ES2898500T3

ES2898500T3 - Fenoles acoplados al alquileno para su uso en motores de biodiésel

Info

Publication number: ES2898500T3
Application number: ES13792540T
Authority: ES
Inventors: Yanshi Zhang
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: CN104919028B; DK2920282T3; CA2891520A1; CN104919028A; US20150307803A1; EP2920282B1; US10113132B2; EP2920282A1; WO2014078083A1

Abstract

Uso de 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o 2,2-metilenbis[4-metil-6-(α- metilciclohexil)fenol] en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso en una composición de aceite lubricante que comprende además un aceite de viscosidad lubricante y que contiene o está contaminado con al menos 0,1 % en peso de un combustible biodiésel, basado en el peso total de la composición de aceite lubricante, para reducir la corrosión por plomo de un motor diésel.

Description

DESCRIPCIÓN

Fenoles acoplados al alquileno para su uso en motores de biodiésel

Antecedentes de la invención

La tecnología descrita se refiere a lubricantes para motores de combustión interna, particularmente aquellos alimentados con combustibles biodiésel.

El biodiésel es un término general para los materiales de grado combustible derivados de fuentes naturales como los aceites vegetales. A menudo son ésteres metílicos de ácidos grasos ("FAME") como el éster metílico de colza ("RME") o el éster metílico de soja ("SME"). Los combustibles biodiésel son cada vez más frecuentes para la alimentación de motores diésel. El mayor uso de vehículos de pasajeros diésel en Europa y en otros lugares es en parte una causa de este aumento. La norma europea actual sobre diésel permite incorporar un 5 % de componentes de biodiésel en los combustibles, con indicaciones de que pronto se permitirá un 10 % de biodiésel.

Simultáneamente, existe una presión continua para reducir las emisiones de material particulado de los motores diésel. Los requisitos de Euro 5 exigen una reducción del material particulado a 0,05 g/km. Dichos niveles solo pueden alcanzarse, en la práctica, mediante el uso de un filtro de partículas diésel. Estos filtros requieren regeneración una vez que están llenos de hollín, y esto generalmente se logra mediante el aumento de la temperatura del filtro para quemar el hollín. El aumento de temperatura a menudo se logra mediante la posinyección de combustible en el cilindro del motor.

Sin embargo, la posinyección de combustible puede tener el efecto indeseable de la dilución de combustible del lubricante del motor, ya que una mayor humectación de la pared del cilindro por el combustible permite que más combustible migre y se acumule en el sumidero de lubricante. Los componentes del biodiésel son típicamente menos volátiles que el combustible diésel mineral convencional, y, por lo tanto, la concentración de dichos componentes en el sumidero se exacerba. De hecho, el uso de combustible biodiésel (B05, es decir, que contiene un 5 % de éster) junto con la posinyección puede resultar en una dilución del lubricante del combustible del 40 % y el componente biodiésel puede representar el 50 % del diluyente. Estos altos niveles de biodiésel en el aceite pueden provocar un aumento de la oxidación y la formación de depósitos asociados con el lubricante.

La solicitud de Estados Unidos 2006/0223724 (Gatto y otros, 05/10/2006) enseña un aceite lubricante de niveles reducidos de fósforo que retiene un excelente control de la viscosidad; es decir, excelente estabilidad a la oxidación. El aceite comprende una cantidad mayor de uno o más del Grupo II, Grupo III, Grupo IV y una reserva base de éster sintético, 4,4'-metilenbis-(2,6-di-terc-butilfenol), una difenilamina alquilada, un detergente y dialquilditiofosfato de zinc. Opcionalmente, puede estar presente un compuesto de organomolibdeno soluble en aceite, al igual que otros antioxidantes fenólicos impedidos adicionales. El lubricante contiene aproximadamente 600 ppm o menos de fósforo derivado de ZDDP. Varios ejemplos contienen los tres de ZDDP, un fenol impedido y una amina aromática

La solicitud de Estados Unidos 2009/0111720 (Boffa, 30/04/2009) describe composiciones de aceite lubricante contaminadas con combustible biodiésel en donde el lubricante contiene compuestos de diarilamina para mejorar la estabilidad oxidativa. También se describe la adición opcional de antioxidantes basados en fenol que incluyen 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol y 4,4'-metilenbis-(2,6-di-terc-butilfenol).

La Solicitud de Estados Unidos 2010/0016193 (Habeeb y otros, 21/01/2010) describe composiciones lubricantes estabilizadas contra los efectos perjudiciales del combustible biodiésel mediante el uso de una premezcla de dos antioxidantes, cualquiera de los cuales puede ser fenólico. Los compuestos fenólicos descritos incluyen monofenoles, así como compuestos de bisfenol, incluidos materiales con puentes de alquileno. Los tipos enumerados de fenoles acoplados incluyen 2,2'-bis-(6-t-butil-4-heptilfenol); 4,4'-bis(2,6-di-t-butilfenol) y 4,4'-metilenbis (2,6-di-t-butilfenol). No se describen bisfenoles con puentes de 2,2'-metileno. El ejemplo 2 describe varias combinaciones de antioxidantes evaluados para resistencia oxidativa en presencia de biodiésel; entre ellos se incluye un "bis-fenol" no identificado.

La solicitud de Estados Unidos 2011/0130316 (Varadaraj y otros, 02/06/2011) describe composiciones lubricantes estabilizadas contra los efectos perjudiciales del combustible biodiésel mediante el uso de una combinación de base orgánica, detergente y antioxidante, seleccionados entre aminas impedidas y fenoles impedidos. Los compuestos fenólicos descritos incluyen monofenoles, así como compuestos de bisfenol, incluidos materiales con puentes de alquileno. No se describen bisfenoles con puentes de 2,2'-metileno. El ejemplo 1 incluye bisfenol etilo 702, que se identifica como 4,4"-metilen-bis(2,6-di-t-butilfenol).

La solicitud de Estados Unidos 2011/0082062 (Habeeb y otros 07/04/2011) describe una combinación de detergente (por ejemplo, salicilato de metal alcalino) y antioxidante (por ejemplo, antioxidantes amínicos) para el combustible biodiésel o aceite lubricante para mejorar la resistencia oxidativa. Como anteriormente, los bisfenoles se describen como parte de la descripción amplia de antioxidantes fenólicos; sin embargo, los 2,2'-bisfenoles con puentes de alquileno no se describen ni ejemplifican.

La Solicitud de Estados Unidos 2011/0023351 (Poirier y otros, 03/02/2011) describe mezclas antioxidantes de fenol impedido y difenol para combustibles que contienen biodiésel y mezclas de biodiésel. Los difenoles se refieren a grupos aromáticos que contienen dos restos de alcohol en un solo anillo aromático (por ejemplo, hidroquinonas). No se describen los bisfenoles.

La solicitud de Estados Unidos 2010/0269774 (Shinoda y otros, 28/10/2010) describe una composición lubricante que contiene una combinación de antioxidante fenólico y antioxidante a base de amina útil en motores diésel alimentados con biocombustible. Se describen varios antioxidantes fenólicos, incluidos 2,6-di-t-butilfenol, 2,2'-metilenbis (4-metil-6-t-butilfenol), 2,2'-metilenbis (4-etil-6-t- butilfenol), 4,4'-bis-(2,6-di-t-butilfenol) y ésteres de alcohol alquílico del ácido 3-(4-hidroxi-3,5-di-t-butil-fenil) propiónico. Todos los ejemplos experimentales se llevan a cabo con éster de alcohol 6-metilheptílico del ácido 3-(4-hidroxi-3,5-di-t-butil-fenil) propiónico.

La solicitud WO/PCT 2008/124390A2 (Lubrizol, 16 de octubre de 2008) describe una combinación sinérgica de un antioxidante fenólico impedido y un detergente para mejorar la estabilidad a la oxidación del combustible biodiésel.

La solicitud de Estados Unidos 2008/0127550 (Li y otros, 5 de junio de 2008) describe una composición de combustible biodiésel estabilizada en donde el agente estabilizante es una combinación de: i) uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en antioxidantes fenólicos impedidos estéricamente; y ii) uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en desactivadores de metales triazol.

La patente de Estados Unidos 6,002,051 (Burjes y otros, 14 de diciembre de 1999) describe compuestos de fórmula general

en donde cada R¹es un grupo alquilo terciario, X, Y y Z son un grupo hidrocarbonado (o hidrógeno), R²es alquileno o alquilideno y n es de 0 a 4. Los lubricantes y combustibles pueden contener tales compuestos fenólicos.

La publicación PCT WO 2003/091365 (Jackson y otros, 6 de noviembre de 2003) describe un método para hacer funcionar un motor de combustión interna en el que se introduce una composición antioxidante en una cámara de combustión del motor. La composición antioxidante contiene, entre otros componentes, un oligómero de fenol impedido estéricamente acoplado con alquileno o alquilideno. Se describe un combustible de hidrocarburo normalmente líquido que puede ser, entre otros descritos, combustible diésel y ésteres metílicos de aceites vegetales o animales.

La tecnología descrita proporciona una composición lubricante adecuada para motores lubricados por cárter alimentados por un combustible líquido que incluye un componente biodiésel, que presenta una resistencia a la corrosión mejorada y una resistencia a la oxidación mejorada en lubricantes que contienen una porción del componente biodiésel. Esto se logra mediante la presencia de un compuesto fenólico acoplado al alquileno. Si bien un componente de biodiésel se preparará típicamente a partir de una fuente biológica (una grasa o aceite animal o vegetal), debe entenderse que la tecnología descrita es igualmente aplicable si el componente de biodiésel o combustible biodiésel, como un éster de ácido graso, se prepara a partir de una fuente sintética, es decir, que no se deriva de una grasa o aceite animal o vegetal.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona el uso de 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o 2,2-metilenbis[4 -metil-6-(a-metilciclohexil)fenol] en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso en una composición de aceite lubricante que comprende además un aceite de viscosidad lubricante y que contiene o está contaminado con al menos 0,1 % en peso de un combustible biodiésel, basado en el peso total de la composición del aceite lubricante, para reducir la corrosión por plomo de un motor diésel.

La presente invención proporciona además una composición de aceite lubricante que contiene o está contaminada con al menos 0,1 % en peso. El % de un combustible biodiésel, basado en el peso total de la composición de aceite lubricante, dicha composición lubricante comprende además un aceite de viscosidad lubricante y 0,1 a 3 % en peso de 2,2-metilenbis[4-metil-6-(a-metilciclohexil) fenol].

Descripción detallada de la invención

A continuación, se describirán varias características y modalidades preferidas a manera de ilustración no limitante.

El lubricante como se describe en la presente descripción es particularmente útil para lubricar motores diésel que se alimentan con un combustible líquido que comprende un combustible biodiésel, es decir, que contiene una cierta cantidad, por ejemplo, al menos 2 por ciento en peso, de un C1-C3 o éster de alquilo C1-C4 de un ácido carboxílico de 12 a 24 átomos de carbono. Dichos grupos alquilo pueden incluir metilo, etilo, 1 -propilo, 2-propilo, n-butilo, secbutilo, isobutilo o terc-butilo. La cantidad de tal éster en el combustible líquido puede ser del 2 al 100 % en peso, o del 4 al 100 % o del 5 al 100 % o del 10 al 100 %, por ejemplo, del 4 al 12 % o del 5 al 10 % o generalmente 2, 4, 5, 10 o 12 % hasta 100 o 90 o 80 o 50 o 30 %. Estos porcentajes se calculan normalmente sobre la base del combustible líquido excluyendo cualquier aditivo de rendimiento que pueda estar presente. El resto del combustible puede ser un combustible derivado del petróleo o una fracción, tal como un combustible de destilado medio u otro combustible de petróleo usado convencionalmente para alimentar un motor diésel. La cantidad de azufre en el combustible puede ser menos de 300 partes por millón en peso para combustibles con bajo contenido de azufre, o menos de 50 ppm o menos de 10 ppm, por ejemplo, de 1 a 10 ppm de S para combustibles ultra bajos en azufre. Los combustibles también pueden contener niveles más altos de azufre, como hasta 1000 ppm o 300 a 500 ppm. Cualquier azufre que esté presente puede provenir del componente biodiésel o de una fracción de petróleo o de ambos.

Combustible biodiésel

Los combustibles biodiésel pueden derivarse de grasas animales y/o aceites vegetales para incluir fuentes de biomasa tales como semillas de plantas como se describe en la Patente de Estados Unidos núm. 6,166,231, por tanto, los ésteres pueden ser ésteres de metilo, etilo, propilo o isopropilo. Los ácidos carboxílicos pueden derivarse de fuentes naturales o sintéticas y pueden contener un componente de ácido relativamente puro o único en términos de longitud de cadena, ramificación y similares, o pueden ser mezclas de ácidos característicos de ácidos obtenidos de animales o, especialmente, fuentes vegetales.

Por tanto, los combustibles biodiésel incluyen ésteres de ácidos grasos naturales tales como el éster metílico del aceite de colza que generalmente se pueden preparar mediante transesterificación de un triglicérido de una grasa o aceite natural con un alcohol alifático que tiene de 1 a 3 átomos de carbono. Otros materiales adecuados incluyen los ésteres metílicos de aceite de soja (SME), aceite de girasol, aceite de coco, aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de palma, aceite de jatrofa, aceite de cacahuete, aceite de canola, aceite de babasú, aceite de ricino, aceite de colza (RME), y aceite de semillas de sésamo. Dichos materiales comprenden una mezcla de ácidos más típicamente de 8 a 24 o de 12 a 22 o de 16 a 18 átomos de carbono, con diversos grados de ramificación o insaturación. En una modalidad, el biodiésel es un éster metílico de un ácido carboxílico que tiene aproximadamente 12 a aproximadamente 24 átomos de carbono y que tiene al menos un doble enlace olefínico (como se encuentra a menudo en ácidos carboxílicos derivados o derivables de fuentes vegetales). Se cree que el aceite de colza, por ejemplo, comprende principalmente ácido oleico (C18), ácido linoleico (C18), ácido linolénico (C18) y, en algunos casos, ácido erúcico (C22). También se pueden incluir ciertas cantidades de aceites vegetales (triglicéridos) en algunas modalidades. En una modalidad, el combustible biodiésel se deriva de aceite de soja (es decir, SME) o aceite de colza (RME) o sus combinaciones.

Los combustibles biodiésel se pueden usar como combustible exclusivo o como adición a otro componente de combustible, como los combustibles diésel a base de hidrocarburos. Si se usa con otro componente de combustible, ese otro combustible es normalmente un líquido en condiciones ambientales, por ejemplo, temperatura ambiente (20 a 30 °C). El combustible puede ser un combustible de hidrocarburos, un combustible sin hidrocarburos o una mezcla de estos. El combustible hidrocarburo puede ser un destilado de petróleo, como un combustible diésel, según lo definido por la especificación ASTM D975. En una modalidad, el combustible es un combustible diésel. El combustible de hidrocarburos puede ser un hidrocarburo que se prepara por un proceso de gas a líquido que incluye, por ejemplo, hidrocarburos preparados por un proceso tal como el proceso Fischer-Tropsch. Un combustible sin hidrocarburos puede ser una composición que contiene oxígeno, que a menudo se denomina oxigenada, tal como un alcohol, un éter, una cetona, un éster de un ácido carboxílico, un nitroalcano o sus mezclas. El combustible no hidrocarbonado puede incluir, por ejemplo, metanol, etanol, metil t-butil éter, metiletilcetona o nitrometano. En algunas modalidades, el combustible puede tener un contenido de azufre en base al peso de 5000 ppm o menos, 1000 ppm o menos, 300 ppm o menos, 200 ppm o menos, 30 ppm o menos, o 10 ppm o menos. En otra modalidad el combustible puede tener un contenido de azufre sobre la base del peso de 1 a 100 ppm. En una modalidad, el combustible contiene 0 ppm a 1000 ppm, o 0 a 500 ppm, o 0 a 100 ppm, o 0 a 50 ppm, o 0 a 25 ppm, o 0 a 10 ppm, o 0 a 5 ppm de metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de transición o sus mezclas. En otra modalidad, el combustible contiene de 1 a 10 ppm en peso de metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de transición o sus mezclas. Se conoce que un combustible que contiene metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de transición o sus mezclas pueden tener una mayor tendencia a formar depósitos y, por lo tanto, ensucian o tapan los inyectores de riel común.

Cuando se usa como una adición a los combustibles diésel a base de hidrocarburos, los combustibles biodiésel pueden constituir entre 2 y 50 % en peso de las mezclas de combustible diésel resultantes, tales como 5 a 30 % en peso de la mezcla. En Europa, los combustibles biodiésel se están considerando o ya se han ordenado para su uso en combustibles diésel a base de hidrocarburos en una cantidad en el rango de 5 a 10 % en peso.

Los combustibles que constituyen 100 % de biodiésel se denominan B100, mientras que los combustibles de menor contenido de biodiésel se denominan en términos de ese contenido, por ejemplo, los combustibles que contienen un 20 % de biodiésel se denominan B20. La designación suele ser en términos de peso.

Ejemplos de aceites útiles para la preparación del éster de ácido graso, que se derivan de material animal o vegetal, incluyen aceite de colza, aceite de cilantro, aceite de soja, aceite de semilla de algodón, aceite de girasol, aceite de ricino, aceite de oliva, aceite de cacahuete, aceite de maíz, aceite de almendras, aceite de semilla de palma, aceite de coco, aceite de semilla de mostaza, sebo bovino, aceite de huesos y aceites de pescado. Otros ejemplos incluyen aceites que se derivan de trigo, yute, sésamo, nuez de karité, aceite de cacahuete y aceite de linaza. Los ésteres de alquilo de ácidos grasos pueden derivarse de estos aceites mediante procedimientos conocidos del estado de la técnica. El aceite de colza, que es una mezcla de ácidos grasos parcialmente esterificados con glicerol, es un aceite comúnmente usado para producir el éster de ácido graso de alquilo, porque se puede obtener en grandes cantidades y se puede obtener de una manera sencilla mediante prensado extractor de semillas de colza.

Los ésteres de ácidos grasos de alquilo útiles pueden incluir, por ejemplo, los ésteres de metilo, etilo, propilo y butilo de ácidos grasos que tienen de 12 a 22 átomos de carbono, por ejemplo, de ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido palmitoleico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido petrosélico, ácido ricinoleico, ácido elaeosteárico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido eicosanoico, ácido gadoleínico, ácido docosanoico o ácido erúcico. En una modalidad, los ésteres de ácidos grasos de alquilo son los ésteres metílicos de ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido erúcico.

Los ésteres de ácidos grasos de alquilo se obtienen, por ejemplo, mediante la hidrolisis y esterificación de grasas y aceites animales y vegetales transesterificándolos con alcoholes alifáticos relativamente bajos. Para preparar los ésteres alquílicos bajos de ácidos grasos, es ventajoso partir de grasas y aceites con alto índice de yodo, por ejemplo, aceite de girasol, aceite de colza, aceite de cilantro, aceite de ricino, aceite de soja, aceite de semilla de algodón, aceite de cacahuete o sebo bovino.

Los biocombustibles, al ser ésteres de hidrocarbilo, son susceptibles de descomposición, especialmente por hidrólisis de dicho éster para producir alcoholes de hidrocarbilo, tales como metanol, etanol y propanol, y ácidos grasos o sus sales. En una modalidad, la composición lubricante está contaminada con al menos 0,1 % en peso de productos de descomposición de biodiésel que pueden comprender alcoholes hidrocarbilo C1 a C3, ácidos grasos de 8 a 24 átomos de carbono, sales de amina o metales de dichos ácidos grasos o sus mezclas.

Aceite de Viscosidad Lubricante

Un componente de la tecnología descrita es un aceite de viscosidad lubricante. El aceite base usado en la composición de aceite lubricante de la invención puede seleccionarse de cualquiera de los aceites base en los Grupos I-V como se especifica en las Pautas de Intercambiabilidad de Aceites Base del Instituto Americano del Petróleo (API). Los cinco grupos de aceites base son los siguientes:

Categoría de aceite base Azufre (%) Saturados (%) Indice de viscosidad

Grupo I >0,03 y/o <90 80 a 120

Grupo II <0,03 y >90 80 a 120

Grupo III <0,03 y >90 >120

Grupo IV Todas las polialfaolefinas (PAO)

Grupo V Todos los demás no incluidos en los Grupos I, II, III o IV

En una modalidad, el aceite base como se usa en la presente tecnología tiene menos de 300 ppm de azufre y/o al menos un 90 % de contenido saturado, según ASTM D2007. En ciertas modalidades, el aceite base tiene un índice de viscosidad de al menos 95 o al menos 115. En una modalidad, el aceite base de la invención tiene un índice de viscosidad de al menos 120 y es una polialfaolefina o está compuesto por mezclas de dichos materiales.

Los grupos I, II y III son reservas base de aceite mineral. El aceite de viscosidad lubricante puede incluir aceites naturales o sintéticos y sus mezclas. A menudo se usan mezclas de aceite mineral y aceites sintéticos, particularmente aceites de polialfaolefina y aceites de poliéster.

Los aceites naturales incluyen aceites animales y aceites vegetales (por ejemplo, aceite de ricino, aceite de manteca de cerdo y otros ésteres de ácidos vegetales) así como aceites lubricantes minerales como aceites de petróleo líquidos y aceites lubricantes minerales tratados con disolventes o tratados con ácido de parafínico, nafténico o tipos mixtos parafínico-nafténico. Los aceites hidrotratados o hidrocraqueados se incluyen dentro del alcance de los aceites útiles de viscosidad lubricante.

También son útiles los aceites de viscosidad lubricante derivados de carbón o esquisto. Los aceites lubricantes sintéticos incluyen aceites de hidrocarburos y aceites de hidrocarburos halosustituidos tales como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas y sus mezclas, alquilbencenos, polifenilos (por ejemplo, bifenilos, terfenilos y polifenilos alquilados), difeniléteres alquilados y difenil sulfuros alquilados y sus derivados, análogos y sus homólogos. Los polímeros e interpolímeros de óxido de alquileno y sus derivados, y aquellos en los que los grupos hidroxilo terminales se han modificado mediante, por ejemplo, esterificación o eterificación, son otras clases de aceites lubricantes sintéticos conocidos que se pueden usar. Se puede usar otra clase adecuada de aceites lubricantes sintéticos que comprenden ésteres de ácidos dicarboxílicos y los preparados a partir de ácidos monocarboxílicos de C5 a C12 y polioles o éteres de poliol.

Otros aceites lubricantes sintéticos adecuados incluyen ésteres líquidos de ácidos que contienen fósforo, tetrahidrofuranos poliméricos, aceites en base de silicio tales como aceites polialquil, poliaril, polialcoxi, o poliariloxisiloxano, y aceites de silicatos.

También se conocen y pueden usarse aceites nafténicos hidrotratados. Pueden usarse aceites sintéticos, tales como los producidos mediante reacciones de Fischer-Tropsch y típicamente pueden ser hidrocarburos o ceras de Fischer-Tropsch hidroisomerizados. En una modalidad los aceites pueden prepararse mediante un procedimiento de síntesis de gas a líquido de Fischer-Tropsch, así como también otros aceites de gas a líquido.

En las composiciones de la presente invención pueden usarse aceites sin refinar, refinados y rerefinados, ya sean naturales o sintéticos (así como mezclas de dos o más de cualquiera de estos) del tipo descrito anteriormente. Los aceites sin refinar son aquellos obtenidos directamente de una fuente natural o sintética sin tratamiento de purificación adicional. Los aceites refinados son similares a los aceites sin refinar, excepto que se han tratado adicionalmente en una o más etapas de purificación para mejorar una o más propiedades. Los aceites rerefinados se obtienen mediante procesos similares a los que se usan para obtener aceites refinados, que se aplican a aceites refinados que ya se han usado en servicio. Estos aceites refinados a menudo se procesan adicionalmente mediante técnicas dirigidas a la eliminación de aditivos gastados y productos de degradación del aceite.

La cantidad de aceite en un lubricante completamente formulado será típicamente la cantidad restante para igualar el 100 por ciento después de contabilizar los aditivos restantes. Típicamente, esto puede ser del 60 al 99 por ciento en peso, o del 70 al 97 por ciento, o del 80 al 95 por ciento, o del 85 al 93 por ciento. La tecnología descrita también puede suministrarse como un concentrado, en cuyo caso la cantidad de aceite se reduce típicamente y las concentraciones de los otros componentes aumentan correspondientemente. En tales casos, la cantidad de aceite puede ser del 30 al 70 por ciento en peso o del 40 al 60 por ciento.

Compuesto de fenol acoplado al alquileno

En una modalidad, el compuesto fenólico acoplado al alquileno es 2,2'-metilenbis (4-metil-6-t-butilfenol), por ejemplo, Cyanox® 2246 disponible de Cytec Industries, Irganox® 2246 disponible de BASF o Lowinox® 22M46 disponible en Chemtura.

El fenol acoplado al alquileno se puede preparar mediante la reacción de un 2,4-dialquilfenol con un aldehído o cetona. Un método para producir un fenol acoplado al alquileno, comprende formar un condensado de aldehído de hidrocarbil fenol 2,4-alquilado mediante la condensación de un fenol de hidrocarbilo con un aldehído, en presencia de un catalizador ácido o básico, para formar un condensado de aldehído de hidrocarbil fenol. Los aldehídos adecuados incluyen formaldehído (y equivalentes reactivos), acetaldehído y propionaldehído. Las cetonas adecuadas incluyen acetona y metiletilcetona. En una modalidad, el hidrocarbil fenol se acopla con formaldehído o equivalente reactivo.

El 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o 2,2-metilenbis[4-metil-6-(ametilciclohexil) fenol] se usa en una cantidad del 0,1 al 3 % en peso, por ejemplo, puede estar presente en una composición lubricante al 0,1, 0,3, 0,5, 1,0 o 1,5 por ciento en peso. En otras modalidades más, el 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], el 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o el 2,2-metilenbis[4 -metil-6-(a-metilciclohexil)fenol] puede estar presente dentro de un intervalo que tiene un límite inferior de 0,1, 0,3, 0,5, 1,0 o 1,5 por ciento en peso y un límite superior de 1,0, 2,0, 3,0 por ciento en peso.

Otros Aditivos de Rendimiento

En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención contienen uno o más aditivos adicionales. Un aditivo adicional adecuado es un detergente, donde el detergente es diferente del derivado de anilina descrito anteriormente.

La mayoría de los detergentes convencionales que se usan en el campo de la lubricación de motores obtienen la mayor parte o la totalidad de su basicidad o TBN de la presencia de compuestos básicos que contienen metales (hidróxidos, óxidos o carbonatos metálicos, basado típicamente en metales tales como calcio, magnesio, zinc o sodio). Dichos detergentes metálicos sobrebasificados, que también se denominan sales sobrebasificadas o superbasificadas, son generalmente sistemas newtonianos homogéneos, de fase única, que se caracterizan por un contenido metálico superior al que estaría presente para la neutralización de acuerdo con la estequiometría del metal y el compuesto orgánico ácido particular que reacciona con el metal. Los materiales sobrebasificados se preparan típicamente tras hacer reaccionar un material ácido (típicamente un ácido inorgánico o ácido carboxílico inferior como el dióxido de carbono) con una mezcla de un compuesto orgánico ácido (que también se denomina sustrato), un exceso estequiométrico de una base metálica, típicamente en un medio de reacción de un disolvente orgánico inerte (por ejemplo, aceite mineral, nafta, tolueno, xileno) para el sustrato orgánico ácido. Típicamente también está presente una pequeña cantidad de promotor, como un fenol o alcohol, y en algunos casos una pequeña cantidad de agua. El sustrato orgánico ácido normalmente tendrá un número suficiente de átomos de carbono para proporcionar un grado de solubilidad en aceite.

Dichos materiales sobrebasificados convencionales y sus métodos de preparación se conocen bien por los expertos en la materia. Las patentes que describen las técnicas para fabricar sales metálicas básicas de ácidos sulfónicos, ácidos carboxílicos, fenoles, ácidos fosfónicos y mezclas de dos o más de estos incluyen las patentes de los Estados Unidos núms. 2,501,731; 2,616,905; 2,616,911; 2,616,925; 2,777,874; 3,256,186; 3,384,585; 3,365,396; 3,320,162; 3,318,809; 3,488,284; y 3,629,109. Los detergentes de salixarato se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 6,200,936.

El detergente que contiene metal sobrebasificado puede seleccionarse del grupo que consiste en fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos, salicilatos y sus mezclas, o sus equivalentes borados. El detergente sobrebasificado puede ser borado con un agente boratante como el ácido bórico.

En una modalidad, el detergente que contiene metal sobrebasificado puede ser sales de zinc, sodio, calcio o magnesio de un fenato, fenato, sulfonato, salixarato o salicilato que contiene azufre. Por tanto, el componente metálico puede incluir un metal alcalino como Na, Li o K, o un metal alcalinotérreo como Mg o Ca, u otro metal. Los salixaratos, fenatos y salicilatos sobrebasificados suelen tener un número base total (ASTM D3896) de 180 a 450 TBN. Los sulfonatos sobrebasificados típicamente tienen un número base total de 250 a 600, o de 300 a 500. Los detergentes sobrebasificados se conocen en la técnica. En una modalidad el detergente de sulfonato puede ser un detergente de alquilbenceno sulfonato predominantemente lineal que tiene una relación de metal de al menos 8 como se describe en los párrafos [0026] a [0037] de la solicitud de patente de Estados Unidos núm. 2005065045. El término "relación de metales" es la relación de los equivalentes totales del metal a los equivalentes del compuesto orgánico ácido. Una sal de metal neutral tiene una relación de metal de uno. Una sal que tiene 4,5 veces más metal que la que está presente en una sal normal tendrá un exceso de metal de 3,5 equivalentes, o una relación de 4,5. El detergente de alquilbenceno sulfonato predominantemente lineal puede ser particularmente útil para ayudar a mejorar la economía de combustible. En algunas modalidades, el grupo alquilo lineal puede estar unido al anillo de benceno en cualquier lugar a lo largo de la cadena lineal del grupo alquilo, pero a menudo en la posición 2, 3 o 4 de la cadena lineal, y en algunos casos predominantemente en la posición 2.

En una modalidad, el detergente que contiene metal sobrebasificado es un detergente sobrebasificado de calcio o magnesio. En una modalidad, la composición lubricante comprende un sulfonato de calcio sobrebasificado, un fenato de calcio sobrebasificado, un salicilato de calcio sobrebasificado o sus mezclas. En una modalidad, la composición lubricante comprende un salicilato de calcio sobrebasificado. El detergente sobrebasificado puede comprender sulfonato de calcio o salicilato de calcio con una proporción de metal de al menos 3.

El detergente sobrebasificado de la invención puede estar presente en una cantidad del 0,05 % en peso al 5 % en peso de la composición. En otras modalidades, el detergente sobrebasificado puede estar presente desde 0,1 %, 0,3 % o 0,5 % hasta 3,2 %, 1,7 % o 0,9 % en peso de la composición lubricante. De manera similar, el detergente sobrebasificado puede estar presente en una cantidad adecuada para proporcionar de 1 TBN a 10 TBN a la composición lubricante. En otras modalidades, el detergente sobrebasificado está presente en una cantidad que proporciona desde 1,5 TBN o 2 TBN hasta 3 TBN, 5 TBN o 7 TBN a la composición lubricante.

La composición lubricante de la invención comprende opcionalmente otros aditivos de rendimiento. Los otros aditivos de rendimiento incluyen al menos uno de los desactivadores de metales, modificadores de la viscosidad, modificadores de la fricción, agentes antidesgaste, inhibidores de corrosión, dispersantes, modificadores de la viscosidad del dispersante, agentes de extrema presión, antioxidantes, inhibidores de espuma, desemulsionantes, depresores del punto de fluidez, agentes de hinchamiento de sellos y sus mezclas. Típicamente, el aceite lubricante completamente formulado contendrá uno o más de estos aditivos de rendimiento.

Uno de esos aditivos es un dispersante. Los dispersantes se conocen bien en el campo de los lubricantes e incluyen principalmente lo que se conoce como dispersantes sin cenizas y dispersantes poliméricos. Los dispersantes sin cenizas se caracterizan por un grupo polar unido a una cadena de hidrocarburo de peso molecular relativamente alto. Los dispersantes sin cenizas típicos incluyen dispersantes que contienen nitrógeno tales como alquenil succinimidas de cadena larga N-sustituidas, también conocidos como dispersantes de succinimida. Los dispersantes de succinimida se describen más completamente en las patentes de los Estados Unidos núms. 4,234,435 y 3,172,892. Otra clase de dispersante sin cenizas son los ésteres de alto peso molecular, que se preparan mediante la reacción de un agente acilante de hidrocarbilo y un alcohol alifático polihídrico tal como glicerol, pentaeritritol, o sorbitol. Tales materiales se describen con más detalle en la patente de Estados Unidos núm. 3,381,022. Otra clase de dispersante sin cenizas son las bases de Mannich. Estos son materiales que se forman por la condensación de un, fenol sustituido con alquilo de alto peso molecular, una poliamina de alquileno y un aldehído como el formaldehído y se describen en más detalle en la patente de Estados Unidos núm. 3,634,515. Otros dispersantes incluyen aditivos dispersantes poliméricos, que generalmente son polímeros en base a hidrocarburos que contienen funcionalidad polar para impartir características de dispersión al polímero. Los dispersantes también pueden tratarse posteriormente mediante la reacción con cualquiera de una variedad de agentes. Entre estos se encuentran urea, tiourea, dimercaptotiadiazoles, disulfuro de carbono, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, anhídridos succínicos sustituidos con hidrocarburos, nitrilos, epóxidos, compuestos de boro y compuestos de fósforo. Las referencias que detallan tal tratamiento se enumeran en la patente de Estados Unidos núm. 4,654,403. La cantidad de dispersante en la presente composición puede ser típicamente del 1 al 10 por ciento en peso, o del 1,5 al 9,0 por ciento, o del 2,0 al 8,0 por ciento, todo expresado sin aceite.

Otro componente puede ser un antioxidante, diferente del 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol], o 2, 2-Metilenbis[4-metil-6-(a-metilciclohexil) fenol] usado en la invención. Los antioxidantes comprenden antioxidantes fenólicos, que pueden comprender un fenol sustituido con butilo que contiene 2 o 3 grupos t-butilo. La posición para también puede estar ocupada por un grupo hidrocarbilo o un grupo que enlaza dos anillos aromáticos. Tales antioxidantes se describen con mayor detalle en la patente de Estados Unidos núm.

6,559,105. Los antioxidantes también incluyen aminas aromáticas, como difenilamina no anilada. Otros antioxidantes incluyen olefinas sulfuradas, compuestos de titanio y compuestos de molibdeno. La Patente de los Estados Unidos núm. 4,285,822, por ejemplo, describe composiciones de aceite lubricante que contienen una composición que contiene molibdeno y azufre. Las cantidades típicas de antioxidantes dependerán, por supuesto, del antioxidante específico y de su efectividad individual, pero las cantidades totales ilustrativas pueden ser de 0,01 a 5, o de 0,15 a 4,5 o de 0,2 a 4 por ciento en peso. Además, puede estar presente más de un antioxidante, y ciertas combinaciones de estos pueden ser sinérgicas en su efecto general combinado.

En una modalidad, el 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o el aditivo 2,2-metilenbis[4-metil-6-(a-metilciclohexil) fenol] usado en la presente invención se usa en combinación con al menos un antioxidante libre de cenizas seleccionado entre fenoles impedidos diferentes de la presente invención y diarilaminas. En una modalidad, la composición lubricante de la invención comprende menos del 0,3 % en peso de un antioxidante de diarilamina; y en algunas modalidades la composición lubricante de la invención está libre o sustancialmente libre de (es decir, menos del 0,03 % en peso) de un antioxidante diarilamina. En determinadas modalidades, el antioxidante de fenol acoplado al alquileno de la tecnología descrita comprende al menos el 67 por ciento en peso de la cantidad total de antioxidantes sin cenizas (es decir, distintos de los que contienen metales) de la composición. En otras modalidades, la cantidad de antioxidante de fenol acoplado al alquileno puede ser 75-100%, o 80-100 %, o 90-100 %, o 95-100 %, o 95-99,5 %, o 95-1 % de los antioxidantes sin cenizas totales. Cualquier otro antioxidante sin cenizas (por ejemplo, antioxidantes amínicos, antioxidantes que contienen azufre u otros antioxidantes fenólicos), serán las cantidades complementarias para igualar el 100 % y pueden ser, por ejemplo, del 0,5 al 25 %. En determinadas modalidades estarán ausentes o sustancialmente ausentes, por ejemplo, 0 o cerca de 0 %. Como referencia, ciertos materiales que contienen metales tales como dialquilditiofosfatos de zinc pueden impartir algún rendimiento antioxidante, pero no son materiales sin cenizas o libres de metales y no deben contarse como tales.

Los mejoradores de la viscosidad (que también se denominan a veces mejoradores del índice de viscosidad o modificadores de la viscosidad) pueden incluirse en las composiciones de esta invención. Los mejoradores de la viscosidad son usualmente polímeros, que incluyen poliisobutenos, poli(met)acrilatos (PMA) y ésteres de ácido poli(met)acrílico, polímeros de dieno hidrogenado, polialquilestirenos, copolímeros esterificados de estirenoanhídrido maleico, copolímeros de alquenilareno hidrogenado-dieno conjugado y poliolefinas. Los PMA se preparan a partir de mezclas de monómeros de metacrilato que tienen diferentes grupos alquilo. Los grupos alquilo pueden ser grupos de cadena lineal o ramificada que contienen de 1 a 18 átomos de carbono. La mayoría de los PMA son modificadores de la viscosidad, así como depresores del punto de fluidez.

Los mejoradores de la viscosidad multifuncionales, que también tienen propiedades dispersantes y/o antioxidantes, se conocen y pueden usarse opcionalmente. Los modificadores de la viscosidad del dispersante (DVM) son un ejemplo de tales aditivos multifuncionales. Los DVM se preparan típicamente mediante la copolimerización de una pequeña cantidad de un monómero que contiene nitrógeno con metacrilatos de alquilo, lo que da como resultado un aditivo con alguna combinación de dispersión, modificación de la viscosidad, depresión del punto de fluidez y dispersión. La piridina de vinilo, la pirrolidona de N-vinilo y el metacrilato de N, N'-dimetilaminoetilo son ejemplos de monómeros que contienen nitrógeno. Los poliacrilatos que se obtienen de la polimerización o copolimerización de uno o más acrilatos de alquilo también son útiles como modificadores de la viscosidad.

Los modificadores de la viscosidad del dispersante pueden incluir poliolefinas funcionalizadas, por ejemplo, copolímeros de etileno-propileno que se funcionalizan con un agente acilante tal como anhídrido maleico y una amina; polimetacrilatos funcionalizados con una amina, o copolímeros de anhídrido maleico-estireno que reaccionan con una amina. Una descripción más detallada de modificadores de la viscosidad del dispersante se describe en la publicación internacional WO2006/015130 o las patentes de Estados Unidos 4,863,623; 6,107,257; 6,107,258; y 6,117,825. En una modalidad el modificador de la viscosidad del dispersante puede incluir los que se describen en la patente de los Estados Unidos 4,863,623 (ver la columna 2, línea 15 a la columna 3, línea 52) o en la publicación internacional WO2006/015130 (ver la página 2, párrafo [0008] y se describen ejemplos preparativos en los párrafos [0065] al [0073]).

En una modalidad, la composición lubricante de la invención comprende además un modificador de la viscosidad del dispersante. El modificador de la viscosidad del dispersante puede estar presente en 0 % en peso a 15 % en peso, 0 % en peso a 10 % en peso, o 0,05 % en peso a 5 % en peso, o 0,2 % en peso a 2 % en peso de la composición lubricante.

En determinadas modalidades, el dispersante o modificador de la viscosidad del dispersante comprende un polímero funcionalizado con un cierto tipo de amina. La amina usada para el dispersante polimérico puede ser una amina que tenga al menos 2 o al menos 3 o al menos 4 grupos aromáticos, por ejemplo, 4 a 10 o 4 a 8 o 4 a 6 grupos aromáticos, y al menos un grupo amino primario o secundario o, alternativamente, al menos un grupo amino secundario. En algunas modalidades, la amina comprende un grupo amino primario y al menos uno secundario. En determinadas modalidades, la amina comprende al menos 4 grupos aromáticos y al menos 2 grupos amino secundarios o terciarios.

Otro aditivo es un agente antidesgaste. Los ejemplos de agentes antidesgaste incluyen agentes antidesgaste/de extrema presión que contienen fósforo tales como tiofosfatos metálicos, ésteres de ácido fosfórico y sus sales, ácidos carboxílicos, ésteres, éteres y amidas que contienen fósforo; y fosfitos. En ciertas modalidades, un agente antidesgaste de fósforo puede estar presente en una cantidad para suministrar 0,01 a 0,2 o 0,015 a 0,15 o 0,02 a 0,1 o 0,025 a 0,08 por ciento en peso de fósforo. A menudo, el agente antidesgaste es un dialquilditiofosfato de zinc (ZDP). Para un ZDP típico, que puede contener 11 por ciento de P (que se calcula sobre una base libre de aceite), las cantidades adecuadas pueden incluir 0,09 a 0,82 por ciento en peso. Los agentes antidesgaste que no contienen fósforo incluyen los ésteres de borato (que incluye epóxidos borados), los compuestos de ditiocarbamato, los compuestos que contienen molibdeno, y las olefinas sulfuradas.

Otros aditivos que pueden usarse opcionalmente en aceites lubricantes incluyen agentes que reducen el punto de fluidez, agentes de extrema presión, estabilizadores del color y agentes antiespuma. También se pueden incluir uno o más detergentes que contienen metales, como se describió anteriormente.

Los aditivos de aceite lubricante anteriores se pueden añadir directamente al aceite base para formar la composición de aceite lubricante. En una modalidad, sin embargo, uno o más de los aditivos se puede diluir con un diluyente orgánico sustancialmente inerte, normalmente líquido, tal como aceite mineral, aceite sintético, nafta, alquilados (por ejemplo, alquilo C¹⁰-C¹³) benceno, tolueno alquilado o xileno alquilado para formar un concentrado de aditivos. Estos concentrados pueden contener de 1 a 99 por ciento en peso y, en una modalidad, de 10 a 90 por ciento en peso de tal diluyente. Los concentrados se pueden añadir al aceite base para formar la composición de aceite lubricante.

En algunas modalidades, las composiciones lubricantes de la presente invención comprenden al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en agentes antidesgaste que no contienen fósforo, dispersantes sin cenizas, antioxidantes, modificadores de la fricción, ditiofosfatos de zinc e inhibidores de la corrosión.

Las composiciones lubricantes de la presente invención pueden tener un TBN total de más de 6, por ejemplo, un TBN de al menos 7, 8, 9, 10 o más, y opcionalmente hasta un TBN de 25, hasta 18 o hasta 13. En otras modalidades más, las composiciones lubricantes de la presente invención también tienen un contenido de cenizas sulfatadas de menos de 1,5, 1,3 o 1,0 por ciento en peso y, en algunas modalidades, al menos 0,1 por ciento.

Las composiciones lubricantes de la presente invención pueden tener un contenido de nitrógeno de menos de 0,4 o 0,3 por ciento en peso y/o un contenido de jabón de menos de 5 o 3 por ciento en peso y, en algunas modalidades, pueden tener un contenido de nitrógeno de al menos 0,01 por ciento en peso y/o un contenido de jabón de al menos 0,1 por ciento en peso.

En diferentes modalidades, la composición lubricante puede tener una composición como se describió en la siguiente tabla:

Aplicación Industrial

Generalmente, el lubricante se agrega al sistema de lubricación del motor de combustión interna, que luego entrega la composición lubricante a las partes críticas del motor, durante su operación, que requieren lubricación.

Las composiciones lubricantes descritas anteriormente se pueden usar en un motor de combustión interna. Los componentes del motor pueden tener una superficie de acero o aluminio (típicamente una superficie de acero) y también pueden estar recubiertos, por ejemplo, con un recubrimiento de carbono tipo diamante (DLC).

Una superficie de aluminio puede estar compuesta por una aleación de aluminio que puede ser una aleación de aluminio eutéctica o hipereutéctica (como las derivadas de silicatos de aluminio, óxidos de aluminio u otros materiales cerámicos). La superficie de aluminio puede estar presente en un orificio de cilindro, bloque de cilindro o anillo de pistón que tiene una aleación de aluminio o un compuesto de aluminio.

El motor de combustión interna puede o no tener un sistema de Recirculación de Gases de Escape. El motor de combustión interna puede estar equipado con un sistema de control de emisiones o un turbocompresor. Ejemplos del sistema de control de emisiones incluyen filtros de partículas diésel (DPF), o sistemas que emplean reducción catalítica selectiva (SCR).

El motor de combustión interna o motor diésel de la presente invención es distinto de la turbina de gas. En un motor de combustión interna, los eventos de combustión individuales se traducen de una fuerza recíproca lineal en un par de rotación a través de la biela y el cigüeñal. Por el contrario, en una turbina de gas (también puede denominarse motor a reacción) hay un proceso de combustión continuo que genera un par de rotación continuamente sin traslación y también puede desarrollar empuje en la salida de escape. Estas diferencias dan como resultado que las condiciones de funcionamiento de una turbina de gas y un motor de combustión interna sean diferentes entornos operativos y tensiones.

La composición lubricante para un motor de combustión interna puede ser adecuada para cualquier lubricante de motor independientemente del contenido de azufre, fósforo o cenizas sulfatadas (AST^mD-874). El contenido de azufre del aceite lubricante del motor puede ser de 1 % en peso o menos, de 0,8 % en peso o menos, de 0,5 % en peso o menos, o de 0,3 % en peso o menos. En una modalidad el contenido de azufre puede estar en el intervalo de 0,001 % en peso a 0,5 % en peso, o de 0,01 % en peso a 0,3 % en peso. El contenido de fósforo puede ser de 0,2 % en peso o menos, de 0,12 % en peso o menos, de 0,1 % en peso o menos, de 0,085 % en peso o menos, de 0,08 % en peso o menos, o incluso de 0,06 % en peso o menos, de 0,055 % en peso o menos, o de 0,05 % en peso o menos. En una modalidad el contenido de fósforo puede ser de 100 ppm a 1000 ppm, o de 200 ppm a 600 ppm. El contenido de cenizas sulfatadas puede ser de 2 % en peso o menos, o de 1,5 % en peso o menos, o de 1,1 % en peso o menos, o de 1 % en peso o menos, o de 0,8 % en peso o menos, o de 0,5 % en peso o menos, o de 0,4 % en peso o menos. En una modalidad el contenido de cenizas sulfatadas puede ser de 0,05 % en peso a 0,9 % en peso, o de 0,1 % en peso a 0,2 % en peso o de 0,45 % en peso.

En una modalidad, la composición lubricante puede ser un aceite de motor, en donde la composición lubricante puede caracterizarse por tener al menos uno de (i) un contenido de azufre de 0,5 % en peso o menos, (ii) un contenido de fósforo de 0,1 % en peso o menos, (iii) un contenido de cenizas sulfatadas de 1,5 % en peso o menos, o sus combinaciones.

Modalidad específica

La invención se ilustrará adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que presentan modalidades particularmente ventajosas. Si bien los ejemplos se proporcionan para ilustrar la invención, no están destinados a limitarla.

Los fenoles acoplados se usan adquiridos de Sigma-Aldrich. El aditivo A (ADD A) es 2,2'-Metilenbis[4-metil-6-tbutilfenol]; el aditivo B (ADD B) es 2,2'-Metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol]; el aditivo C (ADD C) es 2,2-metilenbis [4-metil-6-[a-metilciclohexil) fenol]. El aditivo comparativo D (ADD D) es 4,4'-metilen-bis (2,6-di-t-butilfenol).

Composiciones lubricantes

Se prepara una serie de lubricantes de motor 15W-40 en aceite base de viscosidad lubricante del Grupo II que contiene los aditivos descritos anteriormente, así como aditivos convencionales que incluyen modificador de viscosidad polimérico, dispersante de succinimida sin cenizas, detergentes sobrebasificados, antioxidantes (combinación de éster fenólico y diarilamina), dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), así como otros aditivos de rendimiento como se indica a continuación (Tabla 1). Los contenidos de fósforo, azufre y cenizas de cada uno de los ejemplos también se presentan en la tabla en parte para mostrar que cada ejemplo tiene una cantidad similar de estos materiales y así proporcionar una comparación adecuada entre los ejemplos comparativo y de la invención.

Tabla 1 - Formulaciones de Composición de Aceite Lubricante1

Pruebas

Los ejemplos de composición de aceite lubricante resumidos en la Tabla 1 se evalúan tanto para la resistencia a la oxidación como para la resistencia a la corrosión por plomo (Tabla 2) en presencia de biodiésel. La resistencia a la corrosión se evalúa mediante la adición de éster metílico de soja (s Me ) (5 % en peso) a las composiciones lubricantes y siguiendo la norma ASTM D6594, el método de prueba estándar para la evaluación de la corrosividad del aceite de motor diésel. La estabilidad oxidativa se evalúa mediante calorimetría de barrido diferencial de presión (PDSC), usando la prueba estándar industrial CECL85 para el tiempo de inducción de oxidación. En esta prueba, se mide una muestra en una celda que se presuriza con aire a 690 kPa (100 psi) y se mantiene a 210 °C hasta que se detecta un evento de oxidación mediante el flujo de calor. Se informa el tiempo de inducción de oxidación, en minutos. Los tiempos más largos son mejores.

Tabla 2 - Pruebas de Oxidación y Corrosión

Los resultados muestran que los antioxidantes convencionales pueden proporcionar la estabilidad oxidativa deseada, pero la corrosión del plomo es muy alta. La adición de antioxidante fenólico suplementario (EJ2) o bisfenol acoplado a 4,4 '(EJ3) muestra una ligera mejora en la corrosión del plomo. Por el contrario, la adición de 0,5 % en peso del fenol acoplado con 2,2 'dio como resultado una corrosión del plomo (Pb) notablemente mejorada con una pequeña disminución en el tiempo de inducción de oxidación. A igual cantidad de antioxidante total (EJ5) con 2,2'-bisfenol resultó tanto en un tiempo de inducción de oxidación mejorado como en una disminución del 60 % en la corrosión por Pb. Asimismo, el análogo de etilo (EJ6) y el material con grupos metilciclohexilo (EJ7) también muestran una mejor corrosión por Pb en un inicio de oxidación comparable. El ejemplo 8, en el que el aditivo descrito es el único antioxidante, proporciona una corrosión por plomo muy baja.

La cantidad de cada componente químico descrito se presenta mediante la exclusión de cualquier disolvente o aceite diluyente, que puede estar presente habitualmente en el material comercial, es decir, sobre una base química activa, a menos que se indique de cualquier otra manera. Sin embargo, a menos que se indique de otra manera, cada producto químico o composición referida en la presente descripción debe interpretarse como un material de calidad comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros tales materiales similares que normalmente se entiende que están presentes en la calidad comercial.

Como se usa en la presente descripción, el término "sustituyente hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" se usa en su sentido ordinario, que se conoce bien por los expertos en la técnica. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono que se une directamente al resto de la molécula y que tiene un carácter predominantemente de hidrocarburo. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen: sustituyentes hidrocarbonados, es decir, sustituyentes alifáticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alicíclicos (por ejemplo, cicloalquilo, cicloalquenilo) y sustituyentes aromáticos, alifáticos y alicíclicos sustituidos, así como sustituyentes cíclicos en donde el anillo se completa a través de otra porción de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes juntos forman un anillo);

sustituyentes hidrocarburos sustituidos, es decir, sustituyentes que contienen grupos no hidrocarburos que, en el contexto de esta invención, no alteran la naturaleza predominantemente de hidrocarburo del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y flúor), hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi); heteros sustituyentes, es decir, sustituyentes que, aunque tienen un carácter predominantemente de hidrocarburo, en el contexto de la presente invención, contienen otro carbono en un anillo o cadena compuesta de cualquier otra manera por átomos de carbono y abarcan sustituyentes como piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno y nitrógeno. En general, no estarán presentes más de dos, o no más de uno, sustituyentes no hidrocarbonados por cada diez átomos de carbono en el grupo; alternativamente, puede que no haya sustituyentes que no sean hidrocarburos en el grupo hidrocarbilo.

Por tanto, un grupo hidrocarbilo que está sustituido con un grupo éster todavía se caracterizará como un grupo hidrocarbilo si se cumplen las características anteriores. Como ejemplo, un grupo hidrocarbilo sustituido con éster puede estar representado por la fórmula -RC(O)OR4 donde R es un grupo alquileno y R4 es un grupo alquilo C¹a C¹², por ejemplo, un C⁴a Ce grupo alquilo; tal grupo puede considerarse un grupo hidrocarbilo.

Se conoce que algunos de los materiales descritos anteriormente pueden interactuar en la formulación final, de modo que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los que se agregan inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moléculas. Los productos que se forman de esta manera, que incluyen los productos que se forman tras emplear la composición de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una descripción fácil.

La mención de cualquier documento no es una admisión de que tal documento califica como estado de la técnica o constituye el conocimiento general del experto en cualquier jurisdicción. Debe entenderse que los límites superior e inferior de cantidad, intervalo y relación que se establecen en la presente descripción pueden combinarse independientemente. De manera similar, los intervalos y las cantidades para cada elemento de la invención pueden usarse junto con los intervalos o las cantidades para cualquiera de los otros elementos. Como se usa en la presente descripción, la expresión "que consiste esencialmente en" permite la inclusión de sustancias que no afectan materialmente a las características básicas y novedosas de la composición bajo consideración.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Uso de 2,2'-metilenbis[4-metil-6-t-butilfenol], 2,2'-metilenbis[4-etil-6-t-butilfenol] o 2,2-metilenbis[4-metil-6-(ametilciclohexil)fenol] en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso en una composición de aceite lubricante que comprende además un aceite de viscosidad lubricante y que contiene o está contaminado con al menos 0,1 % en peso de un combustible biodiésel, basado en el peso total de la composición de aceite lubricante, para reducir la corrosión por plomo de un motor diésel.

El uso de la reivindicación 1, en donde la composición comprende además un detergente que contiene metal. El uso de la reivindicación 2, en donde el detergente que contiene metales comprende un detergente de salicilato de calcio sobrebasificado.

4. Una composición de aceite lubricante que contiene o está contaminada con al menos 0,1 % en peso de un combustible biodiésel, basado en el peso total de la composición de aceite lubricante, dicha composición lubricante comprende además un aceite de viscosidad lubricante y 0,1 a 3 % en peso de 2,2-metilenbis[4-metil-6-(a-metilciclohexil) fenol].

La composición de aceite lubricante de la reivindicación 4, en donde la composición comprende además un detergente que contiene metal.

6. La composición de aceite lubricante de la reivindicación 5, en donde el detergente que contiene metal comprende un detergente de salicilato de calcio sobrebasificado.