ES2918348T3

ES2918348T3 - Uso de producto de reacción de ácido de Lewis en composiciones lubricantes

Info

Publication number: ES2918348T3
Application number: ES14712120T
Authority: ES
Inventors: Ewan E Delbridge; Yanshi Zhang; Jody A Kocsis
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: CN105229126A; SG11201507115UA; EP2970809B1; CA2904215A1; EP2970809A1; US9868919B2; US20160024420A1; WO2014164087A1; SG10201701993TA; CN105229126B

Abstract

La invención proporciona una composición lubricante que comprende: un aceite de viscosidad lubricante y un producto de reacción de un ácido lewis inorgánico inorgánico monovalente y un poliéter (o glicol), en el que la relación molar de poléter inorgánico (o glicol) a Lewis ácido es 1: 1 o mayor. La invención se relaciona además con un método de lubricación de un dispositivo mecánico (como un motor de combustión interna) con la composición lubricante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Uso de producto de reacción de ácido de Lewis en composiciones lubricantes

Campo de la invención

La invención proporciona el uso de un producto de reacción de un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter terminado en hidroxilo, en donde la relación molar del poliéter y el ácido de Lewis inorgánico es 1: 1 o mayor, para proporcionar una disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna.

Antecedentes de la invención

Es bien conocido que los aceites lubricantes contienen un número de aditivos tensoactivos (incluidos agentes antidesgaste, dispersantes o detergentes) que se usan para proteger los motores de combustión interna de la corrosión, el desgaste, los depósitos de hollín, los depósitos de lodos y la acumulación de ácido. A menudo, estos aditivos tensoactivos pueden tener efectos nocivos sobre el desgaste de los componentes del motor (tanto en los componentes a base de hierro como de aluminio), la corrosión de los cojinetes o el consumo de combustible. Un aditivo antidesgaste común para los aceites lubricantes de motores es el dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP). Se cree que los aditivos antidesgaste ZDDP protegen el motor al formar una película protectora sobre las superficies metálicas. ZDDP también puede tener un impacto perjudicial en el consumo y la eficiencia del combustible y en la corrosión del cobre. En consecuencia, los lubricantes de motor también pueden contener un modificador de fricción para evitar el impacto perjudicial de ZDDP sobre el consumo de combustible y los inhibidores de la corrosión para evitar el impacto perjudicial de ZDDP sobre la corrosión del cobre. Los modificadores de fricción y otros aditivos también pueden aumentar la corrosión del plomo.

Además, se ha demostrado que los lubricantes de motor que contienen compuestos de fósforo y azufre tales como ZDDP contribuyen en parte a las emisiones de partículas y a las emisiones de otros contaminantes. Además, el azufre y el fósforo tienden a envenenar los catalizadores usados en los convertidores catalíticos, lo que se traduce en una reducción del rendimiento de dichos catalizadores.

Ha habido una tendencia comercial de reducción de emisiones (normalmente reducción de la formación de NOx, formación de SOx) y una reducción de cenizas sulfatadas en los lubricantes de aceite de motor. En consecuencia, se han reducido las cantidades de agentes antidesgaste que contienen fósforo tales como ZDDP, detergentes sobrebasificados tales como sulfonatos de calcio o magnesio y fenatos. Como consecuencia, se han contemplado aditivos sin cenizas para proporcionar un rendimiento de fricción o antidesgaste. Se conoce que los compuestos tensoactivos sin cenizas tales como los modificadores de fricción sin cenizas pueden, en algunos casos, aumentar la corrosión del metal, particularmente, el cobre o el plomo. La corrosión del cobre y plomo puede provenir de cojinetes y otros componentes metálicos del motor derivados de aleaciones que usan cobre o plomo.

El documento US 3,933,662 (Lowe, publicado el 20 de enero de 1976) describe compuestos polialcoxilados de monoéster combinados con carbonatos de metales alcalinotérreos dispersos en un medio hidrocarbonado para proporcionar composiciones lubricantes de capacidad superior para neutralizar ácidos e inhibir la oxidación en motores de combustión interna. El motor de combustión interna se probó mediante el uso de una prueba de motor de Secuencia IIB. La prueba del motor de Secuencia IIB evalúa la oxidación y el desgaste de las guías de válvulas. El documento US 4,305,835 (Barber y otros, publicado el 15 de diciembre de 1981) describe una composición de aceite lubricante para uso en el cárter de un motor de combustión interna, que tiene una resistencia mejorada a la formación de emulsión-lodo en el área debajo de la tapa de balancines del motor, que contiene la combinación de un producto de condensación de alquilfenol-formaldehído oxialquilado y un trimetilolalcano oxialquilado.

El documento US 4,402,845 (Zoleski y otros, publicado el 6 de septiembre de 1983) describe una capacidad de extensión mejorada de aceites para cilindros de diésel marino mediante la incorporación en ellos de un polietilenglicol de fórmula: R-CH2O-(CH2CH2O)nH en donde n varía de 7 a 40 y R es un grupo alquilo que contiene de 11a 15 átomos de carbono.

El documento US 4,438,005 (Zoleski y otros, publicado el 20 de marzo de 1984) describe una capacidad de extensión mejorada de lubricantes para cilindros de motores diésel marino mediante la incorporación en ellos de una cantidad que mejora la capacidad de extensión de al menos un éster de polioxietileno de fórmula: en donde n varía de 18 a 22 y R es un grupo alquilo que tiene de 11 a 17 átomos de carbono en la cadena.

El documento US 4,479,882 (Zoleski y otros, publicado el 30 de octubre de 1984) describe la capacidad de extensión mejorada de los aceites para cilindros de diésel marino mediante la incorporación en ellos de una cantidad de un compuesto fenoxi polialcoxilado que mejora la capacidad de extensión, que tiene la fórmula: en donde R es un grupo hidrocarbilo alifático que tiene de 5 a 70 átomos de carbono y n varía de 14 a 30.

El documento US 4,493,776 (Rhodes, publicado el 15 de enero de 1985) describe una composición lubricante con una inhibición mejorada de la oxidación y la corrosión que comprende un aditivo que es una combinación de (A) R1O[C2H4O]xH y/o R2O[C3^O]yH con (B) R3O[C2H4O]x[C3H6O]yH y/o R4O[C3H6O]y[C2H4O]xH, en donde R1, R2, R3 y R4 son radicales hidrocarbilo seleccionados de grupos alquilo, arilo, alcarilo y arilalquilo o combinaciones de los mismos que tienen de aproximadamente 10 a aproximadamente 24 átomos de carbono; y en donde x e y pueden variar independientemente en el intervalo de 3 a aproximadamente 15. Los aditivos terminan en hidroxilo.

El documento US 4,973,414 (Nerger y otros, publicado el 27 de noviembre de 1990) describe poliéteres monofuncionales que tienen grupos hidroxilo que contienen, como grupos terminales incorporados o monómeros, (a) 1 a 30 % en peso de uno o más alquilmonofenoles C4 a C24, (b) 1 a 30 % en peso de uno o más monoalcoholes C8 a C24, (c) 1 a 30 % en peso de uno o más 1,2-epoxialcanos C10 a C20 y (d) 45 a 80 % en peso de óxido de propileno o una mezcla de óxidos de alquileno inferiores constituidos principalmente por óxido de propileno la suma de los componentes (a) a (d) suman el 100 % en peso, y tienen pesos moleculares promedios de 600 a 2500.

El documento US 5,397,486 (Small, publicado el 14 de marzo de 1995) describe un método para inhibir el desgaste de los pasadores de muñeca de los cojinetes de plata en un motor diésel de ferrocarril de dos tiempos, cuyo método comprende lubricar la porción interna del mismo con una composición de aceite lubricante que consiste esencialmente en: un aceite monogrado o multigrado de viscosidad lubricante; una cantidad suficiente de una composición de alquilfenato sulfurado sobrebasificado de calcio de manera que el número de base total en la composición de aceite lubricante sea de aproximadamente 5 a aproximadamente 30; y una cantidad inhibidora del desgaste de al menos un compuesto compatible y soluble de aceite lubricante basado en un poliéter terminado en hidroxi que tiene de 2 a 6 átomos de carbono.

Los compuestos polialcoxilados también se describen en el documento US 2,681,315 (Tongberg, publicado el 15 de junio de 1954) y el documento US 2,833,717 (Whitacre, publicado el 6 de mayo de 1958) que muestran composiciones de aceite lubricante que contienen poli(oxietileno)alquilfenoles útiles como aditivos inhibidores de la oxidación o la corrosión.

El documento US 2,921,027 (Brennan 12 de enero de 1960) muestra al éster de ácido graso de poli(oxietileno)sorbitán como inhibidor de la oxidación.

Las composiciones lubricantes de 1,2-poli(oxialquilen)glicol se describen en los documentos US 2,620,302 (Harle, publicado el 2 de diciembre de 1952), US 2,620,304 (Stewart y otros, publicado el 2 de diciembre de 1952) y US 2,620,305 (Stewart y otros, publicado el 2 de diciembre de 1952).

El documento US 2006/0217271 A1 (publicado el 28 de septiembre de 2006) describe una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante, de 1 a 1000 partes por millón en peso de titanio en forma de un material que contiene titanio soluble en aceite y al menos un aditivo lubricante adicional. La composición proporciona efectos beneficiosos sobre propiedades tales como control de sedimentos, oxidación y filtrabilidad en aceites de motor.

Resumen de la invención

El objetivo de la presente invención incluye proporcionar una composición lubricante que tenga una disminución de la formación de sedimentos.

Como se usa en la presente descripción, se hace referencia a la cantidad de aditivos presentes en la composición lubricante descrita sobre una base libre de aceite, es decir, la cantidad de activos, a menos que se indique lo contrario.

Como se usa en la presente descripción, el término de transición "que comprende", el cual es sinónimo de "que incluye", "que contiene", o "se caracteriza por", es inclusivo o de extremos abiertos y no excluye elementos o etapas del método adicionales que no se mencionan. Sin embargo, en cada mención de "que comprende" en la presente descripción, se pretende que el término también abarque, como modalidades alternativas, las frases "que consiste esencialmente en" y "que consiste en", donde "que consiste en" excluye cualquier elemento o etapa que no se especifique y "que consiste esencialmente en" permite la inclusión de elementos o etapas adicionales que no se mencionen que no afecten materialmente las características básicas y novedosas de la composición o método bajo consideración.

La presente invención proporciona el uso de un producto de reacción de un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter terminado en hidroxilo, en donde la relación molar del poliéter y el ácido de Lewis inorgánico es 1: 1 o mayor, en donde el ácido de Lewis inorgánico comprende un metal de transición de bloque D trivalente o tetravalente o un elemento del Grupo III del bloque P o del Grupo IV del bloque P trivalente o tetravalente, en una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante, en donde la composición lubricante no es una grasa, para proporcionar una disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna.

En una modalidad, el producto de reacción está presente en una proporción del 0,05 % en peso al 5 % en peso de la composición lubricante.

Según el NLGI (Instituto Nacional de Grasas Lubricantes), una grasa se define como "un producto sólido o semisólido de la dispersión de un agente espesante en un lubricante líquido. Se pueden incluir aditivos que impartan propiedades especiales". El NLGI es la asociación comercial técnica internacional que sirve a la industria de grasas lubricantes y lubricantes para engranajes. Una grasa no está dentro del alcance de la presente invención. Una grasa tiene una viscosidad cinemática medida a 100 °C significativamente en exceso de 50 mm2/s medida por ATSM D445-12. Por el contrario, la composición lubricante descrita en la presente descripción tendrá normalmente una viscosidad cinemática inherente a 100 °C medida por ATSM D445-12 de menos de 50 mm2/s, normalmente de 2 mm2/s a 25 mm2/s, o 3 mm2/s a 20 mm2/s, o 3,5 mm2/s a 18 mm2/s. Por ejemplo, una composición lubricante para automóviles de pasajeros puede tener una viscosidad cinemática a 100 °C de 6 mm2/s a 12 mm2/s; y una composición lubricante diésel de servicio pesado puede tener una viscosidad cinemática a 100 °C de 10 mm2/s a 18 mm2/s.

También se conoce en la técnica que una grasa se define como "un lubricante que se ha espesado para que permanezca en contacto con las superficies en movimiento y no se escape por acción de la gravedad o centrífuga, ni se escurra bajo presión". Esta descripción la presentó el Dr. Gareth Fish como una definición conocida de grasa en la Reunión Anual de NLGI, del 9 al 12 de junio de 2012. La presentación del Dr. Fish se titula "Resumen del Curso Básico sobre Grasas e Introducción a las Grasas" y es parte del Programa Educativo sobre Grasas establecido por NLGI que se incorpora a la Reunión Anual de NLGI.

En una modalidad, la composición lubricante definida en la presente descripción no es una emulsión. Una emulsión se define como una suspensión coloidal de un líquido inmiscible en otro, por ejemplo, una emulsión de agua en aceite o de aceite en agua.

En otra modalidad, la composición lubricante definida en la presente descripción está sustancialmente libre a libre de agua. Por sustancialmente libre de agua se entiende que la composición lubricante contiene menos del 5 % en peso de agua, o menos del 1 % en peso de agua, o menos del 0,5 % en peso de agua, o menos del 0,1 % en peso de agua. Normalmente, cualquier agua presente puede considerarse una cantidad contaminante, normalmente de 0 ppb a menos de 500 ppm. Pueden estar presentes cantidades contaminantes de agua como resultado de fugas durante el uso del motor de combustión interna, o como resultado de las impurezas que quedan antes, durante o después de la preparación de la composición lubricante Newtoniana.

La composición lubricante puede tener un grado de viscosidad SAE de XW-Y, en donde X puede ser 0, 5, 10, o 15; e Y puede ser 20, 30 o 40.

En otra modalidad, la composición lubricante se puede caracterizar por tener al menos uno de (i) un contenido de azufre de 0,2 % en peso a 0,4 % en peso o menos, (ii) un contenido de fósforo de 0,08 % en peso a 0,15 % en peso, y (iii) un contenido de cenizas sulfatadas de 0,5 % en peso a 1,5 % en peso o menos.

En una modalidad adicional, la composición lubricante se puede caracterizar por tener (i) un contenido de azufre de 0,5 % en peso o menos, (ii) un contenido de fósforo de 0,1 % en peso o menos, y (iii) un contenido de cenizas sulfatadas de 0,5 % en peso a 1,5 % en peso o menos.

El motor de combustión interna puede tener una superficie de acero en un orificio de cilindro, bloque de cilindros o anillo de pistón.

El motor de combustión interna puede ser un motor de combustión interna diésel de servicio pesado.

El motor de combustión interna diésel de servicio pesado puede tener una "masa máxima en carga técnicamente admisible" superior a 3,500 kg. El motor puede ser un motor de encendido por compresión o un motor de gas natural (NG) o LPG (gas licuado de petróleo) de encendido positivo. El motor de combustión interna puede ser un motor de combustión interna de un automóvil de pasajeros. El motor del automóvil de pasajeros puede funcionar con gasolina sin plomo. La gasolina sin plomo es bien conocida en la técnica y está definida por la Norma Británica BS EN 228:2008 (titulada "Combustibles de Automoción - Gasolina sin Plomo - Requisitos y Métodos de Prueba").

El motor de combustión interna de automóviles de pasajeros podrá tener una masa de referencia no superior a 2610 kg.

La invención proporciona el uso de un producto de reacción de un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter terminado en hidroxilo, en donde la relación molar de poliéter y ácido de Lewis es de 1: 1 o mayor, en donde el ácido de Lewis inorgánico comprende un metal de transición de bloque D trivalente o tetravalente o un elemento del Grupo III de bloque P o del Grupo IV de bloque P trivalente o tetravalente, en una composición lubricante descrita en la presente descripción para proporcionar una disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona el uso descrito anteriormente.

El componente del producto de reacción de la composición lubricante comprende un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter terminado en hidroxilo, en donde la relación molar de poliéter y ácido de Lewis inorgánico es 1: 1 o mayor, la cual se obtiene/puede obtenerse mediante la reacción de un ácido de Lewis con un poliéter terminado en hidroxilo. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que el aducto de ácido de Lewis comprende un enlace covalente de ácido de Lewis-oxígeno, en donde el oxígeno procede de un poliéter.

En otra modalidad de la presente invención, el producto de reacción comprende un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter y es un compuesto caracterizado por tener al menos un enlace covalente o dativo entre dicho ácido de Lewis y al menos un átomo de oxígeno del óxido de polialquileno. Un enlace covalente es normalmente uno en donde ambos átomos del enlace aportan al menos un electrón al enlace y los electrones de enlace se "comparten". Un enlace dativo (o de coordinación) se caracteriza por la participación de una especie (la base de Lewis) que comparte su par de electrones de enlace de manera desigual con el ácido de Lewis, a menudo un catión metálico.

El producto de reacción de la invención se puede preparar mediante la reacción del ácido de Lewis inorgánico con el poliéter terminado en hidroxilo a una temperatura en el intervalo de 20 °C a 300 °C, o de 50 °C a 250 °C o de 100 °C a 200 °C

La reacción se puede preparar en ausencia o presencia de disolvente. El disolvente puede ser aromático o no aromático.

Los ejemplos de un disolvente aromático (hidrocarburo) incluyen Shellsolv AB® (disponible comercialmente de Shell Chemical Company); y extracto de tolueno, Aromatic 200, Aromatic 150, Aromatic 100, Solvesso 200, Solvesso 150, Solvesso 100, HAN 857® (todos disponibles comercialmente de Exxon Chemical Company) o mezclas de los mismos. Otros disolventes hidrocarburos aromáticos incluyen xileno, tolueno o mezclas de los mismos.

La reacción puede tener lugar al aire o en una atmósfera inerte (por ejemplo, bajo nitrógeno o argón).

Ácido de Lewis

El ácido de Lewis inorgánico es trivalente a tetravalente. En una modalidad el ácido de Lewis inorgánico es trivalente. En una modalidad el ácido de Lewis inorgánico es tetravalente. El ácido de Lewis inorgánico puede comprender un metal de transición de bloque D trivalente o tetravalente. El metal de transición de bloque D puede ser del cuarto, quinto o sexto período de la tabla periódica, por ejemplo, titanio, cromo, hierro, cobre o zinc. En una modalidad el metal de transición de bloque D puede ser titanio o zinc, normalmente titanio.

El ácido de Lewis inorgánico puede comprender un elemento del Grupo III de bloque P o un elemento del Grupo IV de bloque P trivalente o tetravalente. El elemento del Grupo III de bloque P o del Grupo IV de bloque P puede incluir boro, aluminio o silicio, normalmente boro.

Los ejemplos de ácido de Lewis inorgánico incluyen ácido bórico, BF3, BCh, TiCl4, Ti(OH)4, éster de borato de bajo peso molecular B(OR)3 o alcóxido de titanio Ti(OR)4 o ZnCh. El éster de borato de bajo peso molecular B(OR)3 o el alcóxido de titanio Ti(OR)4 pueden tener grupos R que contienen de 1 a 10, o de 1 a 5 grupos hidrocarbilo (tales como metilo, etilo, propilo, isopropilo, butil sec-butilo o terc-butilo). En diferentes modalidades el ácido de Lewis inorgánico incluye ácido bórico o Ti(OH)4.

Poliéter

El producto de reacción puede estar presente en la composición lubricante en una cantidad de 0,01 % en peso a 5 % en peso, o 0,05 % en peso a 2 % en peso o 0,1 % en peso a 1 % en peso de la composición lubricante.

El peso molecular promedio numérico del poliéter puede variar de 150 a 10000, o de 200 a 10000, o de 300 a 8000 o de 500 a 5000.

El poliéter es normalmente poliéter o glicol. El poliéter puede ser un homopolímero o un copolímero, normalmente un copolímero.

El poliéter puede terminar en hidroxilo en un extremo y terminar en éter o en éster en el otro extremo de la cadena de poliéter.

El poliéter puede ser un copolímero que comprende unidades derivadas de la Fórmula I:

Fórmula I

en donde:

R3 puede ser hidrógeno, -R6OH, -R6NH2, -(C=O)R6, -R6-N(H)C(=O)R6, o un grupo hidrocarbilo de 1 a 30, o 1 a 20, o 1 a 15 átomos de carbono,

R4 puede ser H, o un grupo hidrocarbilo de 1 a 10 átomos de carbono,

R5 puede ser un grupo hidrocarbilo lineal o ramificado de 1 a 6 átomos de carbono,

R6 puede ser un grupo hidrocarbilo de 1 a 20 átomos de carbono,

Y puede ser -NR7R8, -OH, -R6NH2 o -R6OH,

R7 y R8, independientemente, pueden ser H, o un grupo hidrocarbilo de 1 a 50 átomos de carbono en el cual hasta un tercio de los átomos de carbono pueden estar sustituidos por N o funcionalizados con poliéter adicional de Fórmula I, y

m puede ser un número entero de 2 a 50, de 3 a 40, o de 5 a 30 o de 10 a 25,

con la condición de que al menos uno de R3 o Y forme un grupo hidroxilo (es decir, al menos uno de R3 es H o Y es -OH). Normalmente, solo uno de R3 o Y forma un grupo hidroxilo, es decir, el poliéter está terminado en monohidroxilo.

En una modalidad el poliéter comprende (i) una porción de grupos oxialquileno derivados del óxido de etileno; y (ii) una porción de grupos oxialquileno derivados de un óxido de alquileno que contiene de 3 a 8 átomos de carbono. En una modalidad el poliéter es un homopolímero de óxido de etileno.

En otra modalidad el poliéter comprende (i) 0,1 % en peso a 80 % en peso de óxido de etileno y un óxido de alquileno que contiene de 3 a 8 átomos de carbono presente del 20 % en peso al 99,9 % en peso del polioxialquilenglicol.

En otra modalidad más, el poliéter comprende (i) 5 % en peso a 60 % en peso de óxido de etileno y un óxido de alquileno que contiene de 3 a 8 átomos de carbono presente del 40 % en peso al 95 % en peso del polioxialquilenglicol.

En una modalidad adicional el poliéter comprende (i) 0 % en peso a 40 % en peso de óxido de etileno y un óxido de alquileno que contiene de 3 a 8 átomos de carbono presente del 60 % en peso al 100 % en peso del polioxialquilenglicol.

En otra modalidad adicional el poliéter comprende (i) 0 % en peso a 20 % en peso de óxido de etileno y un óxido de alquileno que contiene de 3 a 8 átomos de carbono presentes de 80 % en peso al 100 % en peso del polioxialquilenglicol.

En otra modalidad el poliéter es un homopolímero de polipropilenglicol.

En otra modalidad más, el poliéter es un poliéter monobloqueado C-i-Cs (normalmente butanol) seleccionado de las siguientes composiciones:

(i) 0 % en peso a 40 % en peso de óxido de etileno (o etilenglicol); y 60 % en peso a 100 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol);

(ii) 0 % en peso a 20 % en peso de óxido de etileno (o etilenglicol); y 80 % en peso a 100 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol);

(iii) 0 % en peso a 10 % en peso de óxido de etileno (o etilenglicol); y 90 % en peso a 100 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol);

(iv) 100 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol); y

(v) un copolímero de bloque tipo A-B-A que comprende del 30 % en peso al 69 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol); 1 % en peso a 40 % en peso de óxido de etileno (etilenglicol); y 30 % en peso a 69 % en peso de óxido de propileno (propilenglicol).

El polialquilenglicol terminado en hidroxilo puede incluir homopolímeros o copolímeros de etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol terminados en hidroxilo o mezclas de los mismos.

Ejemplos de polialquilenglicol terminados en hidroxilo incluyen polialquilenglicol terminado en dihidroxilo así como alcoholes alcoxilados terminados en monohidroxilo. El polialquilenglicol terminado en dihidroxilo y los alcoholes alcoxilados terminados en monohidroxilo son conocidos en la técnica y están comercialmente disponibles de compañías tales como BASF, Dow, Huntsman y Sasol. Por ejemplo, Dow vende productos con el nombre comercial de UCON^™OSP, fluidos y lubricantes formulados y materiales base (consulte el folleto titulado "UCON™ OSP Base Fluids, Oil-soluble polyalkylene glycol lubricant technology", número de formulario 816-00039-0211X AMS, publicado en febrero de 2011). Dow también vende productos con el nombre comercial de UCON^™LB Fluids (anunciados como LB Fluids son materiales bases iniciados con alcohol que presentan grupos oxipropileno (m=0) con un grupo hidroxilo terminal. Son insolubles en agua y están disponibles en una variedad de pesos moleculares y viscosidades), así como los fluidos y lubricantes SYNALOX^®que también pueden ser útiles.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que en una modalidad, el aducto de ácido de Lewis de un compuesto de poliéter puede estar representado por la fórmula:

M^x(PE)ⁿL^m

en donde M comprende uno o más ácidos de Lewis; PE es un compuesto de poliéter terminado en hidróxido; L comprende compuestos apropiados para satisfacer la valencia del ácido de Lewis, la esfera de coordinación del ácido de Lewis, o ambas; x es un número entero de 1 a 4; n es un número entero de 1 a 10; y m es un número entero de 0 a 10. En una modalidad, el aducto de ácido de Lewis es mononuclear (es decir, x es 1). En otras modalidades, n es 1 a 6, o 1 a 4, o 2 a 4, o 4. En algunas modalidades, m es 0 a 4, o 0 a 2, o 0 o 2.

El ácido de Lewis (M) es como se describió anteriormente.

El poliéter (PE) es como se describió anteriormente.

En la fórmula el compuesto L comprende materiales que pueden funcionar para coordinarse con el ácido de Lewis para completar la esfera de coordinación o pueden funcionar como contraiones para equilibrar cualquier carga iónica. Los compuestos adecuados incluyen alcoholes de hidrocarbilo, alcóxidos de hidrocarbilo, hidróxidos, haluros (tales como cloruro bromuro, yoduro o fluoruro), carboxilatos de hidrocarbilo y nitratos. En una modalidad, L puede ser un alcóxido de hidrocarbilo de 1 a 18 átomos de carbono, o de 2 a 12 átomos de carbono o de 4 a 8 átomos de carbono.

L puede derivarse de alcoholes tales como metanol, etanol, propanol, butanol, isopropanol, pentanol, hexanol, heptanol, 2-etilhexanol, isooctanol, octanol, decoanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol o mezclas de los mismos.

Inhibidor de la corrosión

En una modalidad la composición lubricante descrita en la presente descripción comprende además un inhibidor de la corrosión, normalmente un inhibidor de la corrosión que contiene azufre. Cuando está presente el inhibidor de la corrosión, puede estar presente de 0,01 % en peso a 5 % en peso, o 0,05 % en peso a 2 % en peso, o 0,1 % en peso a 1 % en peso, o 0,2 % en peso a 0,5 % en peso de la composición lubricante.

El inhibidor de la corrosión que contiene azufre puede incluir un tiadiazol, o un tiocarbonato, o un tiocarbamato, o mezclas de los mismos.

Los ejemplos de tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo se forman normalmente mediante la formación de un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol.

Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3,4-dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Normalmente se usan materiales fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio comúnmente.

En una modalidad el compuesto de tiadiazol incluye al menos uno de 2,5-bis(terc-octilditio)-1,3,4-tiadiazol, 2,5-bis(terc-nonilditio)-1,3,4-tiadiazol o 2,5-bis(terc-decilditio)-1,3,4-tiadiazol.

El inhibidor de la corrosión puede incluir un compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N se puede representar mediante la fórmula:

en donde

n puede ser 1 o 2;

W puede ser oxígeno o azufre, siempre que cuando n = 1, W sea azufre, y cuando n = 2, al menos un W sea azufre;

R9 puede ser un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido. R9 puede contener de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo), con la condición de que R9 pueda estar libre de un heterociclo que contiene nitrógeno; y

R10 puede ser un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido o un grupo hidrocarbileno opcionalmente sustituido [es decir, 2 puntos de unión]. R10 puede contener de 2 a 60, o de 4 a 30, o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo).

en donde R9 puede ser un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo); y

R10 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo) con la condición de que R10 (es decir, el átomo S-hidrocarbilo) puede estar libre de un heterociclo que contiene nitrógeno.

H

Rg------ N

en donde

R9 puede ser un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido (normalmente un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos el mismo), con la condición de que R9 pueda estar libre de un heterociclo que contiene nitrógeno); y

R10 puede ser un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido (normalmente un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo) con la condición de que R10 (es decir, el átomo de S-hidrocarbilo) puede estar libre de un heterociclo que contiene nitrógeno.

en donde

W puede ser >O, o >S, o >NH o >NRi3 (normalmente, W puede ser >O o >S);

R^{í o}puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo) con la condición de que R¹⁰(es decir, el átomo S-hidrocarbilo) puede estar libre de un heterociclo que contiene nitrógeno;

R¹¹puede ser un grupo hidrocarbileno (que normalmente contiene de 1 a 16, o de 2 a 10 o de 4 a 8, tal como 6 átomos de carbono), o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo); R¹²puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono, o un heterociclo (o equivalentes sustituidos del mismo); y

R¹³puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 30, o de 1 a 20, o de 1 a 10 o de 1 a 5 átomos de carbono.

R¹¹puede ser un grupo lineal, ramificado o cíclico. Si R¹¹es cíclico, puede ser aromático o no aromático.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede contener uno o más grupos hidrocarbilo lineales.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede contener un grupo hidrocarbilo lineal y un grupo hidrocarbilo ramificado. El grupo hidrocarbilo ramificado puede ser un grupo hidrocarbilo a-ramificado en o un grupo p-hidrocarbilo. El grupo hidrocarbilo ramificado puede ser, por ejemplo, un grupo 2-etilhexilo.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede contener uno o más grupos hidrocarbilo cíclicos.

Un grupo hidrocarbilo cíclico puede ser aromático o no aromático. El grupo hidrocarbilo cíclico puede ser un heterociclo o un no heterociclo.

Un grupo hidrocarbilo no aromático puede incluir un cicloalcano o una pirrolidinona. Normalmente, el grupo hidrocarbilo no aromático puede ser ciclohexano o pirrolidinona.

Como se usa en la presente descripción, la referencia a "un" compuesto específico tal como "un pirrol" o "una pirrolidina" y demás pretende incluir tanto el producto químico en sí mismo (es decir, pirrol, pirrolidina) como los equivalentes sustituidos del mismo.

Un no heterociclo puede incluir un grupo fenilo o un grupo naftalilo.

Un heterociclo puede incluir, por ejemplo, un pirrol, una pirrolidina, una pirrolidinona, una piridina, una piperidina, una pirona, un pirazol, una pirazina, piridazina, un 1,2-diazol, un 1,3-diazol, un 1,2,4-triazol, un benzotriazol, una quinolina, un indol, un imidazol, un oxazol, una oxazolina, un tiazol, un tiofeno, una indolizina, una pirimidina, una triazina, un furano, un tetrahidrofurano, un dihidrofurano o mezclas de los mismos.

En una modalidad, el heterociclo puede ser un tetrazol o un triazol (ya sea un 1,2,4-triazol o un benzotriazol) o una piridina.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede contener un grupo hidrocarbilo cíclico y un grupo hidrocarbilo lineal.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede contener un grupo hidrocarbilo heterocíclico y un grupo hidrocarbilo lineal.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede estar libre de halógeno.

El compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N se puede preparar mediante un proceso que comprende hacer reaccionar (i) un isocianato sustituido con hidrocarbilo o un diisocianato sustituido con hidrocarbilo y (ii) un tiol sustituido con hidrocarbilo, opcionalmente en presencia de un heterociclo.

La relación molar de tiol sustituido con hidrocarbilo e isocianato sustituido con hidrocarbilo o diisocianato sustituido con hidrocarbilo puede variar de 0,5:1 a 3:1, normalmente 1:1 o 1:2. Para un monoisocianato, la relación molar puede ser de 0,5:1 a 1,5:1. Para un diisocianato, la relación molar puede ser de 1:1 a 3:1.

La reacción para preparar el compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N se puede llevar a cabo a una temperatura en el intervalo de 0 °C a 150 °C, o de 20 °C a 80 °C o de 25 °C a 50 °C, opcionalmente en presencia de un disolvente y opcionalmente en presencia de un catalizador. En una modalidad la reacción se puede llevar a cabo en presencia de un catalizador. En una modalidad la reacción se puede llevar a cabo en presencia de uno o más disolventes.

La reacción para preparar el compuesto de tiocarbamato sin cenizas que tiene un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de S y un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido en un átomo de N puede llevarse a cabo en una atmósfera inerte o al aire. La atmósfera inerte puede ser una atmósfera de nitrógeno o argón (normalmente nitrógeno).

El disolvente puede incluir un medio polar o no polar. El disolvente puede incluir, por ejemplo, acetona, tolueno, xileno, tetrahidrofurano, aceite diluyente, acetonitrilo, N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, metil éter cetona, t-butilmetil éter, dimetoxietano, diclorometano o dicloroetano, o mezclas de los mismos.

El catalizador puede ser una amina terciaria tal como trialquilamina C1-5 (normalmente trietilamina), tripropilamina, tributilamina o diisopropiletilamina, o mezclas de los mismos.

El tiol sustituido con hidrocarbilo (también puede denominarse mercaptano) puede tener el grupo hidrocarbilo definido igual que R10 anterior (es decir, el grupo hidrocarbilo puede contener de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono). Los ejemplos de tiol sustituido con hidrocarbilo incluyen etiltiol, butiltiol, hexiltiol, heptiltiol, octiltiol, 2-etilhexiltiol, noniltiol, deciltiol, undecilotiol, dodeciltiol, trideciltiol, butadeciltiol, pentadecilotiol, hexadeciltiol, heptadeciltiol, octadeciltiol, nonadeciltiol, eicosiltiol o mezclas de los mismos.

El isocianato sustituido con hidrocarbilo puede tener el grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido definido igual que Rg anterior (es decir, el grupo hidrocarbilo puede contener de 2 a 60, o de 4 a 30 o de 6 a 20 átomos de carbono). Ejemplos de un isocianato sustituido con hidrocarbilo incluyen isocianato de ciclohexilo, isocianato de metilo, isocianato de etilo, isocianato de propilo, isocianato de butilo, isocianato de pentilo, isocianato de hexilo, heptilisocianato, octilisocianato, nonilisocianato, decilisocianato, isocianato de undecilo, isocianato de dodecilo, isocianato de tridecilo, isocianato de tetradecilo, isocianato de pentadecilo, isocianato de hexadecilo, isocianato de heptadecilo, isocianato de octadecilo, isocianato de nonadecilo, isocianato de alilo, isocianato de fenilo y sus derivados, tales como isocianato de bencilo, isocianato de tolilo, isocianato de etilfenilo, isocianato de clorofenilo o isocianato de naftilo.

El diisocianato sustituido con hidrocarbilo puede tener el grupo hidrocarbileno definido igual que R11 (es decir, el grupo hidrocarbileno puede contener de 1 a 16, o de 2 a 10 o de 4 a 8, tal como 6 átomos de carbono). Los ejemplos de un diisocianato sustituido con hidrocarbilo incluyen diisocianato de isoforona, diisocianato de metileno-di-p-fenilo, diisocianato de metileno, diisocianato de etileno, diisocianatobutano, diisocianatohexano, diisocianato de ciclohexileno, diisocianato de tolueno.

El diisocianato sustituido con hidrocarbilo también puede tener R12 definido igual que R10.

El compuesto diisocianato sustituido con hidrocarbilo también se puede hacer reaccionar parcialmente con un tiol sustituido con hidrocarbilo. Puede ocurrir una reacción parcial cuando hay un exceso molar del diisocianato sustituido con hidrocarbilo. En esta situación, el producto de la reacción del diisocianato sustituido con hidrocarbilo con el tiol sustituido con hidrocarbilo puede representarse cuando W es >O.

Aceites de Viscosidad Lubricante

La composición lubricante descrita en la presente descripción también contiene un aceite de viscosidad lubricante. Tales aceites incluyen aceites naturales y sintéticos, aceites derivados de hidrocraqueo, hidrogenación, e hidroacabado, sin refinar, refinados, re-refinados o mezclas de los mismos. Se proporciona una descripción más detallada de los aceites sin refinar, refinados y re-refinados en la publicación internacional WO2008/147704, en los párrafos [0054] a [0056] (se proporciona una descripción similar en la solicitud de patente de Estados Unidos 2010/197536, véase [0072] a [0073]). Una descripción más detallada de los aceites lubricantes naturales y sintéticos se describe en los párrafos [0058] a [0059] respectivamente del documento WO2008/147704 (se proporciona una descripción similar en la solicitud de patente de los Estados Unidos 2010/197536, véase [0075] a [0076]). Los aceites sintéticos también pueden producirse mediante reacciones de Fischer-Tropsch y normalmente 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 otros aceites de gas a líquido. Los aceites de viscosidad lubricante también pueden definirse como se especifica en la versión de abril de 2008 del "Appendix E - API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils", sección 1.3 Subtítulo 1.3. "Categorías de Valores Base". Las directrices API también se resumen en la patente de los Estados Unidos US 7,285,516 (ver columna 11, línea 64 a columna 12, línea 10). En una modalidad, el aceite de viscosidad lubricante puede ser un aceite API del Grupo II, Grupo III, Grupo IV o mezclas de los mismos.

La cantidad del aceite de viscosidad lubricante presente es normalmente la diferencia que queda después de restar del 100 % en peso la suma de la cantidad del compuesto de la invención y los otros aditivos de rendimiento.

La composición lubricante puede estar en la forma de un concentrado y/o un lubricante completamente formulado. Si la composición lubricante de la invención (que comprende los aditivos que se describen en la presente descripción) está en la forma de un concentrado que puede combinarse con aceite adicional para formar, en su totalidad o en parte, un lubricante acabado), la relación de estos aditivos y el aceite de viscosidad lubricante y/o el aceite diluyente incluye los intervalos de 1:99 a 99:1 en peso o 80:20 a 10:90 en peso.

Detergente sobrebasificado

En una modalidad la composición lubricante comprende además un detergente que contiene metal sobrebasificado o mezclas del mismo. 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 mezclas de los mismos, o equivalentes borados de los mismos. El detergente sobrebasificado puede ser borado con un agente boratante como el ácido bórico.

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 mezclas de los mismos.

El detergente sobrebasificado puede ser fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos. El metal del detergente que contiene metal puede ser un metal alcalino, un metal alcalinotérreo o zinc. En una modalidad el metal puede ser sodio, calcio, bario o magnesio. Normalmente, el metal del detergente que contiene metal puede ser sodio, calcio o magnesio.

Normalmente, el detergente que contiene metal sobrebasificado puede ser un detergente sobrebasificado de calcio o magnesio.

El detergente que contiene metal sobrebasificado pueden incluir detergentes "híbridos" que se forman con sistemas tensoactivos mixtos que incluyen componentes de fenato y/o sulfonato, por ejemplo, fenato/salicilatos, sulfonato/fenatos, sulfonato/salicilatos, sulfonatos/fenatos/salicilatos, como se describe; por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos 6,429,178; 6,429,179; 6,153,565; y 6,281,179. Donde, por ejemplo, se emplea un detergente híbrido de fenato/sulfonato, el detergente híbrido se considerará equivalente a cantidades de detergentes de fenatos y sulfonatos distintos que introduzcan cantidades similares de jabones de fenatos y sulfonatos, respectivamente. Normalmente, un detergente sobrebasificado puede ser sal de sodio, sal de calcio o sal de magnesio de los fenatos, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos y salicilatos. Los fenatos y salicilatos sobrebasificados normalmente tienen un número de base total de 180 a 450 TBN. Los sulfonatos sobrebasificados normalmente tienen un número de 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] al [0037] de la solicitud de patente de los Estados Unidos 2005065045 (y concedida como US 7,407,919). Los alquilbencenos lineales pueden tener el anillo de benceno unido en cualquier lugar de la cadena lineal, generalmente en la posición 2, 3, o 4, o mezclas de estos. El detergente de sulfonato de alquilbenceno predominantemente lineal puede ser particularmente útil para ayudar a mejorar el consumo de combustible. En una modalidad el detergente sulfonato puede ser una sal metálica de uno o más compuestos de alquil tolueno sulfonato solubles en aceite como se describe en los párrafos [0046] al [0053] solicitud de patente de los Estados Unidos 2008/0119378.

Los detergentes sobrebasificados se conocen en la técnica. Los materiales sobrebasificados, que también se conocen como sales sobrebasificadas o superbasificadas, son generalmente sistemas homogéneos de fase única, que se caracterizan por un contenido de metal en exceso de lo 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 tras hacer reaccionar un material ácido (normalmente un ácido inorgánico o ácido carboxílico inferior, normalmente dióxido de carbono) con una mezcla que comprende un compuesto orgánico ácido, un medio de reacción que comprende al menos un disolvente orgánico inerte (aceite mineral, nafta, tolueno, xileno, etc.) para dicho material orgánico ácido, un exceso estequiométrico de una base metálica, y un promotor tal como cloruro de calcio, ácido acético, fenol o alcohol. El material orgánico ácido normalmente tendrá un número suficiente de átomos de carbono para proporcionar un grado de solubilidad en aceite. La cantidad de "exceso" de metal (estequiométricamente) se expresa comúnmente en términos de relación de metal. El término "relación de metal" 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 término "relación de metal" también se explica en el libro de texto estándar titulado "Chemistry and Technology of Lubricants", tercera edición, editado por R. M. Mortier y S. T. Orszulik, Copyright 2010, página 219, subtítulo 7.25.

El detergente sobrebasificado puede estar presente de 0 % en peso a 10 % en peso, o 0,1 % en peso a 10 % en peso, o 0,2 % en peso a 8 % en peso o 0,2 % en peso a 3 % en peso. Por ejemplo, en un motor diésel de servicio pesado, el detergente puede estar presente entre el 2 % en peso a 3 % en peso de la composición lubricante. Para el motor de un automóvil de pasajeros, el detergente puede estar presente entre el 0,2 % en peso al 1 % en peso de la composición lubricante. En una modalidad, una composición lubricante de motor comprende al menos un detergente sobrebasificado con una relación de metal de al menos 3, o al menos 8 o al menos 15.

Otros Aditivos de Rendimiento

Una composición lubricante puede prepararse al añadir el poliéter y el detergente sobrebasificado descritos en la presente descripción a un aceite de viscosidad lubricante, opcionalmente en presencia de otros aditivos de rendimiento (como se describe en la presente descripción a continuación).

La composición lubricante de la invención puede incluir además otros aditivos. En una modalidad, la composición lubricante comprende además al menos uno de un dispersante, un agente antidesgaste, un modificador de la viscosidad del dispersante, un modificador de fricción, un modificador de viscosidad, un antioxidante, un detergente sobrebasificado, un inhibidor de espuma, un desemulsionante, un depresor del punto de fluidez o mezclas de los mismos. En una modalidad, la composición lubricante comprende además al menos uno de un dispersante de poliisobutilen succinimida, un agente antidesgaste, un modificador de la viscosidad del dispersante, un modificador de la fricción, un modificador de viscosidad (normalmente un copolímero de olefina tal como un copolímero de etileno-propileno), un antioxidante (que incluye antioxidantes fenólicos y amínicos), un detergente sobrebasificado (que incluye sulfonatos y fenatos sobrebasificados) o mezclas de los mismos.

La composición lubricante puede incluir además un dispersante o mezclas de los mismos. El dispersante puede ser un dispersante de succinimida, un dispersante de Mannich, un dispersante de succinamida, un éster de poliolefina del ácido succínico, amida o éster-amida, o mezclas de los mismos. En una modalidad la invención incluye un dispersante o mezclas del mismo. El dispersante puede estar presente como un único dispersante. El dispersante puede estar presente como una mezcla de dos o más (normalmente dos o tres) dispersantes diferentes, en donde al menos uno puede ser un dispersante de succinimida.

El dispersante de succinimida puede derivarse de una poliamina alifática, o mezclas de estas. La poliamina alifática puede ser poliamina alifática tal como una etilenpoliamina, una propilenpoliamina, una butilenpoliamina o mezclas de las mismas. En una modalidad la poliamina alifática puede ser etilenpoliamina. En una modalidad la poliamina alifática puede seleccionarse del grupo que consiste en etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina, residuos de destilación de poliamina y mezclas de estos.

En una modalidad el dispersante puede ser un éster, amida o éster-amida de ácido poliolefin succínico. Por ejemplo, un éster de ácido poliolefin succínico puede ser un éster de ácido poliisobutilen succínico de pentaeritritol, o mezclas de estos. Un éster-amida del ácido poliolefin succínico puede ser un ácido poliisobutilen succínico que reacciona con un alcohol (como el pentaeritritol) y una amina (como una diamina, normalmente dietilenamina).

El dispersante puede ser una alquenil succinimida de cadena larga N-sustituida. Un ejemplo de una alquenil succinimida de cadena larga N-sustituida es succinimida de poliisobutileno. Normalmente el poliisobutileno del que se puede derivar el anhídrido de poliisobutileno succínico tiene un peso molecular promedio numérico de 350 a 5000, o de 550 a 3000 o de 750 a 2500. Los dispersantes de succinimida y su preparación se describen, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos 3,172,892, 3,219,666, 3,316,177, 3,340,281, 3,351,552, 3,381,022, 3,433,744, 3,444,170, 3,467,668, 3,501,405, 3,542,680, 3,576,743, 3,632,511, 4,234,435, Re 26,433, y 6,165,235, 7,238,650 y la solicitud de patente EP 0355895 A.

Los dispersantes también pueden tratarse posteriormente por métodos convencionales mediante una reacción con cualquiera de una variedad de agentes. Entre estos están los compuestos de boro (como el ácido bórico), urea, tiourea, dimercaptotiadiazoles, disulfuro de carbono, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos como el ácido tereftálico, anhídridos succínicos sustituidos con hidrocarburos, anhídrido maleico, nitrilos, epóxidos y compuestos de fósforo. En una modalidad el dispersante postratado se borata. En una modalidad el dispersante postratado se hace reaccionar con dimercaptotiadiazoles. En una modalidad el dispersante postratado se hace reaccionar con ácido fosfórico o fosforoso. En una modalidad el dispersante postratado se hace reaccionar con ácido tereftálico y ácido bórico (como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos US2009/0054278.

En una modalidad el dispersante puede ser boratado o no boratado. Normalmente, un dispersante boratado puede ser un dispersante de succinimida. En una modalidad, el dispersante sin cenizas contiene boro, es decir, tiene boro incorporado y suministra dicho boro a la composición lubricante. El dispersante que contiene boro puede estar presente en una cantidad para suministrar al menos 25 ppm de boro, al menos 50 ppm de boro o al menos 100 ppm de boro a la composición lubricante. En una modalidad, la composición lubricante puede estar libre de un dispersante que contiene boro, es decir, no suministra más de 10 ppm de boro a la formulación final.

El dispersante puede prepararse/obtenerse/conseguirse a partir de la reacción del anhídrido succínico mediante una reacción "eno" o "térmica", mediante lo que puede denominarse un "proceso de alquilación directa". El mecanismo de la reacción “eno” y las condiciones generales de reacción se resumen en "Maleic Anhydride", páginas 147-149, editado por B.C. Trivedi y B.C. Culbertson y publicado por Plenum Press en 1982. El dispersante que se prepara mediante un proceso que incluye una reacción "eno" puede ser una poliisobutilen succinimida que tiene un anillo carbocíclico presente en menos de 50 % en moles, o de 0 a menos de 30 % en moles, o de 0 a menos del 20 % en moles, o de 0 % en moles de las moléculas dispersantes. La reacción “eno” puede tener una temperatura de reacción de 180 °C a menos de 300 °C, o de 200 °C a 250 °C, o de 200 °C a 220 °C.

El dispersante también puede obtenerse/conseguirse a partir de un proceso asistido por cloro, que a menudo implica la química de Diels-Alder, que conduce a la formación de enlaces carbocíclicos. El proceso se conoce por un experto en la técnica. El proceso asistido por cloro puede producir un dispersante que es una poliisobutilen succinimida que tiene un anillo carbocíclico presente en 50 % en moles o más, o 60 a 100 % en moles de las moléculas dispersantes. Tanto los procesos térmicos como los asistidos por cloro se describen con mayor detalle en la Patente de Estados Unidos 7,615,521, columnas 4-5 y ejemplos preparativos A y B.

El dispersante puede tener una relación de carbonilo a nitrógeno (relación CO:N) de 5:1 a 1:10, 2:1 a 1:10, o 2:1 a 1:5, o 2:1 a 1:2. En una modalidad el dispersante puede tener una relación CO:N de 2:1 a 1:10, o 2:1 a 1:5, o 2:1 a 1:2, o 1:1,4 a 1:0,6.

El dispersante puede estar presente en 0 % en peso a 20 % en peso, 0,1 % en peso a 15 % en peso, o 0,5 % en peso a 9 % en peso o 1 % en peso a 8,5 % en peso de la composición lubricante.

En una modalidad, la composición lubricante puede ser una composición lubricante que comprende además un compuesto de molibdeno. El compuesto de molibdeno puede ser un agente antidesgaste o un antioxidante. El compuesto de molibdeno puede seleccionarse del grupo que consiste en dialquilditiofosfatos de molibdeno, ditiocarbamatos de molibdeno, sales de aminas de compuestos de molibdeno y mezclas de los mismos. El compuesto de molibdeno puede proporcionar a la composición lubricante entre 0 a 1000 ppm, o de 5 a 1000 ppm, o de 10 a 750 ppm, de 5 ppm a 300 ppm o de 20 ppm a 250 ppm de molibdeno.

Los antioxidantes incluyen olefinas sulfuradas, diarilaminas, diarilaminas alquiladas, fenoles impedidos, compuestos de molibdeno (tales como ditiocarbamatos de molibdeno), hidroxil tioéteres o mezclas de los mismos. En una modalidad, la composición lubricante incluye un antioxidante o mezclas de los mismos. El antioxidante puede estar presente en una cantidad de 0 % en peso a 15 % en peso, o 0,1 % en peso a 10 % en peso, o 0,5 % en peso a 5 % en peso, o 0,5 % en peso a 3 % en peso, o 0,3 % en peso a 1,5 % en peso de la composición lubricante.

La diarilamina o la diarilamina alquilada pueden ser una fenil-a-naftilamina (PANA), una difenilamina alquilada, o una fenilnaftilamina alquilada, o mezclas de las mismas. La difenilamina alquilada puede incluir difenilamina dinonilatada, nonil difenilamina, octil difenilamina, difenilamina di-octilada, difenilamina di-decilada, decil difenilamina y mezclas de estas. En una modalidad la difenilamina puede incluir nonil difenilamina, dinonil difenilamina, octil difenilamina, dioctil difenilamina o mezclas de estas. En una modalidad la difenilamina alquilada puede incluir nonil difenilamina o dinonil difenilamina. La diarilamina alquilada puede incluir octil, di-octil, nonil, di-nonil, decil o di-decil fenilnaftilaminas.

El antioxidante de fenol impedido a menudo contiene un grupo butilo secundario y/o un grupo butilo terciario como un grupo que impide estéricamente. El grupo fenol puede además estar sustituido con un grupo hidrocarbilo (normalmente alquilo lineal o ramificado) y/o un grupo puente que se enlaza a un segundo grupo aromático. Los ejemplos de antioxidantes fenólicos impedidos adecuados incluyen 2,6-di-terc-butilfenol, 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-etil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-propil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-butil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-dodecil-2,6-di-tercbutilfenol. En una modalidad el antioxidante de fenol impedido puede ser un éster y puede incluir, por ejemplo, Irganox™ L-135 de Ciba. Una descripción más detallada de la química adecuada de antioxidantes de fenol impedido que contienen éster se encuentra en la patente de Estados Unidos 6,559,105.

Los ejemplos de ditiocarbamatos de molibdeno, que pueden usarse como antioxidantes, incluyen los materiales comerciales que se venden bajo los nombres comerciales tales como Vanlube 822™ y Molyvan™ A de R. T. Vanderbilt Co., Ltd., y Adeka Sakura-Lube™ S-100, S-165, S-600 y 525, o mezclas de los mismos.

En una modalidad la composición lubricante incluye además un modificador de la viscosidad. El modificador de la viscosidad es conocido en la técnica y puede incluir cauchos de estireno-butadieno hidrogenados, copolímeros de etileno-propileno, polimetacrilatos, poliacrilatos, polímeros de estireno-isopreno hidrogenados, polímeros de dieno hidrogenado, polialquil estirenos, poliolefinas, ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-olefina (tales como los descritos en la solicitud internacional WO 2010/014655), ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-estireno o mezclas de los mismos.

El modificador de la viscosidad del dispersante puede 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 los modificadores de la viscosidad del dispersante se describe en la publicación internacional WO2006/015130 o las patente de los Estados Unidos 4,863,623; 6,107,257; 6,107,258; 6,117,825; y US 7,790,661. 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] a [0073]). En una modalidad el modificador de la viscosidad del dispersante puede incluir los que se describen en la patente de los Estados Unidos 7,790,661 columna 2, línea 48 a la columna 10, línea 38.

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 5 % en peso, o 0 % en peso a 4 % en peso, o 0,05 % en peso a 2 % en peso, o 0,2 % en peso a 1,2 % en peso de la composición lubricante.

En una modalidad, el modificador de la fricción puede seleccionarse del grupo que consiste en derivados de ácidos grasos de cadena larga de las aminas, ésteres grasos de cadena larga, o derivados de epóxidos grasos de cadena larga; imidazolinas grasas; sales de amina de ácidos alquilfosfóricos; alquil tartratos grasos; alquil tartrimidas grasas; alquil tartramidas grasas; glicolatos grasos; y glicolamidas grasas. El modificador de la fricción puede estar presente en 0 % en peso a 6 % en peso, o en 0,01 % en peso a 4 % en peso, o en 0,05 % en peso a 2 % en peso, o en 0,1 % en peso a 2 % en peso de la composición lubricante.

Como se usa en la presente descripción el término "alquilo graso" o "graso" en relación con modificadores de la fricción significa una cadena de carbono que tiene de 10 a 22 átomos de carbono, normalmente una cadena de carbono lineal.

Ejemplos de modificadores de la fricción adecuados incluyen derivados de ácidos grasos de cadena larga de aminas, ésteres grasos o epóxidos grasos; imidazolinas grasas tales como productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilen poliaminas; sales de amina de ácidos alquilfosfóricos; alquil tartratos grasos; alquil tartrimidas grasas; alquil tartramidas grasas; fosfonatos grasos; fosfitos grasos; fosfolípidos borados, epóxidos grasos borados; ésteres de glicerol; ésteres de glicerol borados; aminas grasas; aminas grasas alcoxiladas; aminas alcoxiladas grasas boradas; aminas grasas hidroxiladas y polihidroxiladas que incluyen hidroxi aminas grasas terciarias; hidroxialquil amidas; sales metálicas de ácidos grasos; sales metálicas de alquil salicilatos; oxazolinas grasas; alcoholes etoxilados grasos; productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilen poliaminas; o productos de reacción de ácidos carboxílicos grasos con guanidina, aminoguanidina, urea, o tiourea y sales de estos.

Los modificadores de la fricción también pueden abarcar materiales tales como compuestos grasos sulfurados y olefinas, dialquilditiofosfatos de molibdeno, ditiocarbamatos de molibdeno, monoéster de aceite de girasol o aceite de soja de un poliol y un ácido carboxílico alifático.

En una modalidad el modificador de fricción puede ser un éster de ácido graso de cadena larga. En otra modalidad el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un monoéster y en otra modalidad el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un triglicérido.

La composición lubricante incluye opcionalmente al menos un agente antidesgaste. Los ejemplos de agentes antidesgaste adecuados incluyen compuestos de titanio, derivados de ácido tartárico tales como ésteres de tartrato, amidas o tartrimidas, sales de amina solubles en aceite de compuestos de fósforo, olefinas sulfuradas, dihidrocarbilditiofosfatos metálicos (tales como dialquilditiofosfatos de zinc), fosfitos (tales como dibutil fosfito), fosfonatos, compuestos que contienen tiocarbamato, tales como ésteres de tiocarbamato, amidas de tiocarbamato, éteres tiocarbámicos, tiocarbamatos acoplados al alquileno, bis(S-alquilditiocarbamil) disulfuros.

El agente antidesgaste puede incluir en una modalidad un tartrato o tartrimida como se describe en la publicación Internacional WO 2006/044411 o la patente canadiense CA 1183125. El tartrato o tartrimida puede contener grupos alquiléster, donde la suma de átomos de carbono en los grupos alquilo es al menos 8. El agente antidesgaste puede, en una modalidad, incluir un citrato como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos 20050198894. La composición lubricante puede incluir además un agente antidesgaste que contenga fósforo. Normalmente el agente antidesgaste que contiene fósforo puede ser un dialquilditiofosfato, fosfito, fosfato, fosfonato de zinc, y sales de fosfato de amonio, o mezclas de estos. Los dialquilditiofosfatos de zinc se conocen en la materia. El agente antidesgaste puede estar presente en 0 % en peso a 3 % en peso, o en 0,1 % en peso a 1,5 % en peso, o en 0,5 % en peso a 0,9 % en peso de la composición lubricante.

Otra clase de aditivos incluye compuestos de titanio solubles en aceite como se describe en los documentos US 7,727,943 y US2006/0014651. Los compuestos de titanio solubles en aceite pueden funcionar como agentes antidesgaste, modificadores de la fricción, antioxidantes, aditivos de control de sedimentos, o más de una de estas funciones. En una modalidad el compuesto de titanio soluble en aceite es un alcóxido de titanio (IV). El alcóxido de titanio se forma a partir de un alcohol monohídrico, un poliol o mezclas de estos. Los alcóxidos monohídricos pueden tener de 2 a 16, o de 3 a 10 átomos de carbono. En una modalidad, el alcóxido de titanio es isopropóxido de titanio (IV). En una modalidad, el alcóxido de titanio es 2-etilhexóxido de titanio (IV). En una modalidad, el compuesto de titanio comprende el alcóxido de un 1,2-diol o poliol adyacente. En una modalidad, el 1,2-diol adyacente comprende un monoéster de ácido graso de glicerol, a menudo el ácido graso es ácido oleico.

En una modalidad, el compuesto de titanio soluble en aceite es un carboxilato de titanio. En una modalidad el carboxilato de titanio (IV) es neodecanoato de titanio.

Los inhibidores de espuma que pueden ser útiles en las composiciones descritas en la presente descripción incluyen polisiloxanos, copolímeros de acrilato de etilo y acrilato de 2-etilhexilo y opcionalmente acetato de vinilo; desemulsionantes que incluyen polisiloxanos fluorados, trialquil fosfatos, polietilenglicoles, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno y polímeros de (óxido de etileno-óxido de propileno).

Los depresores del punto de fluidez que pueden ser útiles en las composiciones descritas en la presente descripción incluyen polialfaolefinas, ésteres de copolímeros de anhídrido maleico y estireno, poli(meta)acrilatos, poliacrilatos o poliacrilamidas.

Los desemulsionantes incluyen trialquilfosfatos, y varios polímeros y copolímeros de etilenglicol, óxido de etileno, óxido de propileno o mezclas de los mismos diferentes del poliéter acilado no terminado en hidroxilo de la invención. Los desactivadores de metales incluyen derivados de benzotriazoles (normalmente toliltriazol), 1,2,4-triazoles, bencimidazoles, 2-alquilditiobencimidazoles o 2-alquilditiobenzotiazoles. Los desactivadores de metales también pueden describirse como inhibidores de la corrosión.

Los agentes de expansión de sellos incluyen derivados de sulfoleno Exxon Necton-37™ (FN 1380) y Exxon Mineral Seal Oil™ (FN 3200).

Una composición lubricante de motor en diferentes modalidades puede tener una composición como se describe en la siguiente tabla:

Aplicación industrial

La presente invención proporciona una disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna. Los componentes del motor pueden tener una superficie de acero o aluminio.

Una superficie de aluminio puede derivarse de 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 diámetro interior de cilindro, bloque de cilindros 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).

En una modalidad el motor de combustión interna puede ser un motor de combustible diésel (normalmente un motor diésel de servicio pesado), un motor de gasolina, un motor de gas natural, un motor de mezcla de gasolina/alcohol o un motor de combustión interna de hidrógeno. En una modalidad el motor de combustión interna puede ser un motor de diésel y, en otra modalidad un motor de gasolina. En una modalidad el motor de combustión interna puede ser un motor diésel de servicio pesado. En una modalidad el motor de combustión interna puede ser un motor de gasolina tal como un motor de inyección directa de gasolina.

El motor de combustión interna puede ser un motor de 2 tiempos o 4 tiempos. Los motores de combustión interna adecuados incluyen motores diésel marinos, motores de pistón de aviación, motores diésel de baja carga y motores de automóviles y camiones. El motor diésel marino puede lubricarse con un lubricante para cilindros diésel marino (normalmente en un motor de 2 tiempos), un aceite de sistema (normalmente en un motor de 2 tiempos) o un lubricante de cárter (normalmente en un motor de 4 tiempos). En una modalidad, el motor de combustión interna es un motor de 4 tiempos.

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 (ASTM D-874). El contenido de azufre del aceite lubricante de 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 0,04 % en peso a 0,12 % en peso. En una modalidad el contenido de fósforo puede ser de 100 ppm a 1000 ppm, o de 200 ppm a 600 ppm. El contenido total de cenizas sulfatadas puede ser de 0,3 % en peso a 1,2 % en peso, o de 0,5 % en peso a 1,2 % o 1,1 % en peso en peso de la composición lubricante. En una modalidad el contenido de cenizas sulfatadas puede ser de 0,5 % en peso a 1,2 % en peso de la composición lubricante.

En una modalidad, la composición lubricante puede ser un aceite de motor, en donde la composición del 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 0,12 % en peso o menos, y (iii) un contenido de cenizas sulfatadas de 0,5 % en peso a 1,1 % en peso de la composición lubricante.

Como se usa en la presente descripción, el término "sustituyente de hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" se usa en su sentido ordinario, el cual se conoce bien por aquellos 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, que incluye sustituyentes alifáticos, alicíclicos y aromáticos; sustituyentes hidrocarbonados sustituidos, es decir, sustituyentes que contienen grupos no hidrocarbonados que, en el contexto de esta invención, no alteran la naturaleza predominantemente hidrocarbonada del sustituyente; y heterosustituyentes, es decir, sustituyentes que de forma similar tienen un carácter predominantemente hidrocarbonado pero que contienen algún elemento distinto de carbono en un anillo o cadena. Una definición más detallada del término "sustituyente de hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" se describe en los párrafos [0118] a [0119] de la publicación internacional WO2008147704, o una definición similar en los párrafos [0137] a [0141] de la solicitud publicada de Estados Unidos 2010 -0197536.

Los siguientes ejemplos proporcionan ilustraciones de la invención. Estos ejemplos no son exhaustivos y no pretenden limitar el alcance de la invención.

Ejemplos

Procedimiento general para la preparación de ésteres de borato o ésteres de titanato: Se cargó un matraz RB de 3 bocas de 250 ml equipado con agitador magnético, condensador de agua, termopar, trampa Dean-Stark y entrada de nitrógeno con: butóxido de titanio (IV)/ tributóxido de boro y un reactivo de polialquilenglicol. La mezcla se agita bajo nitrógeno a 180 °C durante 6 horas, tiempo durante el cual se recoge 1-butanol en la trampa Dean-Stark. La reacción se detiene y la mezcla se concentra a presión reducida para eliminar los residuos de 1-butanol. El material resultante se recoge.

ADD A: Aducto de un equivalente de boro y tres equivalentes del alcóxido (derivado de Synalox® 100-120B polialquilenglicol). El polialquilenglicol Synalox (disponible de Dow Chemical) es un polímero de propilenglicol con un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 2000, y el polímero tiene un grupo terminal hidroxi y un grupo terminal éter n-butílico.

ADD B: Aducto de un equivalente de titanio(IV) y cuatro equivalentes del alcóxido (derivado de Synalox® 100-120B polialquilenglicol). El polialquilenglicol Synalox es un polímero de propilenglicol con un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 2000, y el polímero tiene un grupo terminal hidroxi y un grupo terminal n-butiléter. ADD C. Aducto de un equivalente de boro y tres equivalentes del alcóxido (derivado del polialquilenglicol Brij® 93). El polialquilenglicol Brij (disponible de Aldrich Chemicals) es un oligómero de etilenglicol con un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 357, y el oligómero tiene un grupo terminal hidroxi y un grupo terminal oleil éter.

También se incluyen ejemplos adicionales que demuestran aún otras modalidades de la invención. Estos materiales se preparan de manera similar a la anterior con la relación de polialquilenglicol ajustada según sea necesario para preparar los materiales descritos. Todos los ejemplos preparativos se resumen en la siguiente tabla:

Procedimiento general para la preparación de tiocarbamato: A un matraz de fondo redondo de 5000 mL de 4 bocas equipado con agitador mecánico, termopozo, entrada de nitrógeno y condensador de Friedrich se le añade isocianato y tolueno. La reacción se recubre con nitrógeno y se agita moderadamente. A la disolución se añade una cantidad catalítica de trietilamina. Luego se añade mercaptano gota a gota durante un período de tiempo. El mercaptano se añade a una velocidad para asegurar que se controle la exotermia. La disolución se calienta a 65 °C y se mantiene con agitación durante 2 horas. La reacción se controla mediante análisis IR hasta que el espectro IR permanece sin cambios. El disolvente se elimina al vacío para proporcionar el producto final como un sólido blanco. ADD D PhNHCOSC-i2H25-producto de reacción de 1 equivalente de fenilisocianato y 1 equivalente de 1-dodecil mercaptano.

Se prepara una serie de lubricantes de motor 5W-30 en aceite base de viscosidad lubricante del Grupo III 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, diarilamina y olefina sulfurada), dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), así como otros aditivos de rendimiento como se indica a continuación (Tabla 1).

Tabla 1 - Formulaciones de composición de aceite lubricante

Las formulaciones se evaluaron en banco de sedimento de Prueba de Simulación de Aceite de Motor de Termooxidación TEOST 33C descrito en ASTM D6335. Los resultados se resumen en la Tabla 2.

Tabla 2. Prueba de banco de sedimento D6335

El resultado indicó que la adición de 0,3 % de ADD A a la referencia proporcionó un aumento significativo del control de sedimentos en comparación con la referencia y el ejemplo comparativo 1, que contiene 0,3 % del polialquilenglicol de la invención.

Se prepara una serie de lubricantes de motor 5W-30 en aceite base de viscosidad lubricante del Grupo III 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, diarilamina y olefina sulfurada), dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), así como otros aditivos de rendimiento como se indica a continuación (Tabla 3).

Tabla 3 - Formulaciones de composición de aceite lubricante

Las formulaciones se evaluaron en banco de sedimento de Prueba de Simulación de Aceite de Motor de Termooxidación TEOST 33C mediante el uso de ASTM D6335. Los resultados se resumen en la Tabla 4.

Tabla 4. Prueba de banco de sedimento D6335

El resultado indicó que la adición de 0,2 % de ADD B a la referencia proporcionó un aumento significativo del control de sedimento en comparación con la referencia y el ejemplo comparativo 2, que contiene 0,2 % de polialquilenglicol. 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, diarilamina y olefina sulfurada), dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), así como otros aditivos de rendimiento como se indica a continuación (Tabla 5).

Tabla 5 - Formulaciones de composición de aceite lubricante

Tabla 6. Prueba de banco de corrosión a alta temperatura modificada

El resultado indicó que la adición de 0,3 % y 0,6 % de ADD C a la referencia redujo significativamente la corrosión del cobre en comparación con una referencia que no contiene ADD C.

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, diarilamina y olefina sulfurada), dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), así como otros aditivos de rendimiento como se indica a continuación (Tabla 7).

Tabla 7 - Formulaciones de composición de aceite lubricante

Las formulaciones se evaluaron en la Prueba de Banco de Corrosión a Alta Temperatura Modificada HTCBT. Los resultados se resumen en la Tabla 8.

Tabla 8. Prueba de banco de corrosión a alta temperatura modificada

El resultado indicó que la adición de 0,1 % de ADD C redujo significativamente la corrosión de Pb en comparación con la referencia 2. Sin embargo, esto estuvo acompañado por un aumento de la corrosión de Cu respecto a la referencia. La adición de 0,1 % de ADD C y 0,85 % de ADD D redujo la corrosión de Cu y Pb en comparación con la formulación de referencia 2.

Los resultados indican que una composición lubricante descrita en la presente descripción es capaz de proporcionar al menos uno de (i) manejo mejorado de lodos, (ii) corrosión reducida de plomo o cobre, (iii) mayor resistencia a la oxidación y/o (iv) disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna.

Se conoce que algunos de los materiales que se describieron anteriormente pueden interactuar en la formulación final, de manera que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de aquellos que se añadieron inicialmente. Los productos que se forman de ese modo, que incluyen los productos que se forman tras emplear la composición lubricante de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una descripción fácil. No obstante, todas dichas modificaciones y productos de reacción se incluyen dentro del alcance de la presente invención; la presente invención abarca la composición que se prepara mediante la mezcla de los componentes que se describieron anteriormente.

A menos que se indique de otra manera, cada producto químico o composición a que se hace referencia en la presente descripción debe interpretarse como un material de grado comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros materiales similares que típicamente se entiende que están presentes en el grado comercial. Sin embargo, la cantidad de cada componente químico se presenta con exclusión de cualquier aceite disolvente o diluyente, que habitualmente puede estar presente en el material comercial, a menos que se indique de otra manera. 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 cantidades para cada elemento de la invención pueden usarse junto con intervalos o cantidades para cualquiera de los otros elementos.

Si bien la invención se ha explicado en relación con sus modalidades preferidas, debe entenderse que diversas modificaciones de esta serán evidentes para los expertos en la técnica al leer la especificación. Por lo tanto, debe entenderse que la invención descrita en la presente descripción pretende cubrir tales modificaciones que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Uso de un producto de reacción de un ácido de Lewis inorgánico trivalente a tetravalente y un poliéter terminado en hidroxilo, en donde la relación molar del poliéter y el ácido de Lewis inorgánico es 1:1 o mayor, en donde el ácido de Lewis inorgánico comprende un metal de transición de bloque D trivalente o tetravalente o un elemento del Grupo III de bloque P o del Grupo IV de bloque P trivalente o tetravalente, en una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante, en donde la composición lubricante no es una grasa, para proporcionar una disminución de la formación de sedimentos en un motor de combustión interna.

2. El uso de la reivindicación 1, en donde el producto de reacción está presente del 0,05 % en peso al 5 % en peso de la composición lubricante.

3. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el poliéter es un homopolímero o un copolímero.

4. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el poliéter es un copolímero que comprende unidades derivadas de la Fórmula I:

R4

Fórmula I

en donde:

R³es hidrógeno, -R6OH, -R⁶NH², -(C=O)R6, -R6-N(H)C(=O)R6 o un grupo hidrocarbilo de 1 a 30 átomos de carbono,

R⁴es H, o un grupo hidrocarbilo de 1 a 10 átomos de carbono,

R⁵es un grupo hidrocarbilo de cadena lineal o ramificada de 1 a 6 átomos de carbono, R6 es un grupo hidrocarbilo de 1 a 20 átomos de carbono,

Y es -NR⁷R⁸, -OH, -R⁶NH²o -R^aOH,

R⁷y R8, independientemente, son H, o un grupo hidrocarbilo de 1 a 50 átomos de carbono en el que hasta un tercio de los átomos de carbono está sustituido por N o funcionalizado con poliéter adicional de Fórmula I, y

m es un número entero de 2 a 50,

con la condición de que al menos uno de R³o Y forme un grupo hidroxilo.

5. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el poliéter es un polialquilenglicol terminado en hidroxilo seleccionado entre homopolímeros o copolímeros de etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol terminados en hidroxilo o mezclas de los mismos.

6. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el ácido de Lewis inorgánico comprende un metal de transición de bloque D trivalente o tetravalente seleccionado de titanio, cromo, hierro, cobre o zinc.

7. El uso de la reivindicación 6, en donde el metal de transición de bloque D es titanio.

8. El uso de cualquier reivindicación anterior 1 a 5, en donde el ácido de Lewis inorgánico comprende un elemento del Grupo III de bloque P o del Grupo IV de bloque P trivalente o tetravalente seleccionado de boro, aluminio o silicio.

9. El uso de la reivindicación 8, en donde el elemento del Grupo III de bloque P o del Grupo IV de bloque P es boro.

10. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el ácido de Lewis inorgánico es ácido bórico, BF³, BC^h, TiCÍ⁴, Ti(OH)⁴, B(OR)³, Ti(OR)⁴o ZnC^h, en donde los grupos R se seleccionan de metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, sec-butilo y terc-butilo.

11. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde el ácido de Lewis inorgánico es ácido bórico, BF³, BCI³, TÍCI⁴, Ti(OH)⁴o ZnCl².

12. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde la composición lubricante comprende además un inhibidor de la corrosión.

13. El uso de la reivindicación 12, en donde el inhibidor de la corrosión comprende un inhibidor de la corrosión que contiene azufre.

14. El uso de la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde el inhibidor de la corrosión está presente del 0,01 % en peso al 5 % en peso de la composición lubricante.

15. El uso de cualquier reivindicación anterior, en donde la composición lubricante comprende además un detergente que contiene metal sobrebasificado, o mezcla del mismo.