ES2908103T3

ES2908103T3 - Modificadores de fricción orgánicos novedosos

Info

Publication number: ES2908103T3
Application number: ES16759376T
Authority: ES
Inventors: Haibo Zhao
Original assignee: Huntsman Petrochemical LLC
Current assignee: Huntsman Petrochemical LLC
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: EP3265546A1; EP3265546B1; WO2016140998A1; AU2016226303B2; CN107207982B; PL3265546T3; US20180023020A1; CA2973379A1; CA2973379C; US10414998B2; AU2016226303A1; JP2018507285A; JP6669760B2; MX2017011143A; EP3265546A4; CN107207982A

Abstract

Uso de un modificador de fricción orgánico que comprende un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila para reducir las propiedades de fricción de una composición lubricante no acuosa mediante la adición del modificador de fricción orgánico en una cantidad del 0,0001 al 20% en peso con respecto al peso total de la composición lubricante no acuosa, en el que la poliéter amina hidrófila se selecciona del grupo que consiste en una poliéter monoamina de fórmula (1a) **(Ver fórmula)** en la que Y es hidrógeno o metilo, Z es un grupo alquilo C1-C40, y w es un número entero desde 1 hasta 100; una poliéter diamina de fórmula (4) **(Ver fórmula)** en la que e es un número entero desde 2 hasta 40, y d y f son independientemente números enteros desde 1 hasta 10; y una poliéter triamina de fórmula (6) **(Ver fórmula)** en la que R1 es hidrógeno, metilo o etilo, n es un número entero de 0 ó 1, y h, i y j son independientemente números enteros desde 1 hasta 100.

Description

DESCRIPCIÓN

Modificadores de fricción orgánicos novedosos

Campo de la invención

La presente divulgación se refiere al uso de un modificador de fricción orgánico que comprende un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila para reducir las propiedades de fricción de una composición lubricante no acuosa.

Antecedentes

Para garantizar un buen funcionamiento de los motores, los aceites para motores desempeñan un papel importante en la lubricación de una variedad de piezas deslizantes en el motor, por ejemplo, anillos de pistón/camisas de cilindro, cojinetes de cigüeñales y bielas, mecanismos de válvula incluyendo levas y elevadores de válvulas, y similares. Los aceites para motores también pueden desempeñar un papel en el enfriamiento del interior de un motor y en la dispersión de los productos de combustión. Posibles funciones adicionales de los aceites para motores pueden incluir la prevención o reducción de la oxidación y la corrosión.

La principal consideración para los aceites para motores es prevenir el desgaste y el gripado de las piezas en el motor. Las piezas del motor lubricadas se encuentran en su mayoría en un estado de lubricación fluida, pero es probable que los sistemas de válvulas y los puntos muertos superior e inferior de los pistones se encuentren en un estado de lubricación límite y/o por película delgada. La fricción entre estas piezas en el motor puede provocar pérdidas de energía significativas y, por tanto, reducir la eficiencia del combustible.

Con el fin de mejorar la eficiencia del combustible, debe reducirse la fricción entre las piezas del motor. La fricción por película delgada es la fricción generada por un fluido, tal como un lubricante, que se mueve entre dos superficies cuando la distancia entre las dos superficies es muy pequeña. Se sabe que algunos aditivos presentes normalmente en aceites para motores forman películas de diferentes grosores que pueden tener un efecto sobre la fricción por película delgada. Se sabe que algunos aditivos, tales como el dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), aumentan la fricción por película delgada. Aunque tales aditivos pueden ser necesarios por otros motivos, tales como proteger las piezas del motor, el aumento de la fricción por película delgada provocada por tales aditivos puede ser perjudicial. Se han utilizado modificadores de fricción tanto inorgánicos como orgánicos para ayudar a reducir la fricción por película delgada y mejorar la lubricación del motor. Por ejemplo:

las patentes estadounidenses n.os 5885942, 5866520, 5114603, 4957651 y 4683069 y las solicitudes publicadas WO 2011/107739, US 2012/0129743 y US 2014/0179571 dan a conocer monooleato de glicerol (GMO) y su uso como modificador de fricción para composiciones lubricantes;

el documento WO2013/176725 da a conocer modificadores de fricción a base de metales, tales como modificadores de fricción de organomolibdeno, combinados con ésteres alquílicos de cadena corta de ácidos hidroxicarboxílicos y su uso en composiciones lubricantes;

el documento WO2012/162282 da a conocer modificadores de fricción que tienen uno o más grupos funcionales amida;

el documento WO2012/162027 da a conocer una sal de amina de un fosfato de hidrocarbilo, un tiofosfato de hidrocarbilo, un ditiofosfato de hidrocarbilo o combinaciones de los mismos y su uso como modificador de fricción; el documento WO2012/071185 da a conocer una composición de modificador de fricción que contiene: a) un producto de reacción de amino-alcohol preparado mediante la isomerización de una alfa-olefina normal C¹²-C³⁰usando al menos uno de un catalizador sólido o líquido para formar una olefina interna; la epoxidación de dicha olefina; y la reacción con una mono o dihidroxihidrocarbilamina y b) un éster de glicerol y un ácido carboxílico C¹²-²²que contiene de 0 a 3 dobles enlaces;

el documento EP0884378 da a conocer salicilatos metálicos sustituidos con grupos de hidrocarburos de cadena que tienen capacidad de reducción de la fricción;

el documento EP0389273 da a conocer un derivado de succinimida de cadena larga y una amida de cadena larga que se describe que tienen propiedades de reducción de la fricción superiores;

el documento US 2011/0028364 da a conocer modificadores de fricción de succinamida sustituida con alquenilo y su uso en composiciones lubricantes para reducir la fricción;

el documento US 3806456 A da a conocer composiciones lubricantes que comprenden una composición con nitrógeno acilado soluble en aceite, que ejemplifica productos de reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y polioxipropilendiamina/polioxialquilentriaminas de diversos pesos moleculares, aplicadas como desemulsionantes; el documento US 7928044 B2 da a conocer terpolímeros de anhídrido poliisobutilenmaleico modificados con una poliéter diamina alifática diseñada para controlar el aumento de viscosidad;

el documento US 2008/0103076 A1 da a conocer aditivos preparados mediante la reacción de poli-PIBSA y triazinas etoxiladas para su uso en composiciones oleosas lubricantes con el fin de controlar el aumento de viscosidad; y el documento EP 0452004 A2 da a conocer dispersantes basados en polialcoxiaminas aciladas.

El documento US 5872082 A da a conocer PIBSA aminados como modificadores de fricción diseñados para aumentar la fricción.

Dadas las crecientes demandas de ahorro de combustible impuestas a los motores, sigue existiendo la necesidad de mejorar adicionalmente la reducción de la fricción y el ahorro de combustible de motores de combustión interna que utilizan composiciones lubricantes. Por tanto, es deseable mejorar el rendimiento de reducción de la fricción de modificadores de fricción conocidos, tales como monooleato de glicerol, que se han usado habitualmente en la técnica.

Sumario

La presente divulgación se refiere al uso de un modificador de fricción orgánico que comprende un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila según la reivindicación 1. El modificador de fricción también puede combinarse con un aceite base para formar una composición lubricante no acuosa para su uso en la lubricación de un motor.

Descripción detallada

Si aparece en el presente documento, no se pretende que el término “que comprende” y derivados del mismo excluyan la presencia de cualquier componente, etapa o procedimiento adicional, se dé a conocer o no en el presente documento. Con el fin de evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas en el presente documento a través del uso del término “que comprende” pueden incluir cualquier aditivo, adyuvante o compuesto adicional, a menos que se indique lo contrario. En cambio, el término “que consiste esencialmente en”, si aparece en el presente documento, excluye del alcance de cualquier enumeración posterior cualquier otro componente, etapa o procedimiento, exceptuando aquellos que no son esenciales para la operatividad, y el término “que consiste en”, si se usa, excluye cualquier componente, etapa o procedimiento no definido o enumerado específicamente. El término “o”, a menos que se indique lo contrario, se refiere a los elementos enumerados individualmente así como en cualquier combinación.

Los artículos “un/o” y “una” se usan en el presente documento para referirse a uno o a más de uno (es decir, a al menos uno) del objeto gramatical del artículo.

El término “alquilo” se refiere a un grupo derivado de un hidrocarburo alifático e incluye un grupo lineal, ramificado o cíclico, que puede estar sustituido o no sustituido.

El término “hidroxilo” se refiere a un grupo -OH.

En general, las expresiones “en una realización”, “según una realización” y similares significan que el rasgo distintivo, la estructura o característica tras la expresión se incluye en al menos una realización de la presente divulgación, y puede incluirse en más de una realización de la presente divulgación. De manera importante, tales expresiones no se refieren necesariamente a la misma realización.

Si la memoria descriptiva indica que un componente o rasgo distintivo “puede” o “podría” incluir o tener una característica, no es necesario que ese componente o rasgo distintivo particular incluya o tenga la característica. La presente divulgación proporciona generalmente el uso de un modificador de fricción orgánico que comprende un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila para reducir las propiedades de fricción de una composición lubricante no acuosa según la reivindicación 1. Se ha descubierto sorprendentemente que la composición lubricante no acuosa que contiene los modificadores de fricción orgánicos tal como se define en la reivindicación 1 presentan propiedades de fricción límite y/o por película delgada significativamente menores que las composiciones lubricantes no acuosas que no contienen los modificadores de fricción orgánicos de la presente divulgación. Por tanto, los modificadores de fricción orgánicos tal como se define en la reivindicación 1, cuando se añaden a una composición lubricante no acuosa y se aplican a las piezas deslizantes de un motor, proporcionarán una mejora en la reducción de la fricción y ahorro de combustible para el motor.

El modificador de fricción orgánico de la presente divulgación es un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila.

Los anhídridos poliisobutilensuccínicos de la presente divulgación se conocen bien en la técnica y pueden prepararse mediante varios métodos conocidos que incluyen generalmente la reacción de poliisobuteno y ácido maleico, anhídrido maleico o mezclas de los mismos (denominado a continuación en el presente documento “reactante maleico”). Según una realización, un método para preparar el anhídrido poliisobutilensuccínico se ilustra, en parte, en la patente estadounidense n.° 3.219.666, que se incorpora expresamente en el presente documento como referencia por sus enseñanzas en cuanto a la preparación de anhídridos poliisobutilensuccínicos. Este método se designa de manera conveniente como “procedimiento de dos etapas”. En primer lugar, implica la cloración del poliisobuteno hasta que haya un promedio de al menos aproximadamente un grupo cloro para cada peso molecular de poliisobuteno. La cloración implica poner en contacto el poliisobuteno con gas de cloro hasta que se incorpore la cantidad deseada de cloro en el poliisobuteno clorado. La cloración se lleva a cabo generalmente a una temperatura de aproximadamente 75°C a aproximadamente 125°C. Si se usa un diluyente en el procedimiento de cloración, debe ser uno que por sí mismo no esté sujeto fácilmente a cloración adicional. Alcanos y bencenos poli- y per-clorados y/o fluorados son ejemplos de diluyentes adecuados. La segunda etapa en el procedimiento de cloración de dos etapas es hacer reaccionar el poliisobuteno clorado con el reactante maleico a una temperatura habitualmente dentro del intervalo de aproximadamente 100°C a aproximadamente 200°C. La razón molar de poliisobuteno clorado con respecto a reactante maleico es habitualmente de aproximadamente 1:1. Sin embargo, puede usarse un exceso estequiométrico de reactante maleico, por ejemplo, una razón molar de poliisobuteno clorado con respecto a reactante maleico de aproximadamente 1:2. Si se introduce un promedio de más de aproximadamente un grupo cloro por molécula de poliisobuteno durante la etapa de cloración, entonces pueden reaccionar más de un mol de reactante maleico por molécula de poliisobuteno clorado. Debido a estas situaciones, es mejor describir la razón de polialqueno clorado con respecto a reactante maleico en cuanto de equivalentes (un peso equivalente de poliisobuteno clorado es el peso correspondiente al peso molecular promedio en número dividido entre el número promedio de grupos cloro por molécula de poliisobuteno clorado, mientras que el peso equivalente de un reactante maleico es su peso molecular). Por tanto, la razón de poliisobuteno clorado con respecto a reactante maleico será normalmente tal que proporcione de aproximadamente un equivalente de reactante maleico por cada mol de poliisobuteno clorado a aproximadamente un equivalente de reactante maleico por cada equivalente de polialqueno clorado, entendiendo que normalmente es deseable proporcionar un exceso de reactante maleico; por ejemplo, un exceso de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 25% en peso. El reactante maleico en exceso sin reaccionar puede separarse del producto de reacción, habitualmente a vacío.

Otro método para preparar anhídridos poliisobutilensuccínicos utiliza un procedimiento descrito en la patente estadounidense n.° 3.912.764 y en la patente británica n.° 1.440.219. Según este procedimiento, en primer lugar se hacen reaccionar el poliisobuteno y el reactante maleico calentándolos juntos en un procedimiento de “alquilación directa”. Una vez completada la etapa de alquilación directa, se introduce cloro en la mezcla de reacción para fomentar la reacción de los reactantes maleicos sin reaccionar restantes. Se usan de 0,3 moles a 2 o más moles de reactante maleico en la reacción por cada mol de poliisobuteno. La etapa de alquilación directa puede llevarse a cabo a temperaturas de aproximadamente 180°C a aproximadamente 250°C. Durante la etapa de introducción de cloro, puede emplearse una temperatura de aproximadamente 160°C a aproximadamente 225°C.

Un método adicional para preparar anhídridos poliisobutilensuccínicos se denomina “procedimiento de una etapa”. Este procedimiento se describe en las patentes estadounidenses n.os 3.215.707 y 3.231.587. El procedimiento de una etapa implica preparar una mezcla del poliisobuteno y el reactante maleico que contiene las cantidades necesarias de ambos para proporcionar el anhídrido poliisobutilensuccínico deseado, y en la mayoría de las realizaciones, esto significa que debe haber al menos 1,3 moles de reactante maleico por cada mol de poliisobuteno. Luego se introduce cloro en la mezcla, habitualmente haciendo pasar gas de cloro a través de la mezcla con agitación, mientras se mantiene una temperatura de al menos aproximadamente 140°C. Habitualmente, cuando el poliisobuteno es suficientemente fluido a 140°C y superior, no es necesario utilizar un disolvente/diluyente adicional sustancialmente inerte, normalmente líquido, en el procedimiento de una etapa. Sin embargo, tal como se explicó anteriormente, si se emplea un disolvente/diluyente, puede ser uno que resista la cloración. De nuevo, pueden usarse alcanos, cicloalcanos y bencenos poli- y per-clorados y/o fluorados para este propósito.

El cloro puede introducirse de manera continua o intermitente durante el procedimiento de una etapa. La tasa de introducción del cloro no es crítica, aunque, para una utilización máxima del cloro, la tasa deber ser aproximadamente la misma que la tasa de consumo de cloro en el transcurso de la reacción. Cuando la tasa de introducción de cloro supera la tasa de consumo, se desprende cloro a partir de la mezcla de reacción. A menudo, es ventajoso usar un sistema cerrado, que incluya presión superatmosférica, con el fin de prevenir la pérdida de cloro para maximizar la utilización de cloro. La temperatura mínima a la que tiene lugar la reacción en el procedimiento de una etapa a una velocidad razonable es de aproximadamente 140°C. Por tanto, la temperatura mínima a la que normalmente se lleva a cabo el procedimiento es próxima a aproximadamente 140°C. En una realización, el intervalo de temperatura puede ser de entre aproximadamente 160°C y aproximadamente 220°C. Pueden usarse mayores temperaturas, tales como 250°C o incluso superiores, pero habitualmente con pocas ventajas. De hecho, las temperaturas superiores a 220°C suelen ser desventajosas porque tienden a “agrietar” el poliisobuteno (es decir, reducir su peso molecular por degradación térmica) y/o descomponer el reactante maleico.

Por este motivo, normalmente no se superan temperaturas máximas de aproximadamente 200°C a aproximadamente 210°C.

En una realización particular, puede producirse un anhídrido poliisobutilensuccínico con bajo contenido en cloro usando un poliisobuteno que tiene al menos el 45% en moles y, en otras realizaciones, al menos el 70% en moles y, en realizaciones adicionales, al menos el 80% en moles de unidades terminales de vinilideno que permiten que el poliisobuteno reaccione más fácilmente con el reactante maleico y reducen o eliminan la cantidad de cloro necesaria durante la reacción. Los ejemplos de estos tipos de poliisobutenos incluyen el poliisobuteno Glissopal® 1000 disponible de BASF y TPC 595 disponible de Texas Petroleum Company. En la patente estadounidense n.° 5.241.003 y en la columna 2 en la patente estadounidense n.° 4.152.499 se proporcionan ejemplos adicionales de estos tipos de poliisobutenos. Según otra realización, el poliisobuteno puede tener un peso molecular promedio en número de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000.

En algunas realizaciones, el reactante maleico usado en la preparación del anhídrido poliisobutilensuccínico puede contener pequeñas porciones de impurezas, pero se prefiere que sea puro para evitar la adición de cuerpos coloreados al anhídrido poliisobutilensuccínico. Tal como se indicó anteriormente, la razón molar de reactante maleico con respecto a poliisobuteno puede variar ampliamente. Por ejemplo, la razón molar de reactante maleico con respecto a poliisobuteno puede variar desde 10:1 hasta 1:5, con algunas realizaciones que oscilan desde una razón molar de reactante maleico con respecto a poliisobuteno de 1:1 hasta 6:1. En la mayoría de las realizaciones, el reactante maleico se usa en exceso estequiométrico, por ejemplo, de 1,1 a 3 moles de reactante maleico por mol de poliisobuteno. El reactante maleico sin reaccionar puede vaporizarse a partir de la mezcla de reacción resultante. La poliéter amina hidrófila se selecciona de las poliéter aminas mono-, di- o tri-funcionales tal como se define en la reivindicación 1. Los métodos para preparar poliéter aminas hidrófilas se conocen bien y pueden encontrarse en, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 3.654.370, 3.832.402 y 4.990.476. En general, estas poliéter aminas hidrófilas pueden producirse mediante la alcoxilación de un alcohol o alquilfenol mono-, di- o tri-funcional con un óxido de alquileno, tal como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas de los mismos, para formar un aducto de óxido de alquileno, y luego la aminación catalítica del aducto de óxido de alquileno en presencia de hidrógeno y amoniaco para formar la poliéter amina. En algunas realizaciones, la poliéter amina hidrófila puede activarse mediante una amina que se somete a alcoxilación y luego a aminación.

Según una realización, la poliéter amina hidrófila es una poliéter monoamina que tiene la fórmula (1a):

en la que Y es hidrógeno o metilo,

Z es un grupo alquilo C¹-C⁴⁰, y

w es un número entero desde 1 hasta 100.

Las poliéter monoaminas disponibles comercialmente incluyen aminas de la serie JEFFAMINE® M y la serie XTJ, incluyendo, pero sin limitarse a, las aminas JEFFAMINE® M-600, M-1000, M-2005, M-2070, XTJ-435 y XTJ-436, disponibles de Huntsman Corporation.

En otra realización, la poliéter amina hidrófila es una poliéter diamina que tiene la fórmula (4):

en la que e es un número entero desde 2 hasta 40, y

d y f son independientemente números enteros desde 1 hasta 10.

Las poliéter diaminas disponibles comercialmente incluyen las aminas JEFFAMINE® D, ED y EDR, incluyendo, pero sin limitarse a, las aminas JEFFAMINE® D-200, D-400, D-2000, D-4000, ED-600, ED-900, ED-20003, EDR-148 y EDR-176, disponibles de Huntsman Corporation.

En aún otra realización, la poliéter amina hidrófila es una poliéter triamina que tiene la fórmula (6):

en la que R1 es hidrógeno, metilo o etilo,

n es un número entero de 0 ó 1, y

h, i y j son independientemente números enteros desde 1 hasta 100.

Las triaminas disponibles comercialmente incluyen las aminas de la serie JEFFAMINE® T, incluyendo, pero sin limitarse a, las aminas JEFFAMINE® T-403, T-3000 y T-5000, disponibles de Huntsman Corporation.

En una realización, los novedosos modificadores de fricción orgánicos de la presente divulgación se forman mediante la reacción del anhídrido poliisobutilensuccínico con la poliéter amina hidrófila en condiciones de reacción adecuadas para formar el modificador de fricción orgánico. Las condiciones de reacción pueden ser las descritas en, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 3.219.666 ó 3.272.746. En una realización particular, se proporciona el anhídrido poliisobutilensuccínico en un recipiente de reacción bajo una atmósfera inerte, tal como nitrógeno o argón. Luego se calienta el anhídrido poliisobutilensuccínico hasta una temperatura elevada por encima de la temperatura ambiente, por ejemplo, desde aproximadamente 70°C hasta aproximadamente 190°C. Luego se añade la poliamina hidrófila al recipiente de reacción mientras se mantiene una atmósfera inerte. La razón molar de anhídrido poliisobutilensuccínico con respecto a grupos amino en la poliéter amina puede oscilar entre aproximadamente 0,5:1 y aproximadamente 10:1 y, en algunas realizaciones, entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 6:1. Después de combinar la poliéter amina y el anhídrido succínico, se agitan los reactantes a una temperatura que oscila entre aproximadamente 70°C y aproximadamente 190°C durante un periodo de tiempo suficiente para que reaccionen sustancialmente todos los reactantes, por ejemplo, desde aproximadamente 1 hora hasta aproximadamente 10 horas o más. Luego puede diluirse opcionalmente el producto de reacción con un aceite para facilitar el procedimiento, enfriarse hasta temperatura ambiente y filtrarse.

Por tanto, en una realización (no forma parte de la invención), el anhídrido poliisobutilensuccínico se hace reaccionar con una poliéter amina hidrófila en condiciones de reacción adecuadas para formar un modificador de fricción orgánico de la siguiente manera:

en la que w es un número entero desde aproximadamente 1 hasta 100, PIB es poliisobutenilo y T1 y T2, en cada aparición, son cada uno independientemente hidrógeno, metilo o etilo.

La presente divulgación también proporciona una composición lubricante no acuosa que contiene un aceite base y el modificador de fricción orgánico de la presente divulgación (no forma parte de la invención). Según una realización, la cantidad total de aceite base incorporado en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación está en una cantidad en el intervalo de desde aproximadamente el 50% en peso hasta aproximadamente el 99% en peso y, en otras realizaciones, desde aproximadamente el 60% en peso hasta aproximadamente el 92% en peso, en todavía otras realizaciones desde aproximadamente el 70% en peso hasta aproximadamente el 90% en peso y, en realizaciones adicionales, desde aproximadamente el 75% en peso hasta aproximadamente el 88% en peso, con respecto al peso total de la composición lubricante no acuosa. La cantidad total del modificador de fricción orgánico incorporado en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación está en una cantidad en el intervalo de desde el 0,0001% en peso hasta el 20% en peso y, en otras realizaciones, desde aproximadamente el 0,001% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, en todavía otras realizaciones desde aproximadamente el 0,01% en peso hasta aproximadamente el 5% en peso y, en realizaciones adicionales, desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 3% en peso, con respecto al peso total de la composición lubricante no acuosa.

No existe ninguna limitaciones particular en cuanto al aceite base que puede usarse en la presente divulgación, y pueden usarse de manera conveniente diversos aceites sintéticos y aceites minerales conocidos convencionales, y mezclas de los mismos.

Los ejemplos de aceites sintéticos incluyen ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos, poliglicoles y alcoholes, polialfa-olefinas, incluyendo polibutenos, alquilbencenos, ésteres orgánicos de ácidos fosfóricos, y aceites de polisilicona. Los aceites sintéticos incluyen aceites de hidrocarburo tales como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas (por ejemplo, polibutilenos, polipropilenos, copolímeros de propileno-isobutileno, etc.); poli(1-hexenos), poli-(1-octenos), poli(1-decenos), etc., y mezclas de los mismos; alquilbencenos (por ejemplo, dodecilbencenos, tetradecilbencenos, di-nonilbencenos, di-(2-etilhexil)bencenos, etc.); polifenilos (por ejemplo, bifenilos, terfenilo, polifenilos alquilados, etc.); difenil éteres alquilados y difenilsulfuros alquilados, y los derivados, análogos y homólogos de los mismos, y similares.

Los polímeros e interpolímeros de óxido de alquileno, y derivados de los mismos, en los que los grupos hidroxilo terminales se han modificado mediante esterificación, eterificación, etc., constituyen otra clase de aceites sintéticos conocidos que puede usarse. Tales aceites se ejemplifican por los aceites preparados a través de polimerización de óxido de etileno u óxido de propileno, los alquil y aril éteres de estos polímeros de polioxialquileno (por ejemplo, metil éter de poliisopropilenglicol que tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 1000, difenil éter de polietilenglicol que tiene un peso molecular de aproximadamente 500-1000, dietil éter de polipropilenglicol que tiene un peso molecular de aproximadamente 1000-1500, etc.) o ésteres mono- y poli-carboxílicos de los mismos, por ejemplo, los ésteres del ácido acético, ésteres de ácidos grasos C3-C8 mixtos o el diéster de oxo-ácido C13 de tetraetilenglicol.

Otra clase de aceites sintéticos que puede usarse incluye los ésteres de ácidos dicarboxílicos (por ejemplo, ácido ftálico, ácido succínico, ácidos alquilsuccínicos, ácidos alquenilsuccínicos, ácido maleico, ácido azelaico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido fumárico, ácido adípico, dímero del ácido linoleico, ácido malónico, ácidos alquilmalónicos, ácidos alquenilmalónicos, etc.) con una variedad de alcoholes (por ejemplo, alcohol butílico, alcohol hexílico, alcohol dodecílico, alcohol 2-etilhexílico, etilenglicol, monoéter de dietilenglicol, propilenglicol, etc.). Los ejemplos específicos de estos ésteres incluyen adipato de dibutilo, sebacato de di(2-etilhexilo), fumarato de di-nhexilo, sebacato de dioctilo, azelato de diisooctilo, azelato de diisodecilo, ftalato de dioctilo, ftalato de didecilo, sebacato de dieicosilo, el diéster 2-etilhexílico del dímero del ácido linoleico, el éster complejo formado mediante la reacción de un mol de ácido sebácico con dos moles de tetraetilenglicol y dos moles de ácido 2-etilhexanoico, y similares.

Los ásteres útiles como aceites sintéticos también incluyen los preparados a partir de ácidos monocarboxílicos C⁵a C¹²y polioles y éteres de poliol tales como neopentilglicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol, etc.

El aceite base puede contener una cantidad menor o mayor de una poli-alfa-olefina (PAO). Normalmente, las polialfa-olefinas se derivan de monómeros que tienen desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 30, o desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 20, o desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 16 átomos de carbono. Los ejemplos de PAO útiles incluyen las derivadas de octeno, deceno, mezclas de los mismos, y similares. Las PAO pueden tener una viscosidad de desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 15 cSt, o desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 12 cSt, o desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8 cSt, a 100°C. Los ejemplos de PAO incluyen poli-alfa-olefinas de 4 cSt a 100°C, poli-alfa-olefinas de 6 cSt a 100°C, y mezclas de las mismas. Pueden usarse mezclas de aceite mineral con las poli-alfa-olefinas anteriores.

El aceite base puede ser un aceite derivado de hidrocarburos sintetizados por Fischer-Tropsch. Los hidrocarburos sintetizados por Fischer-Tropsch se preparan a partir de gas de síntesis que contiene H²y CO usando un catalizador de Fischer-Tropsch. Tales hidrocarburos requieren normalmente un procesamiento adicional con el fin de que sean útiles como aceite base. Por ejemplo, los hidrocarburos pueden someterse a hidroisomerización usando los procedimientos dados a conocer en las patentes estadounidenses n.os 6.103.099 ó 6.180.575; hidrocraqueo e hidroisomerización usando los procedimientos dados a conocer en las patentes estadounidenses n.os 4.943.672 ó 6.096.940; desparafinado usando los procedimientos dados a conocer en la patente estadounidense n.° 5.882.505; o hidroisomerización y desparafinado usando los procedimientos dados a conocer en las patentes estadounidenses n.os 6.013.171; 6.080.301; ó 6.165.949.

En los aceites base pueden usarse aceites sin refinar, refinados y nuevamente refinados, ya sean minerales o sintéticos (así como mezclas de dos o más de cualquiera de estos) del tipo dado conocer en el presente documento. Los aceites sin refinar son los obtenidos directamente a partir de una fuente natural o sintética sin tratamiento de purificación posterior. Por ejemplo, un esquisto bituminoso obtenido directamente a partir de operaciones destilación en autoclave, un aceite de petróleo obtenido directamente a partir de destilación primaria o un aceite de éster obtenido directamente a partir de un procedimiento de esterificación y usado sin tratamiento posterior serían un aceite sin refinar. Los aceites refinados son similares a los aceites sin refinar, excepto que se han tratado posteriormente en una o más etapas de purificación para mejorar una o más propiedades. Muchas de tales técnicas de purificación las conocen los expertos en la técnica, tales como extracción con disolvente, destilación secundaria, extracción con ácido o base, filtración, percolación, etc. Los aceites nuevamente refinados se obtienen mediante procedimientos similares a los usados para obtener aceites refinados, aplicados a aceites refinados que ya se han usado en servicio. Tales aceites nuevamente refinados también se conocen como aceites regenerados o reprocesados y, a menudo, se procesan adicionalmente mediante técnicas dirigidas a la eliminación de los aditivos gastados, los contaminantes y los productos de descomposición del aceite.

Los aceites minerales incluyen aceites de petróleo líquidos y aceites lubricantes minerales tratados con disolvente o tratados con ácido del tipo parafínico, nafténico o mixto parafínico/nafténico que pueden refinarse posteriormente mediante procedimientos de hidrorrefinado y/o desparafinado.

Los aceites base nafténicos tienen un bajo índice de viscosidad (IV) (generalmente de 40-80) y un bajo punto de fluidez. Tales aceites base se producen a partir de materia prima rica en nafteno y con bajo contenido en cera, y se usan principalmente para lubricantes en los que el color y la estabilidad del color son importantes y el IV y la estabilidad frente a la oxidación son de importancia secundaria.

Los aceites base parafínicos tienen un mayor IV (generalmente >95) y un alto punto de fluidez. Estos aceites base se producen a partir de materia prima rica en parafina, y se usan para lubricantes en los que el IV y la estabilidad frente a la oxidación son importantes.

En algunas realizaciones, el aceite base está constituido por aceites minerales y/o aceites sintéticos que contienen más del 80% en peso de saturados y, en otras realizaciones, más del 90% en peso, tal como se mide según la norma ASTM D2007. En otras realizaciones, el aceite base contiene menos del 1,0% en peso y, en todavía otras realizaciones, menos del 0,1% en peso de azufre, calculado como azufre elemental y medido según la norma ASTM D2622, la norma ASTM D4294, la norma ASTM D4927 o la norma ASTM D3120.

Tal como apreciaría fácilmente un experto en la técnica, la viscosidad del aceite base depende de su aplicación. Por consiguiente, la viscosidad de un aceite base para su uso en el presente documento puede oscilar habitualmente entre aproximadamente 2 cSt y aproximadamente 2000 cSt a 100°C. En general, individualmente, los aceites base usados como aceites para motores tendrán un intervalo de viscosidad cinemática a 100°C de aproximadamente 2 cSt a aproximadamente 30 cSt, en algunas realizaciones de aproximadamente 3 cSt a aproximadamente 16 cSt y en otras realizaciones de aproximadamente 4 cSt a aproximadamente 12 cSt, y se seleccionarán o combinarán dependiendo del uso final deseado y los aditivos en el aceite acabado para proporcionar el grado deseado del aceite para motores, por ejemplo, una composición lubricante que tiene un grado de viscosidad SAE de 0W, OW-20, 0W 30, OW-40, OW-50, OW-60, 5W, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W, 1OW-20, 10W-30, 1OW-40, 1OW-50, 15W, 15W-20, 15W-30 o 15W-40. Los aceites base usados como aceites para engranajes pueden tener viscosidades que oscilan entre aproximadamente 2 cSt y aproximadamente 2000 cSt a 100°C.

Las composiciones lubricantes no acuosas pueden usarse en la lubricación de esencialmente cualquier motor de composición interna de ignición por chispa o ignición por compresión, incluyendo motores de automóviles y camiones, motores de biciclos, motores de diésel, motores de pistón de aviación, motores marinos y ferroviarios, y similares. También se contemplan composiciones lubricantes no acuosas para motores de combustión por gas, motores de alimentación con alcohol (por ejemplo, metanol), motores de alimentación estacionaria, turbinas, y similares. La composición lubricante no acuosa también puede usarse como fluido de transmisión automática, lubricante de engranajes, lubricante de compresores, lubricante para metalurgia o fluido hidráulico.

La composición lubricante no acuosa puede comprender además aditivos adicionales tales como antioxidantes, aditivos antidesgaste, detergentes, dispersantes, otros modificadores de fricción, mejoradores del índice de viscosidad, depresores del punto de fluidez, inhibidores de la corrosión, agentes desespumantes y agentes de fijación de sellos o de compatibilidad con sellos, y mezclas de los mismos. Puede encontrarse una muestra de estos aditivos en, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 5.498.809 y la patente estadounidense n.° 7.696.136, aunque un experto en la técnica sabe muy bien que estas comprenden sólo una lista parcial de aditivos para lubricantes disponibles. También se sabe muy bien que un aditivo puede proporcionar o mejorar más de una propiedad, por ejemplo, un agente antidesgaste también puede funcionar como aditivo antifatiga y/o de presión extrema.

Los antioxidantes que pueden usarse de manera conveniente incluyen los seleccionados del grupo de antioxidantes amínicos y/o antioxidantes fenólicos. En una realización, los antioxidantes están presentes en una cantidad en el intervalo de desde el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 5,0% en peso, mientras que en otras realizaciones en una cantidad en el intervalo de desde el 0,3 hasta aproximadamente el 3,0% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Los ejemplos de antioxidantes amínicos que pueden usarse de manera conveniente incluyen difenilaminas alquiladas, fenil-a-naftilaminas, fenil-p-naftilaminas y a-naftilaminas alquiladas.

En una realización, los antioxidantes amínicos incluyen dialquildifenilaminas tales como p,p'-dioctil-difenilamina, p,p'-di-a-metilbencil-difenilamina y N-p-butilfenil-N-p'-octilfenilamina, monoalquildifenilaminas tales como mono-tbutildifenilamina y mono-octildifenilamina, bis(dialquilfenil)aminas tales como di-(2,4-dietilfenil)amina y di(2-etil-4-nonilfenil)amina, alquilfenil-1 -naftilaminas tales como octilfenil-1 -naftilamina y n-t-dodecilfenil-1-naftilamina, 1-naftilamina, arilnaftilaminas tales como fenil-1 -naftilamina, fenil-2-naftilamina, N-hexilfenil-2-naftilamina y N-octilfenil-2-naftilamina, fenilendiaminas tales como N,N'-diisopropil-p-fenilendiamina y N,N'-difenil-p-fenilendiamina, y fenotiazinas tales como fenotiazina y 3,7-dioctilfenotiazina.

Los ejemplos de antioxidantes fenólicos que pueden usarse de manera conveniente incluyen ésteres alquílicos ramificados C⁷-C⁹del ácido 3,5-bis(1,1-dimetil-etil)-4-hidroxi-bencenopropanoico, 2-t-butilfenol, 2-t-butil-4-metilfenol, 2-t-butil-5-metilfenol, 2,4-di-t-butilfenol, 2,4-dimetil-6-t-butilfenol, 2-t-butil-4-metoxifenol, 3-t-butil-4-metoxifenol, 2,5-dit-butilhidroquinona, 2,6-di-t-butil-4-alquilfenoles tales como 2,6-di-t-butilfenol, 2,6-di-t-butil-4-metilfenol y 2,6-di-t-butil-4-etilfenol, 2,6-di-t-butil-4-alcoxifenoles tales como 2,6-di-t-butil-4-metoxifenol y 2,6-di-t-butil-4-etoxifenol, acetato de 3,5-di-t-butil-4-hidroxibencilmercaptooctilo, propionatos de alquil-3-(3,5-di-t-butil-A-hidroxifenilo) tales como propionato de n-octadecil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenilo), propionato de n-butil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenilo) y propionato de 2'-etilhexil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenilo), 2,6-d-t-butil-a-dimetilamino-p-cresol, 2,2'-metilenobis(4-alquil-6-t-butilfenol) tal como 2,2'-metilenobis(4-metil-6-t-butilfenol) y 2,2-metilenobis(4-etil-6-t-butilfenol), bisfenoles tales como 4,4'-butilidenobis(3-metil-6-t-butilfenol), 4,4'-metilenobis(2,6-di-t-butilfenol), 4,4'-bis(2,6-di-t-butilfenol), 2,2-(di-p-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propano, 4,4'-ciclohexilidenobis(2,6-t-butilfenol), propionato de hexametilenglicol-bis[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenilo)], propionato de trietilenglicol-bis[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenilo)], propionato de 2,2'-tio-[dietil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenilo)], 3,9-bis{1,1-dimetil-2-[3-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)-propioniloxi]etil}-2,4,8,10-tetraoxaespiro[5,5]undecano, 4,4'-tiobis(3-metil-6-t-butilfenol) y 2,21-tiobis(4,6-di-t-butilresorcinol), polifenoles tales como tetrakis[metilen-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato]metano, 1,1,3-tris(2-metil-4-hidroxi-5-t-butilfenil)butano, 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-t-butil-4-hidroxibencil)benceno, éster glicólico del ácido bis-[3,3'-bis(4'-hidroxi-3'-t-butilfenil)butírico], 2-(3',5'-di-t-butil-4-hidroxifenil)metil-4-(2”,4”-di-t-butil-3”-hidroxifenil)metil-6-t-butilfenol y 2,6-bis(2'-hidroxi-3'-t-butil-5'-metilbencil)-4-metilfenol, y condensados de p-tbutilfenolformaldehído y condensados de p-t-butilfenol-acetaldehído.

En otra realización, la composición lubricante no acuosa puede comprender un único ditiofosfato de zinc o una combinación de dos o más ditiofosfatos de zinc como aditivos antidesgaste, seleccionándose cada ditiofosfato de zinc de dialquil-, diaril- o alquilaril-ditiofosfatos de zinc. La composición lubricante no acuosa puede comprender generalmente ditiofosfato de zinc en el intervalo de desde aproximadamente el 0,4% en peso hasta aproximadamente el 1,0% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa. También pueden usarse de manera convenientes aditivos antidesgaste conocidos adicionales o alternativos en la composición lubricante no acuosa.

Los detergentes típicos que pueden usarse en la composición lubricante no acuosa incluyen uno o más detergentes de salicilato y/o fenato y/o sulfonato. Sin embargo, puesto que las sales metálicas de base orgánica e inorgánica que se usan como detergentes pueden contribuir al contenido de cenizas sulfatadas de una composición lubricante no acuosa, en una realización, se minimizan las cantidades de tales aditivos. Además, con el fin de mantener un bajo nivel de azufre, se prefieren los detergentes de salicilato. Por tanto, en una realización, la composición lubricante no acuosa puede comprender uno o más detergentes de salicilato. Los detergentes pueden usarse en cantidades en el intervalo de aproximadamente el 0,05% en peso a aproximadamente el 12,5% en peso, en algunas realizaciones desde aproximadamente el 1,0% en peso hasta aproximadamente el 9,0% en peso y, en otras realizaciones, en el intervalo de desde aproximadamente el 2,0% en peso hasta aproximadamente el 5,0% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Los modificadores de fricción adicionales que pueden usarse incluyen modificadores de fricción a base de metales que comprenden uno o más compuestos de organomolibdeno, tales como, por ejemplo, dialquilditiocarbamatos de molibdeno, dialquilditiofosfatos de molibdeno, disulfuro de molibdeno, agrupaciones de dialquilditiocarbamatos de trimolibdeno, compuestos de molibdeno sin azufre, y similares; por ejemplo, puede estar presente un modificador de fricción de dialquilditiocarbamato de molibdeno. Muchos de estos compuestos de molibdeno se conocen bien y muchos están disponibles comercialmente. Otros modificadores de fricción que también pueden estar presentes incluyen ácidos grasos orgánicos y derivados de ácidos grasos orgánicos, amidas, imidas y otras especies organometálicas, por ejemplo, compuestos de zinc y boro, etc. Las cantidades de estos otros modificadores de fricción que pueden añadirse a la composición lubricante no acuosa pueden oscilar entre aproximadamente el 0,001% en peso y aproximadamente el 5% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Las composiciones lubricantes no acuosas de la presente divulgación pueden contener adicionalmente un dispersante libre de cenizas que puede mezclarse en una cantidad en el intervalo de desde el 5% en peso hasta aproximadamente el 15% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Los ejemplos de dispersantes libres de cenizas que pueden usarse incluyen las polialquenilsuccinimidas y los ésteres de poli(ácido alquenilsuccínico) dados a conocer en las solicitudes de patente japonesa abiertas a consulta por el público n.os JP 53-050291 A, JP 56-120679 A, JP 53-056610 A y JP 58-171488 A. En una realización, el dispersante incluye succinimidas boradas.

Los ejemplos de mejoradores del índice de viscosidad que pueden usarse de manera conveniente en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación incluyen los copolímeros de estireno-butadieno, los copolímeros estrellados de estireno-isopreno y el copolímero de polimetacrilato y los copolímeros de etileno-propileno. Tales mejoradores del índice de viscosidad pueden emplearse de manera conveniente en una cantidad en el intervalo de desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 20% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Pueden emplearse de manera conveniente polimetacrilatos en las composiciones lubricantes no acuosas de la presente invención como depresores del punto de fluidez eficaces.

Además, pueden usarse de manera conveniente compuestos tales como ácido alquenilsuccínico o restos de éster del mismo, compuestos a base de benzotriazol y compuestos a base de tiodiazol en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación como inhibidores de la corrosión.

Pueden usarse de manera conveniente compuestos tales como polisiloxanos, dimetilpoliciclohexano y poliacrilatos en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación como agentes desespumantes.

Los compuestos que pueden usarse de manera conveniente en la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación como agentes de fijación de sellos o de compatibilidad con sellos incluyen, por ejemplo, ésteres aromáticos disponibles comercialmente.

Tal como se indicó anteriormente, las composiciones lubricantes no acuosas pueden contener cualquier número de estos aditivos. Por tanto, en algunas realizaciones, las composiciones lubricantes no acuosas finales de esta divulgación contendrán generalmente una combinación de aditivos, incluyendo los novedosos modificadores de fricción orgánicos junto con otros aditivos habituales, en una concentración combinada que oscila entre el 0,1% en peso y el 30% en peso, por ejemplo, desde aproximadamente el 0,5% en peso al 10% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa. En otras realizaciones, los aditivos combinados están presentes desde aproximadamente el 1% en peso hasta el 5% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa. Los concentrados de aceite de los aditivos pueden contener desde el 30% en peso hasta el 75% en peso de aditivos, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

Según otra realización (no forma parte de la invención), se proporciona una composición lubricante no acuosa que comprende:

A) desde el 70 hasta el 99,9% en peso de un aceite base, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa;

B) el modificador de fricción orgánico de la presente divulgación; y

C) uno o más aditivos adicionales.

en la que la cantidad combinada de B) y C) presente en la composición es de desde el 0,1 hasta el 30% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

En otra realización (no forma parte de la invención), el aceite base está presente en una cantidad de desde el 90% en peso hasta el 99,5% en peso y la cantidad combinada de B) y C) es de desde el 0,5% en peso hasta el 10% en peso; y en otra realización (no forma parte de la invención), el aceite base está presente en una cantidad de desde el 95% en peso hasta el 99% en peso y la cantidad combinada de B) y C) es de desde el 1% en peso hasta el 5% en peso, basándose en el peso total de la composición lubricante no acuosa.

El modificador de fricción orgánico puede añadirse directamente al aceite base por sí solo o en combinación con uno o más aditivos. Por tanto, en una realización, se proporciona un envase de aditivos que comprende el modificador de fricción orgánico de la presente divulgación y uno o más aditivos. También es posible añadir el modificador de fricción orgánico a una composición lubricante no acuosa preformulada que ya contiene todos o la mayoría de los otros componentes y aditivos de formulación.

Debido a las propiedades de reducción de la fricción sorprendentemente mejoradas que presentan los modificadores de fricción orgánicos de la presente divulgación, las composiciones lubricantes no acuosas de esta divulgación pueden emplearse para mejorar el ahorro de combustible para motores de gasolina y diésel. También se proporciona un método para mejorar las propiedades de reducción de la fricción de una composición lubricante no acuosa mediante la adición del modificador de fricción orgánico al lubricante no acuoso y, correspondientemente, un método para reducir la fricción entre piezas deslizantes de un motor al aplicar la composición lubricante no acuosa de la presente divulgación al motor. En algunas realizaciones, las piezas deslizantes pueden ser anillos de pistón/camisas de cilindro, cojinetes de cigüeñales y bielas, y mecanismos de válvula incluyendo levas y elevadores de válvulas.

Ejemplos

Ejemplo 1. Preparación del modificador de fricción A (“FM A”)

Se hizo reaccionar un mol de etilenglicol con 8 moles de óxido de etileno seguido de 3,6 moles de óxido de propileno con KOH como catalizador a 120°C para preparar un poliol. Luego se trató el poliol con adsorbente MAGNESOL® (un silicato de magnesio sintético disponible comercialmente de Dallas Group of America, Inc., con sede en Whitehouse, Nueva Jersey) a 90°C y se eliminaron por filtración los sólidos para retirar el catalizador de KOH. Luego se hizo pasar el poliol anterior a través de un reactor de lecho fijo instalado con un catalizador de aminación metálico. Se alimentaron conjuntamente amoniaco e hidrógeno al reactor a 2000 psi (1,379*107 Pa) y 200°C. Después de retirar el amoniaco y el agua residuales, el producto producido era una poliéter diamina con un índice de amina de aproximadamente 3,2 meq/g. Luego se hicieron reaccionar 58 g de la poliéter diamina anterior con 122 g de anhídrido poliisobutilensuccínico a 180°C durante 2 horas con retirada continua de agua. El reactante anhídrido poliisobutilensuccínico tenía un P.M. de aproximadamente 1000 y un índice de acidez de 92 mg de KOH/g. El modificador de fricción orgánico, FM A, que se produjo era un líquido oscuro.

Ejemplo 2. Preparación del modificador de fricción B (“FM B”)

Se hizo reaccionar un mol de etilenglicol con 11,5 moles de óxido de etileno seguido de 6 moles de óxido de propileno con KOH como catalizador a 120°C para preparar un poliol. Luego se trató el poliol con absorbente MAGNESOL® a 90°C y se eliminaron por filtración los sólidos para retirar el catalizador de KOH. Luego se hizo pasar el poliol anterior a través de un reactor de lecho fijo instalado con un catalizador de aminación metálico. Se alimentaron conjuntamente amoniaco e hidrógeno al reactor a 2000 psi (1,379*107 Pa) y 200°C. Después de retirar el amoniaco y el agua residuales, el producto producido era una poliéter diamina con un índice de amina de aproximadamente 2,25 meq/g. Se hicieron reaccionar 84 g de la poliéter diamina anterior con 122 g de anhídrido poliisobutilensuccínico a 180°C durante 2 horas con retirada continua de agua. El reactante anhídrido poliisobutilensuccínico usado tenía un P.M. de aproximadamente 1000 y un índice de acidez de 92 mg de KOH/g. El modificador de fricción orgánico, FM B, que se produjo era un líquido oscuro.

Ejemplo 3. Preparación del modificador de fricción C (“FM C”) (no según la invención)

Se hizo pasar un líquido de trietilenglicol a través de un reactor de lecho fijo instalado con un catalizador de aminación metálico. Se alimentaron conjuntamente amoniaco e hidrógeno al reactor a 2000 psi (1,379*107 Pa) y 200°C. Después de retirar el amoniaco y el agua residuales, el producto producido era un dímero de poliéter amina con un índice de amina de aproximadamente 10,3 meq/g. Se hicieron reaccionar 28,4 g del dímero de poliéter amina anterior con 122 g de anhídrido poliisobutilensuccínico a 180°C durante 2 horas con retirada continua de agua. El anhídrido poliisobutilensuccínico usado tenía un P.M. de aproximadamente 1000 y un índice de acidez de 92 mg de KOH/g. Se trató adicionalmente el modificador orgánico producido con 7,8 g de carbonato de etileno a 100°C. El modificador de fricción orgánico resultante, FM C, era un líquido oscuro.

Ejemplo 4. Preparación del modificador de fricción D (“FM D”)

Se hizo reaccionar un mol de alcohol ISOFOL® 20 (un octildodecanol disponible comercialmente de SASOL CHEMICALS (EE.UU.) LLC con sede en Houston, Texas) con 22 moles de óxido de etileno seguido de 3 moles de óxido de propileno con KOH como catalizador a 120°C para preparar un poliol. Luego se trató el poliol con absorbente MAGNESOL® a 90°C y se eliminaron por filtración los sólidos para retirar el catalizador de ^{k O h .}Luego se hizo pasar el poliol anterior a través de un reactor de lecho fijo instalado con un catalizador de aminación metálico. Se alimentaron conjuntamente amoniaco e hidrógeno al reactor a 2000 psi (1,379*107 Pa) y 200°C. Después de retirar el amoniaco y el agua residuales, el producto producido era una poliéter monoamina con un índice de amina de aproximadamente 0,514 meq/g. Se hicieron reaccionar 146,5 g de la poliéter diamina anterior con 146,4 g de anhídrido poliisobutilensuccínico a 180°C durante 2 horas con retirada continua de agua. El reactante anhídrido poliisobutilensuccínico usado tenía un P.M. de aproximadamente 1000 y un índice de acidez de 92 mg de KOH/g. El modificador de fricción orgánico, FM D, que se produjo era un líquido oscuro.

Ejemplo 5. Preparación del modificador de fricción E (“FM E”)

Se hizo reaccionar un mol de trimetilolpropano (TMP) con 30 moles de óxido de etileno seguido de 9 moles de óxido de propileno con KOH como catalizador a 120°C para preparar un poliol. Luego se trató el poliol con absorbente MAGNESOL® a 90°C y se eliminaron por filtración los sólidos para retirar el catalizador de KOH. Luego se hizo pasar el poliol anterior a través de un reactor de lecho fijo instalado con un catalizador de aminación metálico. Se alimentaron conjuntamente amoniaco e hidrógeno al reactor a 2000 psi (1,379*107 Pa) y 200°C. Después de retirar el amoniaco y el agua residuales, el producto producido era una poliéter monoamina con un índice de amina de aproximadamente 1,3926 meq/g. Se hicieron reaccionar 719,6 g de la poliéter diamina anterior con 1220 g de anhídrido poliisobutilensuccínico a 180°C durante 2 horas con retirada continua de agua. El reactante anhídrido poliisobutilensuccínico usado tenía un P.M. de aproximadamente 1000 y un índice de acidez de 92 mg de KOH/g. El modificador de fricción orgánico, FM E, que se produjo era un líquido oscuro.

Expediente del apoderado n.° D#81,813

Ejemplo 6. Evaluación de los modificadores de fricción

Se determinó el coeficiente de fricción (es decir, una medición de la fricción entre pares de superficies, en la que un bajo coeficiente de fricción para un par de superficies significa que pueden moverse fácilmente una sobre otra y un alto coeficiente de fricción significa que no pueden moverse fácilmente una sobre otra) del fluido base Shell Catenex Oil T 121 del grupo II (disponible comercialmente de Royal Dutch Shell, con sede en La Haya, Países Bajos) y que comprendía además el 0,5% en peso del modificador de fricción orgánico respectivo (FM A, FM B, FM C, FM D, ^{F m}E y un modificador de fricción de monooleato de glicerol (GMO)) a 100°C y 130°C usando una minimáquina de tracción (disponible comercialmente de PCS Instruments Limited, con sede en West London, Reino Unido) con una bola de % de pulgada sobre un disco liso. La carga aplicada fue de 36 N (presión de contacto de 1 GPa) y la velocidad de rotación fue de desde 0,01 m/s hasta 2 m/s. La tabla 1 muestra los resultados a 100°C y la tabla 2 muestra los resultados a 130°C.

Tabla 1: resultados de evaluación a 100°C

Tabla 2: resultados de evaluación a 130°C

Tal como puede observarse a partir de los resultados anteriores, los modificadores de fricción orgánicos de la presente divulgación mejoran significativamente las propiedades de reducción de la fricción (es decir, un menor coeficiente de fricción) de la composición lubricante no acuosa en comparación con las composiciones lubricantes no acuosas del estado de la técnica que no tienen ningún modificador de fricción o tienen un modificador de fricción de monooleato de glicerol.

Claims

REIVINDICACIONES

Uso de un modificador de fricción orgánico que comprende un producto formado a partir de la reacción de anhídrido poliisobutilensuccínico y una poliéter amina hidrófila para reducir las propiedades de fricción de una composición lubricante no acuosa mediante la adición del modificador de fricción orgánico en una cantidad del 0,0001 al 20% en peso con respecto al peso total de la composición lubricante no acuosa, en el que la poliéter amina hidrófila se selecciona del grupo que consiste en

una poliéter monoamina de fórmula (1a)

en la que Y es hidrógeno o metilo, Z es un grupo alquilo C¹-C⁴⁰, y

w es un número entero desde 1 hasta 100;

una poliéter diamina de fórmula (4)

en la que e es un número entero desde 2 hasta 40, y

d y f son independientemente números enteros desde 1 hasta 10; y

una poliéter triamina de fórmula (6)

en la que R¹es hidrógeno, metilo o etilo, n es un número entero de 0 ó 1, y

h, i y j son independientemente números enteros desde 1 hasta 100.