FR2515200A1 - Composition d'huile lubrifiante contenant 1,2-alcanediol borate et son application a la reduction du bruit emis par des freins a disques immerges dans l'huile - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A TRAIT AU DOMAINE DES HUILES LUBRIFIANTES. ELLE CONCERNE DES HUILES LUBRIFIANTES ADDITIONNEES DE 1,2-ALCANEDIOLS BORATES. APPLICATION A LA REDUCTION DU BRUIT DE FREINS A DISQUES IMMERGES DANS L'HUILE.

Description

La présente invention concerne des composi-

tions d'huile lubrifiante, notamment des compositions de ce type qui peuvent être utilisées comme fluides fonctionnels dans des systèmes nécessitant des fluides hydrauliques de couplage et/ou la lubrification de pièces mobiles les unes par rapport aux autres Elle a plus particulièrement trait à des fluides fonctionnels destinés à être utilisés dans la lubrification d'engins

lourds, notamment de tracteurs débitant une grande puis-

sance, ainsi qu'à la réduction du broutage des freins

dans ces engins.

L'utilisation d'engins lourds tels qu'un

tracteur, a accentué la demande de compositions lubri-

fiantes à grande performance Les tracteurs modernes ont de nombreux organes assistés tels que direction et freins Des freins assistés sont de préférence des freins du type à disques, attendu qu'ils ont une plus

grande capacité de freinage Les freins à disques préfé-

rés sont les freins de type humide, qui sont immergés dans un lubrifiant et qui sont, par conséquent, isolés

de la crasse et des poussières.

Ces freins présentent au moins un inconvé-

nient, à savoir le broutage ou grincement Ce phénomène est un bruit très déplaisant qui se manifeste lorsque

le frein est serré Dans le passé, des agents modifi-

cateurs de friction tels que l'hydrogénophosphite de

dioléyle ont été ajoutés à la composition de lubrifica-

tion des freins pour réduire le broutage Des composi-

tions lubrifiantes contenant cet additif tendent à s'user

très rapidement, notamment à haute température.

Une autre complication de l'élimination du broutage des freins est le désir d'utiliser le même liquide fonctionnel, non seulement pour la lubrification des freins, mais aussi pour lubrifier d'autres parties du tracteur, par exemple les prises de force hydraulique et mécanique, la transmission du tracteur, les pignons et les paliers, etc Le liquide fonctionnel doit agir comme lubrifiant, agent de transfert d'énergie et milieu de transfert de chaleur L'obtention d'un fluide formulé pour satisfaire à toutes ces exigences sans broutage des

freins est difficile.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 151 077 enseigne l'utilisation de triméthylolalcanes mono-acylés boratés comme additifs pour le carburant du moteur et l'huile lubrifiante Il fait connaître que les additifs réduisent le phénomène d'allumage en surface dans un moteur à combustion interne et inhibent l'accumulation

de dépôts dans le carburateur.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2 795 548 révèle l'utilisation de compositions d'huile lubrifiante contenant des 1,2-alcanediols boratés Les compositions

d'huile sont utilisées dans le carter d'un moteur à com-

bustion interne en vue de réduire l'oxydation de l'huile

et la corrosion des pièces métalliques du moteur.

La Demanderesse vient de découvrir que des

1,2-alcanediols boratés solubles dans les huiles, de for-

mule I:-

R CH CH 2

B I

I *OH

dans laquelle R est un groupe alkyle contenant 8 à 28 ato-

mes de carbone, agissent comme des agents propres à modi-

fier la friction qui, lorsqu'on les ajoute à une huile

lubrifiante, présentent de bonnes caractéristiques anti-

broutage. Plus particulièrement, l'invention a trait à un procédé pour réduire le broutage entre des freins à disques immergés dans une huile par lubrification des surfaces en contact desdits freins avec une composition comprenant une quantité dominante d'une huile lubrifiante

additionnée d'une quantité efficace, pour réduire le brou-

tage, d'un 1,2-alcanediol boraté de formule I. Les alcane-1,2-diols boratés de formule I qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont ceux qui ont 10 à 30 et, de préférence 10 à 20 atomes de carbone On peut utiliser des composés à nombre déterminé d'atomes de carbone, tels que le décane-1,2-diol borate, l'octadécane-1,2-diol borate, l'eicosane-1, 2-diol borate, le tricontane-1,2-diol borate, etc, mais on donne la préférence à un mélange de composés ayant plusieurs nombres

d'atomes de carbone Des mélanges représentatifs compren-

nent les 1,2-diols boratés d'alcanes ayant un nombre d'atomes de carbone de 10 à 30 inclus; les 1,2-diols boratés d'alcanes ayant 12, 14, 16, 18 et 20 atomes de

carbone; les 1,2-diols boratés d'alcanes ayant des nom-

bres d'atomes de carbone de 15 à 20 (inclus), les 1,2-

diols boratés d'alcanes ayant des nombres d'atomes de carbone de 15 à 18 inclus; les 1,2-diols boratés d'alcanes ayant des nombres d'atomes de carbone de 20 à 24 inclus; les 1,2-diols boratés d'alcanes ayant 24, 26 et 28 atomes de carbone, etc. Les 1,2-alcanediols à longue chaîne boratés sont préparés par boratation d'un 1,2-alcanediol à longue chaîne de formule:

R CH CH 2

I II

OH OH

dans laquelle R a la définition donnée ci-dessus, avec une quantité stoechiométrique d'acide borique, en éliminant

l'eau de réaction par distillation azéotrope On consi-

dère que la réaction s'effectue d'après le schéma sui-

vant: R CH CH 2 + B(OH)3 solvant R CH CH 2

I I /X'' I I

l l A l l

OH OH O OB/O

OH o R est un groupe alkyle contenant 8 à 28 atomes de carbone. On peut conduire la réaction à une température comprise dans la plage de 60 à 1350 C, en présence de tout solvant organique convenable tel que le méthanol, le benzène, les xylènes, le toluène, l'huile neutre, etc Si le solvant ne forme pas d'azéotrope avec l'eau, on inclut une quantité suffisante d'un agent-formant un azéotrope pour éliminer

l'eau par distillation azéotrope.

Les diols qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont disponibles dans le commerce ou

sont préparés aisément à partir de la 1-oléfine correspon-

dante par des procédés bien connus dans l'art antérieur.

Par exemple, on fait tout d'abord réagir l'oléfine avec un peracide tel que l'acide peroxacétique ou avec le peroxyde d'hydrogène additionné d'acide formique pour former un alcane-1,2-époxyde qui est aisément hydrolysé en l'alcane-1,2-diol par catalyse acide ou basique Dans un autre procédé, l'oléfine est tout d'abord halogénée en un 1,2- dihalogénalcane qui est ensuite hydrolysé en un alcane-1,2-diol par réaction d'abord avec l'acétate

de sodium, puis avec l'hydroxyde de sodium.

Des 1-oléfines peuvent être obtenues par

craquage thermique de cires Ce procédé produit des olé-

fines de tous nombres d'atomes de carbone Des 1-oléfines ayant un nombre pair d'atomes de carbone sont préparées

par la réaction bien connue de "croissance" de l'éthylène.

Des oléfines obtenues par l'un ou l'autre de ces procédés sont essentiellement linéaires quant à leur structure, avec peu ou pas de ramification Des oléfines linéaires constituent les oléfines de choix pour la transformation

en alcane-1,2-diols.

Les compositions lubrifiantes utilisées dans

le procédé de l'invention contiennent une quantité domi-

nante d'une huile lubrifiante et une proportion d'environ 0,1 à 5,0 % en poids du 1,2-alcanediol boraté de formule 1, de préférence 0,5 à 2 % en poids sur la base du poids

de la composition totale La quantité-optimale d'un 1,2-

alcanediol boraté dans ces plages varie légèrement selon l'huile de base et les autres additifs présents dans l'huile. Des concentrés d'additifs entrent également dans le cadre de l'invention Dans l'additif sous la forme concentrée, le 1,2-alcanediol boraté est présent à une concentration allant de 5 à 50 % en poids. Les compositions lubrifiantes sont préparées par mélange, par des techniques classiques, de la quantité appropriée du 1,2-alcanediol boraté désiré avec l'huile lubrifiante Lorsqu'on prépare des concentrés, la quantité d'huile lubrifiante est limitée, mais elle est suffisante

pour dissoudre la quantité désirée de 1,2-alcanediol boraté.

Généralement, le concentré renferme une quantité suffi-

sante de 1,2-alcanediol boraté pour permettre la dilution

subséquente avec 1 à 10 fois plus d'huile lubrifiante.

L'huile lubrifiante qui peut être utilisée dans la mise en oeuvre de l'invention comprend une grande

variété d'huiles hydrocarbonées dérivées de sources syn-

thétiques ou naturelles, par exemple des huiles à base naphténique, à base paraffinique et à base mixte, obtenues par raffinage de pétrole brut D'autres huiles lubrifiantes dérivées d'huile de schiste, de sables bitumineux ou de charbon sont également utiles Les huiles lubrifiantes peuvent être utilisées individuellement ou en associations, lorsqu'elles sont miscibles Les huiles lubrifiantes ont généralement une viscosité Saybolt comprise dans la plage de 50 à 5000 secondes universelles, et habituellement de à 1500 secondes universelles, à 37,80 C Les huiles

de choix ont une cote de 10 à 40 et leur structure est pa-

raffinique.

Dans certains circuits de tracteurs dans les-

quels le liquide de freinage est maintenu dans un carter

séparé, la composition d'huile hydrocarbonée et de 1,2-

alcanediol boraté de l'invention est un lubrifiant suffi-

sant et peut être utilisée telle quelle Toutefois, dans les circuits de tracteurs plus classiques dans lesquels il existe un carter commun à tous les fluides fonctionnels, par exemple le lubrifiant de la transmission, le fluide hydraulique, etc, l'huile lubrifiante est formulée avec divers additifs Ces additifs comprennent des antioxydants, des détergents, des dispersants, des inhibiteurs de rouille, des inhibiteurs de moussage, des inhibiteurs de corrosion, des agents anti-usure, des agents améliorant l'indice de viscosité (IV), des agents limitant le frottement, des

agents de gonflement des élastomères, des agents d'extrême-

pression (EP),des agents abaissant le point d'écoulement et des désactivateurs de métaux Tous ces additifs sont

bien connus dans le domaine des huiles lubrifiantes.

Les additifs que l'on peut incorporer avanta-

geusement aux huiles lubrifiantes auxquelles les 1,2-

alcanediols boratés de formule I sont ajoutés, sont les

détergents solubles dans les huiles, tels que les hydro-

carbylsulfonates de métaux alcalins ou alcalino-terreux ou les phénates de métaux alcalins ou alcalino-terreux ou leurs mélanges, des additifs d'extrême-pression tels que les dihydrocarbyldithiophosphates de métaux du Groupe II et des dispersants tels que les alcénylsuccinimides

ou succinates ou leurs mélanges.

Les hydrocarbylsulfonates de métaux alcalins ou alcalino-terreux peuvent être un sulfonate de pétrole, des sulfonates aromatiques alkylés par synthèse ou des sulfonates aliphatiques tels que ceux qui sont dérivés

de polyisobutylène L'une des fonctions les plus impor-

tantes des sulfonates est leur action comme détergent et dispersant Ces sulfonates sont bien connus dans l'art antérieur Le groupe hydrocarbyle doit avoir un nombre suffisant d'atomes de carbone pour rendre la molécule de sulfonate soluble dans l'huile La portion hydrocarbyle a avantageusement au moins 20 atomes de carbone et peut

être aromatique ou aliphatique, mais elle est ordinaire-

ment alkylaromatique On apprécie notamment l'utilisation des sulfonates de calcium, magnésium ou baryum de nature aromatique. Certains sulfonates sont normalement préparés par sulfonation d'une fraction de pétrole portant des groupes aromatiques, habituellement des groupes mono ou dialkylbenzènes, puis formation du sel métallique de l'acide sulfonique obtenu D'autres charges utilisées pour la préparation de ces sulfonates comprennent des benzènes

alkylés par voie de synthèse et des hydrocarbures alipha-

tiques préparés par polymérisation d'une mono-oléfine ou d'une dioléfine, par exemple un groupe polyisobutényle

préparé par polymérisation d'isobutène Les sels métalli-

ques sont formés directement ou par métathèse, par des

procédés bien connus.

Les sulfonates peuvent être neutres ou bien

ils peuvent être rendus surbasiques, leur indice de basi-

cité atteignant ou dépassant environ 400 L'anhydride

carbonique constitue la matière le plus couramment uti-

lisée pour produire les sulfonates basiques ou rendus surbasiques On peut utiliser des mélanges de sulfonates neutres et rendus surbasiques Les sulfonates neutres sont ordinairement utilisés de manière qu'il y ait 5 à

millimoles de sulfonate par kilogramme de la composi-

tion totale Les sulfonates neutres sont avantageusement

présents en proportion de 10 à 20 millimoles par kilo-

gramme de la composition totale et les sulfonates rendus

surbasiques sont présents en proportion de 50 à 200 milli-

moles par kilogramme de la composition totale.

Les phénates pouvant être utilisés dans la présente invention sont des produits classiques qui sont les sels de métaux alcalins ou alcalinoterreux de phénols

alkylés L'une des fonctions des phénates est de se com-

porter comme un détergent et un dispersant Les phénols

peuvent être mono-alkylés ou polyalkylés.

La portion alkyle de l'alkylphénate est pré-

sente pour conférer au phénate sa solubilité dans l'huile.

La portion alkyle peut provenir de sources naturelles ou synthétiques Des sources naturelles comprennent des hydrocarbures du pétrole tels que l'huile blanche et la cire Etant dérivée du pétrole, la portion hydrocarbonée consiste en un mélange de différents groupes hydrocarbyle, dont la composition particulière dépend de l'huile de base

particulière qui a été utilisée comme matière de départ.

Des sources synthétiques convenables comprennent divers

2515 Z O O

a alcènes et divers dérivés d'alcanes disponibles dans le comoerce qui, lorsqu'on les fait réagir avec le phénol, donnent

un alkylphénol Des radicaux convenables obtenus compren-

nent les radicaux butyle, hexyle, octyle, décyle, dodécyle, hexadécyle, eicosyle, tricontyle, etc D'autres sources synthétiques convenables du radical alkyle comprennent

des polymères oléfiniques tels que polypropylène, poly-

butylène, polyisobutylène, etc. Le groupe alkyle peut être un groupe alkyle à chaine droite ou à chaîne ramifiée, saturé ou non

saturé (s'il n'est pas saturé, il ne contient de préfé-

rence pas plus de 2 et généralement pas plus d'un site

de non-saturation ol 6 finique) Les radicaux alkyle con-

tiennent généralement 4 à 30 atomes de carbone Lorsque le phénol porte un seul substituant alkyle, le radical alkyle doit en général contenir au moins 8 atomes de

carbone Le phénate peut être sulfuré, le cas échéant.

Il peut être neutre ou rendu surbasique et dans le second cas, son indice de basicité a une valeur de 200 à 300 ou davantage On peut utiliser des mélanges de phénates

neutres et rendus surbasiques.

Les phénates sont ordinairement présents dans l'huile de manière qu'ii y en ait 10 à 60 millimoles par kilogramme de composition totale De préférence, les phénates neutres sont présents en proportion de 20 à millimoles par kilogramme de composition totale et

les phénates rendus surbasiques sont présents en propor-

tion de 50 à 200 millimoles par kilogramme de composition

totale Des métaux appréciés sont le calcium, le magné-

sium, le strontium ou le baryum.

Les alkylphénates sulfurés de métaux alcalino-

terreux peuvent aussi être utilisés On obtient ces sels par divers procédés tels que le traitement du produit de neutralisation d'une base de métal alcalino-terreux et d'un alkylphénol avec le soufre Le soufre, sous la forme élémentaire, est avantageusement ajouté au produit de

neutralisation et amené à réagir à des températures éle-

vées pour produire l'alkylphénate de métal alcalino-

terreux sulfuré.

Si, pendant la réaction de neutralisation, il a été ajouté une plus grande quantité de base de métal

alcalino-terreux qu'il n'en était nécessaire pour neu-

traliser le phénol, on obtient un alkylphénate de métal alcalino-terreux sulfuré basique (voir, par exemple, le

procédé du brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 680 096).

On peut obtenir une basicité additionnelle en ajoutant

de l'anhydride carbonique à l'alkylphénate alcalino-

terreux sulfuré basique La base de métal alcalino-terreux en excès peut être ajoutée après l'étape de sulfuration,

mais on l'ajoute avantageusement en même temps que l'addi-

tion de la base de métal alcalino-terreux pour neutraliser

le phénol.

L'anhydride carbonique est la matière utilisée le plus communément pour produire les phénates basiques

ou "rendus surbasiques" Un procédé dans lequel des alkyl-

phénates de métaux alcalino-terreux sulfurés basiques sont produits par addition d'anhydride carbonique est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

N 3 178 368.

Les sels de métaux du Groupe II des acides dihydrocarbyldithiophosphoriques sont doués de propriétés anti-usure, antioxydantes et de stabilité thermique Des sels de métaux du Groupe II d'acides phosphorodithiolques ont été décrits antérieurement (voir, par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 390 080, colonnes 6 et 7, o ces composés et leur préparation sont décrits d'une manière générale) Les sels de métaux du Groupe II des acides dihydrocarbyldithiophosphoriques pouvant être

utilisés dans la composition d'huile lubrifiante de l'in-

vention contiennent avantageusement une proportion d'envi-

ron 4 à environ 12 atomes de carbone dans chacun des radicaux hydrocarbyle et peuvent être égaux ou différents, et aromatiques, alkyliques ou cycloalkyliques Des groupes hydrocarbyle appréciés sont des groupes alkyle contenant 4 à 8 atomes de carbone et sont représentés par les groupes butyle, isobutylé, sec -butyle, hexyle, isohexyle, octyle,

2-éthylhexyle, etc Les métaux qui conviennent à la forma-

tion de ces sels comprennent le baryum, le calcium, le strontium, le zinc et le cadmium, parmi lesquels on donne la préférence au zinc Le sel de métal du Groupe II d'un acide dihydro-

carbyldithiophosphorique répond avantageusement à la for-

mule suivante: LR Po S Mi

3 2

dans laquelle: R 2 et R 3 représentent, chacun, indépendamment, des radicaux hydrocarbyle tels que définis ci-dessus, et M 1 représente un cation de métal du Groupe II

comme décrit ci-dessus.

Les sels dithiophosphoriques sont présents dans la composition d'huile lubrifiante en une quantité efficace pour inhiber l'usure et l'oxydation de l'huile lubrifiante La quantité préconisée va d'environ 3 à millimoles de sel dithiophosphorique par kilogramme de composition totale Le sel est très avantageusement

présent en une quantité allant d'environ 15 à 20 milli-

moles par kilogramme de composition d'huile lubrifiante

totale -

L'alcénylsuccinimide ou succinate ou leurs mélanges sont présents, entre autres fonctions, pour agir comm Ee dispersant et pour empocher la formation de dépôts Les alcénylsuccinimides et succinates sont bien connus dans l'art antérieur Les alcénylsuccinimides sont le produit de réaction d'un anhydride succinique substitué

par un polymère polyoléfinique avec une amine, de préfé-

rence une polyalkylènepolyamine, et les alcénylsuccinates sont les produits de-réaction d'un anhydride succinique substitué par un polymère polyoléfinique avec des alcools, phénols et naphtols monohydroxyliques et polyhydroxyliques, de préférence un alcool polyhydroxylique contenant au moins 1 1 trois radicaux hydroxy Les anhydrides succiniques à substituant polyoléfinique sont obtenus par réaction d'un polymère polyoléfinique ou d'un dérivé de ce polymère avec l'anhydride maléique L'anhydride succinique ainsi obtenu est amené à réagir avec l'amine ou le composé hydroxylique La préparation des alcénylsuccinimides a été décrite de nombreuses fois dans l'art antérieur (voir, par exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique

N 3 390 082, N 3 219 666 et N 3 172 892) La prépara-

tion des alcénylsuccinates a aussi été décrite dans l'art antérieur (voir, par exemple, les brevets des Etats-Unis

d'Amérique N 3 381 022 et N 3 522 179).

Des résultats particulièrement convenables

peuvent être obtenus avec les compositions d'huile lubri-

fiante de la présente invention lorsque l'alcénylsuccini-

mide ou succinate est un anhydride succinique à substituant

polyisobutène d'une polyalkylènepolyamine ou, respecti-

vement, d'un alcool polyhydroxylique.

Le polyisobutène à partir duquel l'anhydride succinique à substituant polyisobutène est obtenu, est préparé par polymérisation d'isobutène et sa composition

peut varier largement Le nombre moyen d'atomes de car-

bone peut aller de 30 ou moins de 30 à 250 ou davantage, ce qui donne une moyenne en nombre du poids moléculaire d'environ 400 ou moins à 3000 ou plus De préférence, le

nombre moyen d'atomes de carbone par molécule de polyiso-

butène va d'environ 50 à environ 100, les polyisobutènes

ayant une moyenne en nombre du poids moléculaire d'envi-

ron 600 à environ 1500 Le nombre moyen d'atomes de car-

bone par molécule de polyisobutène va notamment d'environ

à environ 90 et la moyenne en nombre du poids molécu-

laire se situe très avantageusement dans la plage d'envi-

ron 800 à 1300 On fait réagir le polyisobutène avec l'anhydride maléique conformément aux procédés bien connus

pour obtenir l'anhydride succinique à substituant poly-

isobutène. Dans la préparation de l'alcénylsuccinimide, l'anhydride succinique substitué est amené à réagir a Vec une

polyalkylènepolyamine pour former le succinimide correspon-

dant Chaque radical alkylène de la polyalkylènepolyamine

comprend ordinairement jusqu'à environ 8 atomes de carbone.

Le nombre de radicaux alkylène peut aller jusqu'à environ 8 Le radical alkylène est illustré par les radicaux éthylène, propylène, butylène, triméthylène, tétraméthylène, pentaméthylène, hexaméthylène, octaméthylène, etc Le

nombre de groupes amino est en général mais non nécessai-

rement supérieur d'une unité au nombre de radicaux alkylène

présents dans l'amine, c'est-à-dire que si une polyalkylène-

polyamine contient trois radicaux alkylène, elle renferme habituellement 4 radicaux amino Le nombre de radicaux

emino peut aller jusqu'à environ 9 De préférence, le radi-

cal alkylène contient environ 2 à environ 4 atomes de car-

bone et tous les groupes amino sont primaires ou secon-

daires Dans ce cas, le nombre de groupes amino dépasse

d'une unité le nombre de groupes alkylène La polyalkylène-

polyamine contient avantageusement 3 à 5 groupes amino.

Des exemples particuliers de polyalkylènepolyamines com-

prennent l'éthylènediamine, la diéthylènetriamine, la

triéthylènetétramine, la propylènediamine, la tripropylène-

tétramine, la tétraéthylènepentamine, la triméthylène-

diamine, la pentaéthylènehexamine, la di-(triméthylène)-

triamine, la tri-(hexaméthylène)-tétramine, etc.

D'autres amines qui conviennent pour la pré-

paration de l'alcénylsuccinimide que l'on peut utiliser

dans la présente invention comprennent les amines cycli-

ques telles que la pipérazine, la morpholine et les di-

pipérazines. De préférence, les alcénylsuccinimides qui

peuvent être utilisés dans les compositions de l'inven-

tion répondent à la formule suivante: o R 1-CH-c O

N O A

dans laquelle:

a R 1 représente un groupe alcényle, de pré-

férence un hydrocarbure principalement saturé préparé par

polymérisation de mono-oléfines aliphatiques R 1 est avan-

tageusement préparé à partir d'isobutène et a un nont;re moyen d'atomes de carbone et une moyenne en nombre du poids moléculaire tels que décrits ci-dessus; b le radical "alkylène" représente un groupe principalement hydrocarbyle contenant jusqu'à environ 8 atomes de carbone et renfermant de préférence environ 2 à 4 atomes de carbone, comme décrit ci-dessus; c A représente un groupe hydrocarbyle, un

groupe hydrocarbyle à substituant amino ou l'hydrogène.

Le groupe hydrocarbyle et les groupes hydrocarbyle à substi-

tuant amino sont en général les analogues alkyliques et alkyliques à substituant amino des radicaux alkylène décrits ci-dessus De préférence, A représente l'hydrogène; d N est un nombre entier d'environ 1 à 10,

et notamment d'environ 3 à 5.

L'alcénylsuccinimide peut être amené à réagir avec l'acide borique ou un composé similaire contenant du

bore pour former des dispersants boratés pouvant être uti-

lisés dans la présente invention Les succinimides boratés

entrent dans le cadre de la définition du terme "alcényl-

succinimide".

Les alcénylsuccinates sont ceux de l'anhydride

* succinique défini ci-dessus, avec des composés hydroxyli-

ques qui peuvent être des composés aliphatiques tels que des alcools monohydroxyliques et polyhydroxyliques ou des

composés aromatiques tels que des phénols et des naphtols.

Les composés hydroxyliques aromatiques desquels les esters

peuvent être dérivés sont illustrés par les exemples par-

ticuliers suivants: phénol, bêta-naphtol, alpha-naphtol, crésol, résorcinol, catéchol, p,p'-dihydroxybiphényle, 2-chlorophénol, 2,4dibutylphénol, phénol substitué par

le tétramère du propane, didodécylphénol, 4,4 '-méthylàne-

bis-phénol, alpha-décyl-bêta-naphtol, phénol à substituant polyisobutène (de poids moléculaire égal à 1000), produit

de condensation de l'heptylphénol avec 0,5 mole de formal-

déhyde, produit de condensation de l'octylphénol avec

l'acétone, oxyde de di(hydroxyphényle), sulfure de di-

(hydroxyphényle), disulfure de di(hydroxyphényle) et 4-

cyclohexylphénol On apprécie le phénol et des phénols alkylés ayant jusqu'à trois substituants alkyle Chacun des substituants alkyle peut contenir 100 ou plus de

atomes de carbone.

Les alcools à partir desquels on peut obtenir les esters contiennent avantageusement jusqu'à environ

atomes aliphatiques de carbone Il peut s'agir d'al-

cools monohydroxyliques tels que le méthanol, l'éthanol,

l'iso-octanol, le dodécanol, le cyclohexanol, le cyclo-

pentanol, l'alcool béhénylique, l'hexatriacontanol, l'alcool néopentylique, l'alcool isobutylique, l'alcool

benzylique, l'alcool bêta-phényléthylique, le 2-méthyl-

cyclohexanol, le bêta-chloréthanol, l'éther monométhyli-

que de l'éthylène-glycol, l'éther monobutylique de

l'éthylène-glycol, l'éther monopropylique du diéthylène-

glycol, l'éther monododécylique du triéthylène-glycol, le mono-oléate d'éthylène-glycol, le monostéarate de

diéthylène-glycol, l'alcool sec o-pentylique, le tertio-

butanol, le 5-bromododécanol, le nitro-octadécanol et le dioléate de glycérol Les alcools polyhydroxyliques

renferment avantageusement 2 à environ 10 adicaux hydroxy. Ils peuvent être illustrés, par exemple, par l'éthylène-

glycol, le diéthylène-glycol, le triéthylène-glycol, le

tétra-éthylène-glycol, le dipropylène-glycol, le tri-

propylène-glycol, le dibutylène-glycol, le tributylène-

glycol et d'autres alkylène-glycols dans lesquels le

radical alkylène contient 2 à environ 8 atomes de carbone.

D'autres alcools polyhydroxyliques utiles comprennent le

glycérol, le mono-oléate de glycérol, l'éther monométhyli-

que du glycérol, le pentaérythritol, l'acide 9,10-dihydroxy-

stéarique, l'ester méthylique de l'acide 9,10-dihydroxy-

stéarique, le 1,2-butanediol, le 2,3-hexanediol, le 2,4-

hexanediol, le pinacol, l'érythritol, l'arabitol, le

sorbitol, le mannitol, le 1,2-cyclohexanediol et le xylène-

glycol Des glucides tels que des sucres, des amidons, des celluloses, etc peuvent de même donner des esters Les

glucides peuvent être illustrés par un glucose, le fruc-

tose, le saccharose, le rhamnose, le mannose, le glycéral-

déhyde et le galactose.

Une classe d'alcools polyhydroxyliques parti- culièrement appréciée comprend les alcools qui ont au moins trois radicaux hydroxy, dont certains ont été estérifiés avec un acide monocarboxylique ayant environ 8 à environ atomes de carbone, tel que l'acide octanoique, l'acide oléique, l'acide stéarique, l'acide linoléique, l'acide dodécanoique ou l'acide du tall oil Des exemples de ces alcools polyhydroxyliques partiellement estérifiés sont le mono-oléate de sorbitol, le distéarate de sorbitol, le mono-oléate de glycérol, le monostéarate de glycérol,

le didoddcanoate d'érythritol.

Les esters peuvent aussi être obtenus à partir d'alcools non saturés tels que l'alcool allylique, l'alcool

cinnamylique, l'alcool propargylique, le 1-cyclohexène-3-

ol, un alcool oléylique D'autres classes d'alcools capables

de donner les esters de l'invention comprennent les éther-

alcools et les amino-alcools tels que, par exemple, les

alcools à substituant oxy-alkylène, oxy-arylène, amino-

alkylène et amino-arylène ayant un ou plusieurs radicaux

oxy-alkylène, amino-alkylène, amino-arylène ou oxy-arylène.

On mentionne à titre d'exemples le "Cellosolve", le carbi-

tol, le phénoxyéthanol, l'heptylphényl-(oxypropylène) 6-H, l'octyl(oxyéthylène)30-H, le phényl(oxyoctylène) 2-H, le glycérol à substituant mono-(heptylphényl-oxypropylène),

le poly(oxyde de styrène), l'amino-éthanol, le 3-amino-

éthylpentanol, la di(hydroxyéthyl)amine, le p-aminophénol,

la tri(hydroxypropyl)amine, la N-hydroxyéthyléthylène-

diamine, la N,N,N',N'-tétrahydroxytriméthylènediamine, etc La plupart des éther-alcools ayant jusqu'à environ radicaux oxy-alkylène dont le radical alkylène contient

1 à environ 8 atomes de carbone, sont appréciés.

Les esters peuvent être des diesters d'acides succiniques ou des esters acides, c'est-à-dire des acides succiniques partiellement estérifiés, de même que des alcools polyhydroxyliques ou des phénols partiellement estérifiés, c'est-à-dire des esters ayant des groupes hydroxyle alcooliques ou phénoliques libres Des mélanges des esters illustrés cidessus entrent également dans le cadre de l'invention. Les alcénylsuccinates peuvent être amenés à

réagir avec l'acide borique ou un composé similaire con-

tenant du bore pour former des dispersants boratés pouvant être utilisés dans la présente invention Ces succinates

boratés sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique No 3 533 945 Les succinates boratés entrent dans

le cadre de la définition du terme "alcénylsuccinate".

Les alcénylsuccinimides et -succinates sont présents dans les compositions d'huile lubrifiante en une quantité efficace pour qu'ils se comportent comme dispersant et pour empêcher le dépôt d'impuretés formées

dans l'huile La quantité d'alcénylsuccinimides et -succi-

nates peut aller d'environ 0,5 à environ 20 % en poids de la composition d'huile lubrifiante totale De préférence, la quantité d'alcénylsuccinimide ou -succinate qui peut être présente dans la composition d'huile lubrifiante va d'environ 2 à environ 5 % en poids de la composition totale. L'huile lubrifiante finie peut être simple ou

multigrade Des huiles lubrifiantes multigrades sont pré-

parées par addition d'agents améliorant l'indice de visco-

sité (IV) Des exemples d'agents améliorant l'indice de

viscosité sont des polyméthacrylates d'alkyle, des copoly-

mères éthylène-propylène, des copolymères styrène-diène, etc Les agents améliorant l'indice de viscosité dits "décorés" ayant à la fois des propriétés d'amélioration de l'indice de viscosité et des propriétés dispersantes,

peuvent aussi être utilisés avantageusement dans les for-

mulations de l'invention.

L'invention est illustrée en particulier par

les exemples suivants, donnés à titre non limitatif.

Exemple 1

On charge dans un ballon réactionnel de 5 litres 1050 g ( 4 moles) d'alcane-1,2-diol à portion alcane en C 15 à C 18, 272 g ( 4,4 moles) d'acide borique et 1500 g de xylène Le mélange réactionnel sous agitation est chauffé au reflux pendant 90 heures A la fin de cette

période, 191 ml d'eau sont recueillis Le mélange réac-

tionnel est refroidi, filtré et le solvant est chassé sous vide en donnant 1158 g de produit contenant 6,3 %

de bore.

Exemple 2

Les compositions de l'invention ont été éprouvées dans un essai de laboratoire L'essai a été conduit sur une machine de friction SAE No 2 modifiée par addition d'une commande à moteur hydraulique à vitesse

modérée L'échantillon d'essai consistait en une struc-

ture stratifiée formée d'une plaque de bronze fritté " 1500 mix" de la firme General Metals Powder Co placée entre deux plaques d'acier d'espacement montées dans l'appareil ci-dessus Le liquide d'essai, en quantité d'environ 300 g, a ensuite été chargé dans le carter à huile d'essai La commande hydraulique a fait tourner les échantillons d'essai à 100 tr/min Un frein du type à piston a été actionné sous une pression manométrique de freinage de 0,525 M Pa La cellule de charge SAE No 2

a mesuré le couple de freinage et un tachymètre électri-

que a mesuré la vitesse de rotation Un enregistreur graphique a été utilisé pour tracer une courbe du couple de torsion en fonction de la vitesse de rotation en tr/min à mesure que la commande hydraulique était lentement ajustée pour réduire la vitesse à O tr/min La performance d'un fluide en ce qui concerne le broutage de freins est en relation avec la pente de la courbe de variation de la friction en fonction de la vitesse On a déterminé la pente de la courbe en mesurant celle d'une droite passant par le point correspondant à 50 tr/min sur la courbe et

le point le plus haut sur la courbe au-dessous de 50 tr/min.

Lorsque la pente de cette courbe devient de plus en plus 2515 z O o négative, le bruit de broutage du frein devient de plus en plus fort Cette tendance concorde avec des essais

de bruit de freins de tracteurs à pleine charge.

L'essai décrit ci-dessus a été conduit sur trois fluides hydrauliques pour tracteurs, à base d'huile minérale Les résultats obtenus pour ces trois fluides sont reproduits sur le tableau La composition A était

une base sans agent modificateur de friction et la com-

position B contenait en outre 1 % d'alcanediol boraté de l'exemple 1 La composition C est un fluide hydraulique du commerce pour tracteur Comme le fait apparaître le tableau, l'addition de 1,2-alcanediol boraté (fluide B) au fluide de base (fluide A) a fait croître la pente, ce qui indique qu'il est efficace pour réduire le broutage de freins Le tableau indique également la pente obtenue

avec un fluide hydraulique du commerce pour tracteur.

TABLEAU

Effet d'un 1,2-alcanediol boraté sur la simulation en laboratoire du broutage de frein Formulation Pente de la courbe de frictioxj en fonction de la vitesse A huile de base -0,0131 B huile de base + 1 % en poids de 1, 2-alcanediol boraté de

l'exemple 1

C formulation du commerce

-0,0086

-0,0143

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Composition perfectionnée d'huile lubri-

fiante formulée en vue d'être utilisée dans un tracteur

et entrant en contact avec les surfaces de freins à dis-

ques immergés dans l'huile, caractérisée en ce que le

perfectionnement consiste à ajouter à ladite huile for-

mulée environ 0,1 à environ 5 % en poids d'un 1,2-alcane-

diol boraté de formule:

R CH CH 2

II o Fo l OH

dans laquelle R est un groupe alkyle contenant 8 à 28 ato-

mes de carbone, ou des mélanges de ces composés.

2 Formulation d'huile lubrifiante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que R est un

groupe alkyle contenant 8 à 18 atomes de carbone.

3 Formulation d'huile lubrifiante suivant

la revendication 2, caractérisée en ce que le 1,2-alcane-

diol boraté est un mélange de 1,2-diols boratés contenant

à 18 atomes de carbone.

4 Procédé pour réduire le broutage de freins à disques immergés dans l'huile, caractérisé en ce qu'il consiste à lubrifier les surfaces de contact de freins à

disques immergés dans l'huile avec une composition com-

prenant une huile lubrifiante contenant environ 0,1

à environ 5 % en poids d'un 1,2-alcanediol boraté de for-

mule:

R CH CH 2

I 2

OH

dans laquelle R est un groupe alkyle contenant 8 à 28 ato-

mes de carbone, ou des mélanges de ces composés.

Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que R est un groupe alkyle contenant 8 à 18 atomes de carbone.

6 Procédé suivant la revendication 5, carac-

térisé en ce que le 1,2-alcanediol boraté est un mélange

de 1,2-diols boratés contenant 15 à 18 atomes de carbone.