnculos.

Las caractensticas de este ciclo (velocidad en funcion del tiempo) se dan en la figura 1. Comprende una fase fna o fase urbana fna (de 0 a 200 segundos), una fase intermedia o fase urbana caliente (de 200 a 725 segundos) y una fase caliente o fase extra urbana (de 725 a 1200 segundos).

Modo de realizacion:

El vehnculo se coloca sobre un banco de dos rodillos segun las normas E4 que permiten simular de manera reproducible la resistencia encontrada en la carretera debido a la resistencia aerodinamica y a la masa del vehnculo.

Los ensayos se realizan con una temperatura del aire ambiente de 20°C, una higrometna del 50% y una presion de 1000 mbar. El calculo del consumo se realiza mediante un balance de carbono despues del analisis de los gases de escape. El carburante utilizado para todos los ensayos es un gasoleo EN590-B7.

Resultados:

Se midieron los consumo de carburante absolutos (en litros/100 km), en el ciclo general y por fases. Igualmente se calcularon las desviaciones de consumo (en %) con la referencia pasada inmediatamente antes de la muestra de aceite de ensayo. Los resultados se dan en la Tabla 2.

El aceite A es segun la invencion. Contiene como modificador de la friccion una mezcla de amidas e imidas grasas del acido tartarico. Contiene como polfmero mejorador de IV PMA en peine, y una cantidad menor de SBH, destina- do a aportar la viscosidad necesaria para obtener un aceite de grado 30.

Los aceites B a F contienen modificadores de la friccion identicos a los aceites de acuerdo con la invencion, a conte- nidos comparables, pero estan formulados sin polfmero en peine. Las cantidades de polfmero mejorador del IV estan ajustadas para obtener el grado de viscosidad deseado.

El aceite A de acuerdo con la invencion permite realizar econoirnas de carburante con relacion a los aceites B, C, D, E, F, en la totalidad del ciclo del motor y en particular en la fase fna y en la fase intermedia.

Tabla 2 : consumo del carburante


: Fase fna Fase intermedia Fase caliente Ciclo total


: Con- sumo Consumo de referen- cia prece- dente Desviacion/ referencia precedente Con- sumo Consumo de referencia precedente Desviacion/ referencia precedente Con- sumo Consumo de referencia precedente Desviacion/ referencia precedente Con- sumo Consumo de referencia precedente Desviacion/ referencia precedente

A: 261 B 9,08 9,74 6,77% 7,97 8,25 3,39% 5,74 5,81 1,20% 6,67 6,86 2,77%

B: 53 C 9,62 9,74 1,23% 8,21 8,25 0,48% 5,94 5,81 -2,23% 6,92 6,86 -0,87%

C: 53 D 9,39 9,71 3,29% 8,01 8,14 1,59% 5,73 5,84 1,88% 6,71 6,85 2,04%

D: 130 mix 9,49 9,73 2,46% 8,18 8,38 2,38% 5,75 5,81 1,03 % 6,78 6,90 1,74%

E: 130 9,43 9,71 2,88% 8,17 8,32 1,80 % 5,76 5,78 0,34% 6,78 6,86 1,16%

F: G09-0052C 9,36 9,71 3,60% 8,25 8,32 0,84% 5,78 5,78 0,00 % 6,81 6,86 0,73%

Claims

10

15

20

25

REIVINDICACIONES

1. Composicion lubricante que comprende:

(a) uno o mas aceites de base,

(b) de 2 a 20% en peso de al menos un polfmero en peine formado por una cadena principal de polial- quil(met)acrilato y cadenas laterales hidrocarbonadas que comprenden al menos 50 atomos de carbono,

(c) de 0,01 a 2% en peso de al menos un modificador de la friccion organico nitrogenado elegido entre las ami- das o imidas grasas obtenidas por condensacion de un acido dicarboxflico de formula (IX) con una amina de formula (X) R14R15NH

imagen1

donde R14 y R15 representan independientemente hidrogeno o una cadena alifatica que comprende entre 1 y 150 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 32 atomos de carbono, preferiblemente de 1 a 26 atomos de carbono, y al menos una de las cadenas R14 o R15 es una cadena alifatica grasa que comprende al menos 7 atomos de carbono, y

(d) opcionalmente, uno o varios modificadores de la friccion organometalicos de tipo organomolibdeno.

2. Composicion lubricante de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde las cadenas laterales hidrocarbonadas de los polfmeros en peine (b) se obtienen por polimerizacion o copolimerizacion de olefinas, preferiblemente elegidas entre estirenos eventualmente sustituidos y que comprenden de 8 a 17 atomos de carbono, butadieno, adicionado en 1-4 o en 1-2, o los monomeros de formula (I)

imagen2

bono.

donde X1 et X2 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de car-

3. Composicion lubricante de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde los polfmeros en peine (b) se obtienen por copolimerizacion de macromonomeros de formula (II)

imagen3

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (III) :

imagen4

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o metilo,

R1 es un residuo alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

5

10

15

20

25

30

R2 es un residuo alquilo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

A esta formado por la adicion de 1,4-butadieno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono, o por adicion vimlica de estireno, eventualmente sustituido con grupos alquilo que comprenden de 1 a 6 atomos de carbono,

n y m son numeros enteros superiores o iguales a cero y n + m es un numero entero entre 7 y 3000, preferi- blemente entre 10 y 3000.

4. Composicion lubricante de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, donde los polfmeros en peine (b) se obtie-

nen por copolimerizacion de macromonomeros de formula (IV):

imagen5

con monomeros acnlicos o metacnlicos de formula (III):

imagen6

donde:

cada R' es independientemente hidrogeno o metilo,

R1 es un radical alquilo o arilo que comprende de 1 a 6 atomos de carbono,

R2 es un residuo alquilo que comprende de 1 a 26 atomos de carbono,

X1, X2 y X3 son independientemente hidrogeno o grupos alquilo que comprenden de 1 a 18 atomos de carbono, y

p, q y r son numeros enteros superiores o iguales a cero y p + q + r es un numero entero entre 7 y 3000, prefe- riblemente entre 10 y 3000.

5. Composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende al menos un modifi- cador de la friccion organico nitrogenado (c) y al menos un modificador de la friccion organometalico (d).

6. Composicion lubricante de acuerdo con la reivindicacion 5, en donde los modificadores de la friccion organo- metalicos (d) se eligen entre ditiocarbamatos, ditiofosfatos, ditiofosfinatos, xantatos y tioxantatos de molibdeno.

7. Composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 6, en donde el modificador de la friccion organometalico (d) es un ditiocarbamato de molibdeno de formula (XI):

imagen7

donde R16, R17, R18 y R19 son cadenas alquilo que comprenden de 8 a 13 atomos de carbono.

8. Composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende:

• de 65 a 90% en peso de uno o varios aceites de base (a),

• de 2 a 15% en peso de polfmero (b),

• de 0,01 a 2% en peso de modificadores de la friccion (c).

9. Composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende al menos un aceite de base (a) mineral isoparafrnico obtenido por hidroisomerizacion de una carga n-parafrnica obtenida por desparafinado con disolvente o desparafinado catalftico, o al menos un aceite de base (a) sintetico isoparafrnico obtenido por hidroiso-

5 merizacion de una carga n-parafrnica constituida por una cera de Fischer-Tropsch.

10. Composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que es de grado 0W20 o 0W30 se- gun la clasificacion SAEJ300.

11. Utilizacion de una composicion lubricante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, para la lubrica- cion de motores de 4 tiempos de gasolina o diesel de vehfculos ligeros, preferiblemente de vehfculos hfbridos.

10