FR2741890A1 - Dispersants pour moteurs diesel, compatibles avec des joints - Google Patents

Abstract

Ces dispersants oléosolubles peuvent être obtenus par boration et acylation du produit formé en faisant réagir (1) un agent d'acylation polyalcénylsuccinique, (2) une polyamine et (3) un composé azoté de formule R1 [N(R1 )R]q -Y dans laquelle: Y est un radical -N(R1 )2 , pipérazinyle éventuellement N- substitué par un groupe R1 ou un groupe R1 [N(R1 )R]q - ou est un groupe 4-morpholinyle; q est de 0 à 10; R est un groupe alkyléne ayant de 2 à 6 atomes de carbone; et R1 est indépendamment choisi parmi un atome d'hydrogène et un groupe de formule (R 2 O)r R3 dans laquelle r est 0 à 6, R2 est un groupe alkylène ayant 2 à 6 atomes de carbone et R3 est un groupe hydroxyalkyle ayant 2 à 6 atomes de carbone, sous réserve que lorsque Y est -N(R1 )2 ou un groupe 1-pipérazinyle éventuellement substitué, le composé azoté a en moyenne de 1 à moins de 3 groupes hydroxyles libres par molécule. Ces dispersants sans cendre ont une réactivité réduite vis-à-vis des élastomères fluorés et confèrent une excellente capacité de traitement de suie aux huiles lubrifiantes dans lesquelles ils sont inclus.

Description

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DISPERSANTS POUR MOTEURS DIESEL, COMPATIBLES AVEC DES

JOINTS

La présente invention concerne des dispersants utiles en tant qu'additifs dans des huiles lubrifiantes, spécialement des huiles lubrifiantes pour moteurs diesel et des véhicules actionnés par de tels moteurs. Plus particulièrement, la présente invention fournit de nouveaux

dispersants sans cendre qui ont une réactivité réduite vis-

à-vis des élastomères fluorés et qui confèrent une excellente capacité de traitement de suie aux huiles

lubrifiantes dans lesquelles ils sont inclus.

Un problème continu dans la technique de la lubrification est de fournir des compositions lubrifiantes qui satisfont aux conditions requises des fabricants du matériel d'origine. L'une de ces conditions requises est que le lubrifiant ne provoque pas ou ne contribue pas à une détérioration prématurée des joints, plateaux d'embrayage ou autres parties fabriquées à partir d'élastomères fluorés. De nombreux dispersants actuellement utilisés contiennent de l'azote basique, et il est connu que de tels dispersants, notamment les dispersants succinimides communément utilisés, tendent à avoir un effet nuisible sur les élastomères fluorés qui leur fait perdre de la flexibilité et de la résistance à la traction, les fait

devenir cassants et, dans les cas sévères, se désintégrer.

Des procédés d'essai standards pour évaluer la compatibilité de compositions lubrifiantes avec un

élastomère fluoré incluent l'essai de joint Volkswagen PV-

3334 et l'essai de joint CCMC Viton (essai de compatibilité huile/élastomère CEC L-39-T-87). Toutefois, il existe maintenant un mode opératoire plus sévère d'essai de compatibilité vis-à-vis d'un élastomère fluoré dénommé l'essai de joint Volkswagen PV-3344. Diverses huiles de marque pour diesels, contenant un dispersant, de divers fabricants, disponibles dans le commerce, ne répondent pas aux conditions requises de l'essai PV-3344. On a donc encore besoin de nouveaux dispersants qui satisfassent aux

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exigences actuelles pour la compatibilité avec des élastomères fluorés tout en satisfaisant en même temps aux autres exigences pour les dispersants sans cendre à

utiliser dans des huiles lubrifiantes.

Une exigence supplémentaire de l'industrie automobile est que les émissions d'échappement de moteur, telles que NOx et les matières particulaires, soient minimisées. Dans les moteurs diesel, des procédés pour effectuer cela consistent à faire recirculer le gaz d'échappement et à retarder le calage de l'injection du carburant. Toutefois, tandis que la réduction souhaitée des émissions d'échappement est obtenue, ceci entraine aussi une augmentation de la teneur en carbone/suie de l'huile du moteur. A son tour, celle-ci conduit à une augmentation de viscosité de l'huile. A une haute charge de suie, l'augmentation de viscosité de l'huile devient inacceptable. Il est donc aussi souhaitable de fournir un additif pour huile lubrifiante qui réduise ou même annule les effets de la charge de suie sur la viscosité de l'huile, minimisant ou prévenant ainsi une augmentation de viscosité. On dit que les huiles lubrifiantes qui présentent cet effet bénéfique présentent une capacité de

traitement de suie améliorée.

La présente invention fournit de nouveaux dispersants sans cendre oléosolubles qui ont une compatibilité améliorée avec les élastomères fluorés et qui confèrent une capacité de traitement de suie améliorée aux huiles

lubrifiantes dans lesquelles ils sont inclus.

Les dispersants oléosolubles de la présente invention sont préparés pa boration et acylation du produit formé en

faisant réagir (1) un agent d'acylation polyalcényl-

succinique, (2) une polyamine et (3) un composé azoté de formule Ri[N(R1)R]qY dans laquelle:

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Y est un radical -N(R1)2, pipérazinyle éventuellement N-substitué par un groupe R1 ou un groupe Rl[N(Rl)R]q- ou est un groupe 4-morpholinyle; q est de 0 à 10; R est un groupe alkylène ayant de 2 à 6 atomes de carbone; et R1 est indépendamment choisi parmi un atome d'hydrogène et un groupe de formule (R20)rR3 dans laquelle r est 0 à 6, R2 est un groupe alkylène ayant 2 à 6 atomes de carbone et R3 est un groupe hydroxyalkyle ayant 2 à 6 atomes de carbone, sous réserve que lorsque Y est -N(R1)2 ou un groupe 1-pipérazinyle éventuellement substitué, le composé azoté (3) a en moyenne de 1 à moins de 3 groupes

hydroxyles libres par molécule.

Les polyalcènes qui peuvent être utilisés dans la préparation de l'agent d'acylation succinique (1) sont décrits par exemple dans EP-A- 0460309 et US-4 234 435. Le polyalcane a typiquement un poids moléculaire moyen en nombre entre environ 800 et environ 5000, de préférence entre environ 900 et environ 2500, et de préférence encore entre environ 900 et environ 1500. Les polyalcanes ayant un poids moléculaire moyen en nombre d'environ 1300 sont

spécialement préférés.

Des exemples spécifiques de polyalcènes qui peuvent être utilisés incluent les polypropylènes, les polybutènes, les copolymères éthylène-propylane, les copolymères styrane-isobutane, les copolymères isobutane-l,3-butadiène, les copolymères propène- isoprène, les copolymères

isobutène-chloroprène, les copolymères isobutène-4-méthyl-

styrène, les copolymères de 1-hexène avec du 1,3-hexadiène, les copolymères de 1-octène avec du 1-hexène, les copolymères de 1- heptane avec du 1-pentène, les copolymères de 3-méthyl-1-butane avec du 1-octène, les copolymères de 3,3-diméthyl-1-pentène avec du 1- hexène, et les terpolymères d'isobutène, de styrène et de pipérylène. Des exemples plus spécifiques de tels interpolymères incluent un copolymère à 95 % (en poids) d'isobutène avec 5 % (en

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poids) de styrène, un terpolymère à 98 % d'isobutène avec 1 % de pipérylène et 1 % de chloroprène; un terpolymère à % d'isobutène avec 2 % de 1-butène et 3 % de 1-hexène, un terpolymère à 60 % d'isobutène avec 20 % de 1-pentène et 20 % de 1-octène, un copolymère à 80 % de 1- hexène et 20 % de 1-heptène, un terpolymère à 90 % d'isobutène avec 2 % de cyclohexène et 8 % de propylène, et un copolymère à 80 % d'éthylène et 20 % de propylène. Des sources préférées de polyalcènes sont les polyisobutènes, tels que ceux obtenus par polymérisation d'effluents de raffinerie en C4 qui contiennent tant du n-butène que de l'isobutène, en diverses proportions, en utilisant un catalyseur à acide de Lewis tel que le trichlorure d'aluminium ou le trifluorure de bore. Ces polybutènes sont habituellement constitués d'une prédominance (par exemple, supérieure à environ 80 % des unités répétées totales) d'unités répétées de configuration CH3

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- CH2 - C -

CH3 Lors de la formation de l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique, on fait réagir le polyalcène avec un acide insaturé, à savoir un monomère ou dérivé de celui-ci, qui est responsable de la présence de groupes acides dans l'agent d'acylation. De tels acides insaturés et leurs dérivés peuvent être représentés par la formule:

X-CO-CH=CH-CO-X'

o X et X' sont tels qu'au moins l'un d'eux est apte à réagir avec une polyamine. Ces acides sont décrits plus en détail dans EP-A-0460309. Les acides spécialement préférés qui peuvent être utilisés incluent les acides maléique et fumarique et leurs dérivés, en particulier leurs anhydrides. La préparation d'agents d'acylation

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polyalcénylsucciniques tels qu'utilisés dans la présente invention est bien connue dans la technique, par exemple

d'après US-3 912 764 et US-3 215 707.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique est l'anhydride polyisobuténylsuccinique obtenu à partir de polyisobutène

ayant un poids moléculaire moyen en nombre d'environ 1300.

La polyamine (2) utilisée dans la préparation du dispersant oléosoluble de la présente invention est une polyamine ou un mélange de polyamines qui a de préférence au moins un groupe amino primaire dans la molécule et qui contient en plus une moyenne d'au moins deux autres atomes

d'azote du type amino dans la molécule.

Un type de polyamine préféré est représenté par la formule: H2N(CH2)n(NH(CH2)n)mNH2 dans laquelle n est 2 à environ 10 (de préférence 2 à 4, de préférence encore 2 ou 3, et de toute préférence 2) et m est 0 à 10 (de préférence 1 à environ 6). On cite pour illustration l'éthylènediamine, la diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine, la tétraéthylènepentamine, la spermine, la pentaéthylènehexamine, la propylènediamine

(1,3-propanediamine), la butylènediamine (1,4-butane-

diamine), l'hexaméthylènediamine (1,6-hexanediamine), la décaméthylènediamine (1,10-décanediamine) et similaires. On utilise typiquement des polyamines contenant 3 à 6 atomes

d'azote dans la molécule. On préfère utiliser la tétra-

éthylènepentamine (TEPA) ou un mélange de polyamines proche de la tétraéthylènepentamine. Ces mélanges sont disponibles dans le commerce (par exemple S-1107 disponible auprès de Dow Chemical Company). Les polyamines cycliques telles que

les aminoalkyl-pipérazines, par exemple la f-aminoéthyl-

pipérazine, peuvent aussi être utilisées dans l'invention.

Un autre type préféré de polyamine est constitué de hydrocarbylpolyamines contenant de 10 à 50 % en poids d'alkylènepolyamines acycliques et 50 à 90 % en poids d'alkylènepolyamines cycliques. De préférence, un tel

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mélange est un mélange essentiellement constitué de

polyéthylènepolyamines, tel que décrit dans EP-A-0460309.

Dans le composé azoté (3), q est 0 à 10, de préférence 0 à 5, et r est 0 à 15, de préférence 0 à 10. R est un groupe alkylène ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence 2 à 4 atomes de carbone. R2 est un groupe alkylène ayant 2 à 6 atomes de carbone, de préférence 2 à 4 atomes de carbone. R3 est un groupe hydroxyalkyle ayant 2 à 6 atomes de carbone, de préférence 2 a 4 atomes de

carbone.

Les valeurs q et r sont choisies indépendamment. Cela signifie par exemple que lorsque Y est lié à deux groupes Rl[N(Rl)R]q-, la valeur que q prend n'a pas besoin d'être la même dans chaque groupe substituant. Par ailleurs, lorsque r est supérieur à zéro, R2 peut être identique ou

différent dans chaque unité répétée éther.

Les composés azotés (3) qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont disponibles dans le commerce ou peuvent être préparés en appliquant ou en adaptant des techniques connues. Par exemple, les composés dans lesquels r est 1 ou plus, à savoir ceux contenant une liaison éther ou polyéther, peuvent être préparés par réaction d'un composé amine, morpholine ou pipérazine approprié avec un

excès molaire d'un ou plusieurs oxydes d'alkylène.

Lorsqu'on utilise la même sorte d'oxyde d'alkylène, R2 et R3 contiennent la même partie alkylène. Lorsqu'on utilise différentes sortes d'oxyde d'alkylène, R2 et R3 peuvent

contenir des groupes alkylènes identiques ou différents.

Dans un aspect de l'invention, lorsque Y est -N(R1)2 ou un groupe 1pipérazinyle éventuellement substitué, le composé azoté (3) contient en moyenne de 1 à 2 groupes

hydroxyles libres par molécule.

Selon un mode de réalisation préféré, dans le composé azoté (3), Y est N(R1)2 ou un groupe 1-pipérazinyle éventuellement substitué, q est 0 à 4, R est un groupe éthylène et R1 est un atome d'hydrogène ou un groupe de formule (R20)rR3 dans laquelle r est 0 et R3 est un groupe

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hydroxyalkyle ayant de 2 à 4 atomes de carbone, la réserve décrite cidessus s'appliquant. Plus particulièrement, le composé azoté est la diéthanolamine ou l'éthylènediamine, la diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine, la pipérazine ou l'aminoéthylpipérazine Nsubstituée par en moyenne 1 à 2 groupes hydroxyéthyle ou hydroxypropyle par

molécule. De préférence, ces derniers sont les groupes -

hydroxyéthyle ou f-hydroxypropyle.

Dans un autre aspect préféré de l'invention, R1 est un atome d'hydrogène ou un groupe de formule (R20)rR3 dans laquelle r est 1 à 3, R2 est un groupe alkylène ayant 2 ou 3 atomes de carbone et R3 est un groupe hydroxyalkyle ayant 2 ou 3 atomes de carbone, la réserve susmentionnée s'appliquant. Dans de tels composés, q est de préférence O et Y est -N(R1)2. Un exemple de ceux-ci est le composé formé en faisant réagir 1 mole de diéthanolamine avec 4 moles d'oxyde de propylène. Dans cette réaction, la

diéthanolamine est propoxylée sur les atomes d'oxygène.

Selon un autre mode de réalisation préféré, dans le composé azoté (3), Y est un groupe 4-morpholinyle, q est 0 à 2 et R est un groupe alkylène ayant 2 à 4 atomes de

carbone, par exemple la morpholine ou la N-(2-(4-

morpholinyl)éthyl-1,2-éthanediamine. Selon la présente invention, la composition de dispersant oléosoluble est préparée en faisant réagir, en même temps ou successivement, quel que soit l'ordre, l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1), la polyamine (2) et le composé azoté (3), puis à effectuer une boration et une acylation, en même temps ou quel que soit l'ordre,

du produit de réaction obtenu.

Dans la réaction, le rapport molaire de la polyamine (2) au composé azoté (3) est typiquement 95:5 à 1:1, mais

est habituellement dans la gamme de 9:1 à 2:1.

Habituellement, lors de la préparation des dispersants de la présente invention, le rapport molaire de l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1) à la somme de la

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polyamine (2) et du composé azoté (3) est dans la gamme de

1,2:1 à 4:1, de préférence dans la gamme de 1,5:1 à 3:1.

Les dispersants sans cendre de la présente invention peuvent être préparés en faisant réagir l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1), la polyamine (2) et la polyamine alcoxylée (3) dans le rapport molaire souhaité, à une température dans la gamme de 140 à 190 OC. Toutefois, il est préférable d'effectuer la réaction à une température entre 150 et 170 'C. Généralement, la réaction est achevée

en l'espace de 3 à 4 heures.

Le produit obtenu par la réaction des constituants (1), (2) et (3) est ensuite soumis à un traitement ultérieur, d'une manière connue, avec un agent de boration et un agent d'acylation. Des agents de traitement ultérieur appropriés sont connus dans la technique. Il est ici fait référence, par exemple, à US-5241003 et aux brevets des Etats-Unis qui y sont cités, à US-4857214, US-5164103 et à EP-A-0460309. Comme décrit ci-dessus, le traitement ultérieur peut être effectué simultanément ou consécutivement avec les agents de traitement ultérieur de boration ou d'acylation choisis. L'agent de traitement ultérieur le plus préféré pour l'utilisation dans la mise

en pratique de cette invention est l'anhydride maléique.

Dans la réaction globale, le rapport molaire de la somme d'agent d'acylation succinique et d'agent d'acylation à la somme de la polyamine (2) et du composé azoté (3) est de

1,6 ou plus.

La boration des dispersants est accomplie en utilisant un composé boré ou un mélange de composés borés aptes à introduire des espèces borées dans le dispersant subissant la réaction. Tout composé boré, organique ou inorganique, apte pour une telle réaction peut être utilisé. Par conséquent, on peut utiliser un oxyde de bore, un oxyde de bore hydraté, du trifluorure de bore, du tribromure de bore, du trichlorure de bore, HBF4, des acides au bore tels

qu'un acide boré (par exemple, alkyl-B(OH)2 ou aryl-

B(OH)2), l'acide borique (c'est-à-dire H3BO3), l'acide

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tétraborique (c'est-à-dire H2B507), l'acide métaborique (c'est-à-dire HBO2), les sels d'ammonium des acides borés, et les esters de tels acides borés. L'utilisation de complexes d'un trihalogénure de bore avec des éthers, acides organiques, acides inorganiques ou hydrocarbures est un moyen commode pour introduire le réactif boré dans le mélange réactionnel. De tels complexes sont connus et sont exemplifiés par les composés trifluorure de bore-éther diéthylique, trifluorure de bore- phénol, trifluorure de

bore-acide phosphorique, trichlorure de bore-acide chloro-

acétique, tribromure de bore-dioxane et trifluorure de bore-éther de méthyle et d'éthyle. L'utilisation de l'acide

borique est préférée.

Des exemples spécifiques d'acides borés incluent l'acide méthylborique, l'acide phénylborique, l'acide cyclohexylborique, l'acide p-heptylphénylborique et l'acide dodécylborique. Les esters d'acide boré incluent spécialement les esters mono, di- et tri- organiques de l'acide borique avec des alcools ou des phénols tels que, par exemple, le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol, le cyclohexanol, le cyclopentanol, le 1-octanol, le 2-octanol, le dodécanol, l'alcool béhénylique, l'alcool oléylique, l'alcool stéarylique, l'alcool benzylique, le 2-butylcyclohexanol,

l'éthylèneglycol, le propylèneglycol, le triméthylène-

glycol, le 1,3-butanediol, le 2,4-hexanediol, le 1,2-cyclo-

hexanediol, le 1,3-octanediol, le glycérol, le pentaérythritol, le diéthylèneglycol, le carbitol, le Cellosolve, le triéthylèneglycol, le tripropylèneglycol, le

phénol, le naphtol, le p-butylphénol, le o,p-diheptyl-

phénol, le n-cyclohexylphénol, le 2,2-bis-(p.-hydroxy-

phényl)propane, le phénol substitué par un polyisobutène

(poids moléculaire de 1500), l'éthylènechlorhydrine, le o-

chlorophénol, le m-nitrophénol, le 6-bromo-octanol et le 7-

cétodécanol. Les alcools inférieurs, les 1,2-glycols et les 1,3-glycols, c'est-à-dire ceux ayant moins d'environ 8 atomes de carbone, sont spécialement utiles pour préparer

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les esters d'acide borique pour l'objectif de cette invention. Selon l'invention, le dispersant oléosoluble peut être fourni sous la forme d'un concentré d'additif. Typiquement, le concentré comprend le dispersant oléosoluble de l'invention combiné avec une huile diluante et/ou d'autre(s) diluant(s) inerte(s) liquide(s). De tels concentrés comprennent typiquement de 1 à 99 % en poids de l'huile diluante et/ou diluant inerte, et de 99 à 1 % en

poids du dispersant de l'invention.

L'invention concerne aussi des compositions, spécialement des compositions lubrifiantes, comprenant une huile de viscosité lubrifiante et un dispersant tel que décrit ci-dessus. Les dispersants peuvent être utilisés dans une large variété d'huiles lubrifiantes classiquement utilisées. La concentration à laquelle le dispersant est utilisé entre généralement dans la gamme allant jusqu'à environ 10 % en poids, par exemple 1 à 9 % en poids. Des proportions jusqu'à environ 2 à 7 % en poids sont

préférées.

Les concentrés et compositions lubrifiantes de l'invention contiennent typiquement d'autres additifs

communément rencontrés dans les formulations lubrifiantes.

De tels additifs incluent les agents d'amélioration de l'indice de viscosité, les agents antiusure, les antioxydants, les inhibiteurs de rouille, les antimousses et les stabilisants de couleur. Bien entendu, ces additifs sont uniquement utilisés à condition qu'ils soient compatibles avec les dispersants de la présente invention

et l'autre (les autres) constituant(s) utilisé(s).

Lorsqu'il(s) est (sont) présent(s), l'autre (les autres) additif(s) est (sont) utilisé(s) dans des quantités classiques. Un autre mode de réalisation de l'invention consiste à utiliser les dispersants susmentionnés dans une composition lubrifiante pour lubrifier un moteur, par exemple un moteur diesel, ou un autre dispositif. L'invention concerne ainsi il 2741890 un procédé de lubrification de pièces mécaniques utilisant une huile lubrifiante ou un fluide fonctionnel comprenant un dispersant de l'invention. Comme noté ci- dessus, les dispersants de l'invention présentent une tendance remarquablement réduite à dégrader ou autrement à nuire aux élastomères fluorés. Une telle composition est ainsi particulièrement appropriée lorsqu'elle vient en contact

avec un élastomère fluoré pendant l'utilisation.

L'invention concerne en outre un procédé d'amélioration de la capacité de traitement de suie d'une huile de viscosité lubrifiante qui comprend l'étape consistant à incorporer dans celle-ci un dispersant

oléosoluble tel que décrit ci-dessus.

Les exemples suivants illustrent la présente

invention.

EXEMPLE 1

De l'anhydride polyisobutylénylsuccinique (PIBSA) préparé à partir de polyisobutylène ayant un poids moléculaire moyen en nombre de 1300 (1000 g, 0,69 mole) a

été agité et chauffé à 167 'C, et un vide a été appliqué.

De la tétraéthylènepentamine (TEPA) (50,8 g; 0,268 mole et de la N,Nbis(2-hydroxyéthyl)éthylènediamine (EDA-2EOasy) (17,0 g; 0,115 mole) ont été mélangées ensemble et ajoutées en l'espace d'approximativement 30 minutes. Au terme de l'addition des amines, le mélange a été agité pendant 3 heures et le vide a été relâché. De l'huile de procédé 100SN (200 g) a été ajoutée et après avoir réglé la température à 150 C, de l'acide borique (77,4 g; 1,25 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant une heure puis de l'anhydride maléique (11,4 g; 0,116 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant 15 minutes de plus puis l'eau de réaction a été éliminée en appliquant un vide de 100 mm de Hg pendant une heure. Le vide a ensuite été relâché et une charge supplémentaire d'huile de procédé (155 g) a été ajoutée. Après filtration, le produit

contenait 1,40 % d'azote et 1,0 % de bore.

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EXEMPLE 2

Le mode opératoire de l'exemple 1 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 65,2 g (0,345 mole) et que la EDA-2EOasy a été remplacée par de la diéthylènetriamine alcoxylée avec une mole d'oxyde d'éthylène (DETA-EO) (5,6 g; 0,038 mole). Après filtration, le produit

contenait 1,70 % d'azote et 0,86 % de bore.

EXEMPLE 3

L'exemple 2 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 58,0 g (0,307 mole) et que la charge de DETA-EO était de 11,3 g (0,077 mole). Le produit contenait 1,54 %

d'azote et 0,91 % de bore.

EXEMPLE 4

L'exemple 2 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 50,7 g (0,268 mole) et que la charge de DETA-EO était de 16,9 g (0,115 mole). Le produit contenait 1,48 %

d'azote et 0,87 % de bore.

EXEMPLE 5

L'exemple 1 a été répété sauf que la EDA-2EOasy a été

remplacée par de la N-(2-hydroxyéthyl)éthylènediamine (EDA-

EO) (11,9 g; 0,113 mole) et que la première charge d'huile de procédé a été montée à 400 g. Le produit contenait 1,2 %

d'azote et 0,84 % de bore.

EXEMPLE 6

L'exemple 5 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 58,1 g (0, 307 mole) et que la charge de EDA-EO était de 7,9 g (0,075 mole). Le produit contenait 1,34 %

d'azote et 0,84 % de bore.

EXEMPLE 7

L'exemple 5 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 65,3 g (0, 346 mole) et que la charge de EDA-EO était de 4,0 g (0,038 mole). Le produit contenait 1,41 %

d'azote et 0,80 % de bore.

EXEMPLE 8

De l'anhydride polyisobutylénylsuccinique (PIBSA) préparé à partir de polyisobutylène ayant un poids moléculaire moyen en nombre de 1300 (300 g; 0,207 mole) a

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été agité et chauffé à 167 C, et un vide a été appliqué.

De la tétraéthylènepentamine (TEPA) (15,24 g; 0,081 mole)

et de la N,N'-bis(2-hydroxyéthyl)éthylènediamine (EDA-

2EOsy) (5,10 g; 0,034 mole) ont été mélangées ensemble et ajoutées en l'espace de 30 minutes. Au terme de l'addition des amines, le mélange a été agité pendant 3 heures et le vide a été relâché. De l'huile de procédé 100SN (60 g) a été ajoutée et après avoir réglé la température à 150 C, de l'acide borique (23,2 g; 0,375 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant une heure puis de l'anhydride maléique (3,4 g; 0,035 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant 15 minutes de plus puis l'eau de réaction a été éliminée en appliquant un vide de 100 mm de Hg pendant une heure. Le vide a ensuite été relâché et une charge supplémentaire d'huile de procédé (46,5 g) a été ajoutée. Après filtration, le produit contenait 1,35 %

d'azote et 0,79 % de bore.

EXEMPLE 9

L'exemple 8 a été répété sauf que la charge de TEPA était de 19,6 g (0,104 mole) et que la charge de EDA-2EOsy était de 1,7 g (0,012 mole). Le produit contenait 1,57 %

d'azote et 0,80 % de bore.

EXEMPLE 10

De l'anhydride polyisobutylénylsuccinique (PIBSA) préparé à partir de polyisobutylène ayant un poids moléculaire moyen en nombre de 1300 (500 g; 0,345 mole) a

été agité et chauffé à 167 'C, et un vide a été appliqué.

De la tétraéthylènepentamine (TEPA) (25,4 g; 0,134 mole) a

d'abord été ajoutée, suivie de N,N'-bis(2-hydroxyéthyl)-

éthylènediamine (EDA-2EOasy) (8,5 g; 0,057 mole) avec un temps total d'addition de 30 minutes. Au terme de l'addition des amines, le mélange a été agité pendant 3 heures et le vide a été relâché. De l'huile de procédé SN (100 g) a été ajoutée et après avoir réglé la température à 150 C, de l'acide borique (38,7 g; 0,626 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant une heure puis de l'anhydride maléique (5,7 g; 0,058 mole)

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a été ajouté. Le mélange a été agité pendant 15 minutes de plus puis l'eau de réaction a été éliminée en appliquant un vide de 100 mm de Hg pendant une heure. Le vide a ensuite été relâché et une charge supplémentaire d'huile de procédé (77,5 g) a été ajoutée. Après filtration, le produit

contenait 1,40 % d'azote et 0,88 % de bore.

EXEMPLE 11

L'exemple 10 a été répété, sauf que la EDA-2EOasy a été ajoutée d'abord, suivie de la TEPA. Après filtration,

le produit contenait 1,45 % d'azote et 0,87 % de bore.

EXEMPLE 12

L'exemple 8 a été répété, sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la diéthanolamine (DEA) (3,63 g; 0,035 mole). Après filtration, le produit contenait 1,29 %

d'azote et 0,85 % de bore.

EXEMPLE 13

L'exemple 1 a été répété sauf que la EDA-2EOasy a été remplacée par de la diéthanolamine propoxylée sur oxygène avec 4 moles d'oxyde de propylène (DEA-4PO) (38,8 g; 0,115 mole). Apres filtration, le produit contenait 1,31 %

d'azote et 0,92 % de bore.

EXEMPLE 14

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la diéthylènetriamine alcoxylée avec 1,5 mole d'oxyde d'éthylène (DETA-1.5EO) (5,82 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,40 %

d'azote et 0,96 % de bore.

EXEMPLE 15

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la diéthylènetriamine alcoxylée avec 2,0 moles d'oxyde d'éthylène (DETA-2.0EO) (6,58 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,43 %

d'azote et 0,87 % de bore.

EXEMPLE 16

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la diéthylènetriamine alcoxylée avec 1,2 mole d'oxyde de propylène de sorte que > 97 % de

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l'amine secondaire réagissent (DETA-1.2PO-S) (5,95 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,48 %

d'azote et 0,83 % de bore.

EXEMPLE 17 De l'anhydride polyisobutylénylsuccinique (PIBSA) préparé à partir de

polyisobutylène ayant un poids moléculaire moyen en nombre de 1300 (600 g; 0,414 mole) a

été agité et chauffé à 167 C, et un vide a été appliqué.

De la tétraéthylènepentamine (TEPA) (36,95 g; 0,196 mole) et de la (DETA-1.2PO-S) (5,95 g; 0,034 mole) ont été mélangées ensemble et ajoutées en l'espace d'approximativement 30 minutes. Au terme de l'addition des amines, le mélange a été agité pendant 3 heures et le vide a été relâché. De l'huile de procédé 100SN (120 g) a été ajoutée et après avoir réglé la température à 150 C, de l'acide borique (46,4 g; 0,75 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant une heure puis de l'anhydride maléique (6,8 g; 0,069 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant 15 minutes de plus puis l'eau de réaction a été éliminée en appliquant un vide de 100 mm de Hg pendant une heure. Le vide a ensuite été relâché et une charge supplémentaire d'huile de procédé (93 g) a été ajoutée. Après filtration, le produit contenait 1,58 %

d'azote et 0,89 % de bore.

EXEMPLE 18

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de l'aminoéthylpipérazine alcoxylée avec

1,1 mole d'oxyde d'éthylène de sorte que le groupe hydroxy-

éthyle soit sur l'azote du cycle (AEP-1.1EO) (6,11 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,59 %

d'azote et 0,86 % de bore.

EXEMPLE 19

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la triéthylènetétramine alcoxylée avec 1,0 mole d'oxyde d'éthylène (TETA-EO) (6,53 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,56 %

d'azote et 0,91 % de bore.

16 2741890

EXEMPLE 20

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la triéthylènetétramine alcoxylée avec 2,0 moles d'oxyde d'éthylène (TETA-2EO) (8,22 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit contenait 1,70 %

d'azote et 0,90 % de bore.

EXEMPLE 21

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la 2-hydroxyéthylpipérazine (HEP) (4,48 g; 0,034 mole). Après filtration, le produit

contenait 1,43 % d'azote et 0,96 % de bore.

Dans les exemples 22 à 26, les rapports molaires et charges suivants ont été utilisés. Dans chaque cas, le mode

opératoire général de l'exemple 1 a été suivi.

EXEMPLE 22 23 24 25 26

(1): [(2)+(3)]: 1,6:1:0,3 1,8:1:0,5 2:1:0,4 2:1:0,4 2:1:0,4

anhydride maléique (rapport molaire) Moles de BA/moles 4,0 2,0 2,0 3,0 3,0 de [(2)+(3)] PIBSA, g 300 300 300 300 300 TEPA, g 17,14 15,24 13,69 17,60 18,58 EDA-2EOasy, g 5,75 5,10 4,59 1,53 0,77 Huile de 60 60 60 60 60 Procédé, g Acide borique, g 32,00 14,20 12,80 19,20 19,20 Anhydride 3,80 5,70 4,06 4,06 4, 06 maléique, g Huile de 46,50 46,50 46,50 46,50 46,50 procédé -, g Azote, % 1,43 1,37 1,24 1,39 1,46 Bore, % 1,30 0,54 0,51 0,73 0,70

17 2741890

EXEMPLE 27

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de la morpholine (3,0 g; 0,035 mole). Après filtration, le produit contenait 1,32 % d'azote et 0,85 % de bore.

EXEMPLE 28

Le mode opératoire de l'exemple 1 a été répété sauf que la charge de TEPA était (58,0 g; 0,307 mole) et que la

EDA-2EOasy a été remplacée par de la N-(2-(4-morpholinyl)-

éthyl)-1,2-éthanediamine (MEED) (14,3 g; 0,038 mole).

Après filtration, le produit contenait 1,47 % d'azote et

0,93 % de bore.

EXEMPLE COMPARATIF 1

L'exemple 5 a été répété sauf que la EDA-EO a été remplacée par de la N,N-diméthyl-1,3-propanediamine (DMAPA) (11,7 g). Le produit contenait 1,2 % d'azote et 0,82 % de bore.

EXEMPLE COMPARATIF 2

L'exemple 1 a été répété sauf que la EDA-2EOasy a été remplacée par de l'éthylènediamine alcoxylée avec 3,0 moles d'oxyde de propylène (EDA- 3PO) (26,8 g; 0,114 mole). Le

produit contenait 1,4 % d'azote et 0,91 % de bore.

EXEMPLE COMPARATIF 3

L'exemple 8 a été répété sauf que la EDA-2EOsym a été remplacée par de l'hexaméthylènediamine alcoxylée avec 3,0 moles d'oxyde de propylène (HMDA-3PO) (10,02 g; 0,035 mole). Apres filtration, le produit contenait 1,29 %

d'azote et 0,85 % de bore.

EXEMPLE COMPARATIF 4

De l'anhydride polyisobutylénylsuccinique (PIBSA) préparé à partir de polyisobutylène ayant un poids moléculaire moyen en nombre de 1300 (1000 g; 0,69 mole) a été agité et chauffé à 167 'C et un vide a été appliqué. De la tétraéthylènepentamine (72,4 g) a été ajoutée en l'espace d'approximativement 30 minutes. Au terme de l'addition des amines, le mélange a été agité pendant 3 heures et le vide a été relâché. De l'huile de procédé

18 2741890

SN (200 g) a été ajoutée et après avoir réglé la température à 150 C, de l'acide borique (77,4 g; 1,25 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant une heure puis de l'anhydride maléique (11,4 g; 0, 116 mole) a été ajouté. Le mélange a été agité pendant 15 minutes de plus puis l'eau de réaction a été éliminée en appliquant un vide de 100 mm de Hg pendant une heure. Le vide a ensuite été relâché et une charge supplémentaire d'huile de procédé (155 g) a été ajoutée. Après filtration, le produit

contenait 1,70 % d'azote et 0,87 % de bore.

Le produit de chaque exemple a été mélangé en une formulation d'huile pour moteur 15W-40 standard dont le dispersant sans cendre conventionnel avait été omis. Dans tous les cas sauf un, le produit a été utilisé à une concentration dans le lubrifiant fini de 7 % en poids (incluant l'huile diluante associée avec le dispersant). Le lubrifiant fini a ainsi été complété en poids de 72,7 % d'huile minérale, 15,6 % d'une solution d'huile d'un agent d'amélioration d'indice de viscosité diénique hydrogéné, 0,2 % d'agent abaissant le point d'écoulement et de quantités classiques de dialkyldithiophosphate de zinc, de sulfonate de calcium surbasé, de sulfonate de calcium faiblement basique, de phénate de calcium sulfurisé, d'antioxydant phénolique, d'antioxydant amine aromatique, d'agent antirouille, d'agent antimousse, d'huile de procédé, et les 7 % de produit à l'essai, les proportions

des constituants additifs étant sur la base tels que reçus.

Le produit de l'exemple 1 a aussi été mélangé à une concentration de 8,5 % en poids. Après cela, la proportion

d'huile minérale a été réduite à 71,2 %.

Chaque lubrifiant formulé a été soumis à l'essai de joint Volkswagen PV3344. Une réussite dans cet essai correspond à un allongement minimal (EL) de 160 %, une résistance à la traction minimale (TS) de 8,0 MPa et une

absence de fissuration du joint.

Les résultats obtenus sont présentés au tableau ci-

après. m NON ú'01OIZE'o:î:8oî Oc:OLosz-Yisa s

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21 2741890

Il est particulièrement significatif de noter que la formulation de l'exemple 1 (8,5 %) a donné un résultat de réussite alors que celle de l'exemple comparatif 4 a donné un résultat d'échec. Les deux formulations avaient la même

teneur en N, de 0,12 %.

Les dispersants selon la présente invention (exemples 1 à 28) ont tous donné un excellent résultat de réussite dans l'essai PV-3344. Les exemples comparatifs, en revanche, ont chacun donné un résultat d'échec dans un ou

plusieurs aspects de l'essai.

La performance diesel de plusieurs produits des exemples a été évaluée dans l'essai MWM "B" effectué selon la méthode CEC L-12-A-76. Dans cet essai, un résultat de

réussite correspond à une valeur minimale de piston de 65.

La capacité de traitement de suie des huiles lubrifiantes contenant les produits de l'exemple 6 et de l'exemple comparatif 4 a été évaluée selon l'essai XUD 11 ATE. L'essai XUD 11 ATE fait partie de la séquence d'huile européenne ACEA proposée pour les huiles de plein- service pour moteurs diesel légers. Dans l'essai XUD 11 ATE, un résultat de réussite correspond à une valeur minimale de piston de 43 et à une augmentation maximale de viscosité de % à 100 'C pour une teneur en suie de 3 %. Les

résultats obtenus sont présentés dans les tableaux ci-

après.

MWM "B"

Exemple 1 79 Exemple 6 76,2 Exemple 17 76 Exemple 27 90 Ex. comparatif 2 65 Ex. comparatif 4 74,6 Toutes les formulations testées ont donné un résultat de réussite, les formulations selon la présente invention

fournissant les meilleurs résultats.

22 2741890

XUD 11 ATE

Valeur de Augmentation piston de viscosité % Exemple 6 44 191 Exemple comp. 47 224 Ainsi, les deux formulations testées ont satisfait à la condition requise de valeur de piston de l'essai XUD 11 ATE. Toutefois, l'exemple comparatif a donné un résultat d'échec sur l'aspect augmentation de viscosité de l'essai.

23 2741890

Claims (25)

REVENDICATIONS

1. Dispersant oléosoluble pouvant être obtenu par boration et acylation du produit formé en faisant réagir (1) un agent d'acylation polyalcénylsuccinique, (2) une polyamine et (3) un composé azoté de formule Rl[N(Rl)R]q-Y dans laquelle: Y est un radical -N(R1)2, pipérazinyle éventuellement N-substitué par un groupe R1 ou un groupe R1[N(R1)R]q- ou est un groupe 4-morpholinyle; q est de 0 à 10; R est un groupe alkylène ayant de 2 à 6 atomes de carbone; et R! est indépendamment choisi parmi un atome d'hydrogène et un groupe de formule (R20)rR3 dans laquelle r est 0 à 6, R2 est un groupe alkylène ayant 2 à 6 atomes de carbone et R3 est un groupe hydroxyalkyle ayant 2 à 6 atomes de carbone, sous réserve que lorsque Y est -N(R1)2 ou un groupe 1-pipérazinyle éventuellement substitué, le composé azoté a en moyenne de 1 à moins de 3 groupes

hydroxyles libres par molécule.

2. Dispersant selon la revendication 1, dans lequel l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique est un anhydride polyisobuténylsuccinique dérivé de polyisobutène ayant un poids moléculaire moyen en nombre d'environ 900 à environ 1500.

3. Dispersant selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la polyamine (2) est une polyalcénylpolyamine

contenant 3 à 6 atomes d'azote par molécule.

4. Dispersant selon la revendication 3, dans lequel la polyamine (2) est la tétraéthylènepentamine, ou un mélange

de polyamines proche de la tétraéthylènepentamine.

5. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, dans lequel la polyamine (2) est un

mélange d'hydrocarbylpolyamines contenant 10 à 50 % en

24 2741890

poids d'alkylènepolyamines acycliques et 90 à 50 % en poids

d'alkylènepolyamines cycliques.

6. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, dans lequel le composé azoté (3) est

la diéthanolamine ou l'éthylènediamine, la diéthylène- triamine, la triéthylènetétramine, la pipérazine ou l'aminoéthylpipérazine Nsubstituée par en moyenne 1 à

2 groupes hydroxyéthyle ou hydroxypropyle par molécule.

7. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, dans lequel le composé azoté (3) est

la morpholine ou la N-(2-(4-morpholinyl)éthyl-l,2-éthane-

diamine.

8. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 7, dans lequel le rapport molaire de la

polyamine (2) au composé azoté (3) utilisé dans la réaction

est de 95:5 à 1:1.

9. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, dans lequel dans la réaction le

rapport molaire de l'agent d'acylation polyalcényl-

succinique (1) à la somme de la polyamine (2) et du composé

azoté (3) est de 1,2:1 à 4:1.

10. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 9, dans lequel la boration est effectuée

en utilisant de l'acide borique.

11. Dispersant selon l'une quelconque des

revendications 1 à 10, dans lequel l'acylation est

effectuée en utilisant de l'anhydride maléique.

12. Procédé de préparation d'un dispersant oléosoluble, qui comprend les étapes consistant à faire réagir, en même temps ou successivement, quel que soit l'ordre, un agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1), une polyamine (2) et un composé azoté (3) de formule Rl[N(Rj)R]q-Y dans laquelle R, R1, q et Y sont tels que définis dans la revendication 1, puis à effectuer une boration et une acylation, en même temps ou quel que soit l'ordre, du

produit de réaction obtenu.

2741890

13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1) est tel que

défini à la revendication 2.

14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la polyamine (2) est telle que définie selon les

revendications 3, 4 ou 5.

15. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 12 à 14, dans lequel le composé azoté (3)

est tel que défini selon la revendication 6 ou 7.

16. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 12 à 15, dans lequel dans la réaction le

rapport molaire de la polyamine (2) au composé azoté (3)

est tel que défini à la revendication 8.

17. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 12 à 16, dans lequel le rapport molaire de

l'agent d'acylation polyalcénylsuccinique (1) à la somme de la polyamine (2) et du composé azoté (3) est tel que défini

à la revendication 9.

18. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 12 à 17, dans lequel la boration est

effectuée en utilisant de l'acide borique.

19. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 12 à 18, dans lequel l'acylation est

effectuée en utilisant de l'anhydride maléique.

20. Dispersant, tel qu'obtenu par un procédé tel

que revendiqué selon l'une quelconque des revendications 12

à 19.

21. Composition d'huile lubrifiante comprenant une huile de viscosité lubrifiante et un dispersant oléosoluble

tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1

à 11 ou 20.

22. Concentré d'additif comprenant un dispersant oléosoluble tel que défini selon l'une quelconque des

revendications 1 à 11, ou 20.

23. Utilisation d'un dispersant oléosoluble tel que

défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 20,

26 2741890

, dans une composition lubrifiante pour lubrifier un

moteur ou un autre dispositif.

24. Utilisation selon la revendication 23, dans laquelle la composition lubrifiante vient en contact avec un élastomère fluoré.

25. Procédé d'amélioration de la capacité de traitement de suie d'une huile de viscosité lubrifiante, qui comprend l'étape consistant à incorporer dans celle-ci un dispersant oléosoluble tel que revendiqué selon l'une

quelconque des revendications 1 à 11 ou 20.