FR2919302A1 - Compositions d'additifs et compositions de lubrifiants - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une composition d'additifs comprenant un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle et au moins un composé azoté.Elle concerne également une composition de lubrifiant comprenant une huile de base et ladite composition d'additifs.Application : utilisation desdites compositions dans une machine pour retarder le début d'augmentation de viscosité dans une composition de lubrifiant.
Description
La présente invention concerne des compositions d'additifs et compositions
de lubrifiants, ainsi que des procédés pour leur utilisation. Les huiles lubrifiantes utilisées dans les moteurs à combustion interne et les transmissions d'automobiles ou de camions sont soumises à un environnement exigeant au cours de l'utilisation. Cet environnement a pour résultat une oxydation de l'huile qui est catalysée par la présence d'impuretés dans l'huile, et qui est également favorisée par les températures élevées de l'huile au cours de l'utilisation. L'oxydation des huiles lubrifiantes contribue à la formation de boues dans les huiles et à la dégradation des caractéristiques de viscosité du lubrifiant.
L'oxydation est souvent jugulée dans une certaine mesure en choisissant les additifs antioxydants convenables, ce qui améliore de manière significative la durée de vie des huiles lubrifiantes. Des additifs antioxydants peuvent étendre la durée de vie utile de l'huile lubrifiante, par exemple en réduisant ou empêchant des augmentations inacceptables de viscosité et/ou la formation de dépôts. En outre, la protection de la surface métallique d'un moteur contre la dégradation par usure en choisissant l'équilibre convenable d'agents anti-usure dans une composition lubrifiante peut augmenter de manière significative la durée de vie de la surface métallique. Les agents anti-usure forment sur les surfaces métalliques un film mince qui empêche le contact métal-métal, avec pour résultat une diminution de la quantité d'usure. Un agent anti-usure bien connu et couramment utilisé est un dialkyldithiophosphate de zinc (ZDDP). Cependant, l'environnement exigeant auquel les huiles lubrifiantes sont soumises, comprenant des températures élevées et/ou de fortes pressions, décompose le ZDDP dans une composition d'huile lubrifiante. Des études ont démontré que certains catalyseurs pour les pots d'échappement peuvent être désactivés par le phosphore, dérivés essentiellement des composés ZDDP qui ont été les agents anti-usure principaux dans les huiles pour moteurs de véhicules particuliers et les formulations pour moteurs diesel à haut rendement au cours des 50 dernières années. En conséquence, les futures huiles pour moteurs contiendront des quantités réduites de phosphore. En outre, lorsque le ZDDP se décompose et libère des molécules de zinc, ces molécules de zinc sont capables de réagir avec d'autres additifs de performances présents dans la composition lubrifiante, en provoquant la formation de boues et d'autres matières en particules pouvant avoir des effets néfastes sur les performances des moteurs. Ces effets indésirables de l'oxydation posent des problèmes pour répondre aux impératifs de plus en plus drastiques de performances des moteurs. La simple diminution de la quantité de composés contenant du phosphore, tels qu'un ZDDP, n'est pas une solution pratique au problème en raison de la réduction concomitante des propriétés anti-usure. En conséquence, il serait souhaitable qu'une composition d'huile lubrifiante comprenne des concentrations réduites de composés contenant du phosphore tout en contenant également des additifs améliorés qui réduisent la dégradation oxydative des huiles lubrifiantes. Conformément à la présente invention, il est proposé une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : 0)35 dans laquelle R , R1 et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/indice de basicité total (IBT) compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. Dans un aspect, il est proposé également une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : R R R (1) dans laquelle R , R1 et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphora et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. En outre, il est proposé un procédé pour retarder l'apparition d'une augmentation de viscosité dans une 30 35 composition de lubrifiant, ledit procédé comprenant l'étape consistant à fournir à une machine une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'un additif comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : R RI R2 (I) dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. Un autre aspect de la présente invention concerne un procédé pour lubrifier au moins une pièce mobile d'une machine. Le procédé comprend la mise en contact de ladite au moins une pièce mobile avec une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base et une petite quantité d'une composition d'additifs. La composition d'additifs comprend un dérivé de thiazole substitué avec un groupement aryle ; au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : 15 20 25 30 35 5 10 20 25 30 35 dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. En outre, il est proposé un procédé pour faire fonctionner une machine, ledit procédé comprenant l'addition à la machine d'une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) R dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphora et sulfono, sous réserve qu'au moins un (1) (1) des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. Des avantages supplémentaires de la présente invention apparaîtront en partie dans la description suivante et/ou peuvent être établis par mise en pratique de la présente invention. Il doit être entendu que la description générale précédente et la description détaillée suivante sont seulement illustratives et explicatives et ne sont nullement limitatives de la présente invention. La présente invention concerne de manière générale une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et un détergent métallique ayant un rapport savon/18T compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. La présente demande concerne également une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante 25 30 35 (I) d'une huile de base et une petite quantité de la composition d'additifs décrite ci-dessus. De la manière utilisée dans la présente invention, il a été entendu que l'expression quantité dominante désigne une quantité supérieure ou égale à 50 en poids, par exemple comprise dans l'intervalle d'environ 80 à environ 98 96 en poids par rapport au poids total de la composition. De plus, de la manière utilisée dans la présente invention, l'expression "quantité secondaire" désigne une quantité inférieure à 50 06 en poids par rapport au poids total de la composition. De la manière utilisée dans la présente invention, le terme aromatique ou aryle , sauf spécification contraire, désigne des groupements hydrocarbyle ou hétérocycliques non aliphatiques, substitués ou non substitués, de cette catégorie, par exemple un substituant polyinsaturé, habituellement aromatique, hydrocarbyle cyclique ou hétérocyclique, qui peut comporter un noyau unique ou des noyaux multiples (jusqu'à trois noyaux) qui sont condensés les uns avec les autres ou liés par covalence. Des exemples de groupements hydrocarbyle aromatiques comprennent les groupements phényle, naphtyle, biphénylényle, phénanthrényle, phénalényle et des groupements similaires. Ces groupements sont éventuellement substitués avec un ou plusieurs substituants hydrocarbyle. Des groupements également inclus sont des groupements aryle substitués avec d'autres groupements aryle, par exemple biphényle. Des groupements aryle ou aromatiques hétérocycliques consistent en des groupements cycliques insaturés contenant des atomes de carbone dans le noyau et contenant en outre un ou plusieurs hétéroatomes, tels que des atomes d'oxygène, d'azote, de soufre et/ou de phosphore. Des exemples de groupements aryle ou aromatiques hétérocycliques convenables comprennent les groupements pyridyle, thiényle, furyle, thiazolyle, pyrannyle, pyrrolyle, pyrazolyle, imidazolyle, pyrazinyle, thiazolyle, et des groupements similaires. Ces groupements sont facultativement substitués avec un ou plusieurs substituants tels que des substituants hydroxy, alkyle inférieur facultativement substitué, alkoxy inférieur facultativement substitué, amino, amide, ester et carbonyle (par exemple des groupements aldéhyde ou cétoniques). De la manière utilisée dans la présente invention, le terme alkaryle , sauf spécification contraire, désigne un groupe alkyle substitué avec n'importe lequel des groupements hydrocarbyle ou hétérocycliques non aliphatiques substitués ou non substitués décrits ci-dessus, par exemple phényle, naphtyle, benzyle, et des groupements similaires. Ces groupements sont facultativement substitués avec un ou plusieurs substituants, des exemples étant des groupements hydroxy, alkyle, alkoxy, amino, amido, ester et carbonyle (par exemple des groupements aldéhyde ou cétoniques). De la manière utilisée dans la présente invention, les termes hydrocarboné et hydrocarbyle ou l'expression à base hydrocarbonée signifient que le groupe décrit a un caractère principal hydrocarboné dans le contexte de la présente invention. Ces groupes comprennent des groupes qui sont de nature purement hydrocarbonée, ce qui signifie qu'ils contiennent seulement du carbone et de l'hydrogène. Ils peuvent également comprendre des groupes contenant des substituants ou atomes qui ne modifient pas le caractère principalement hydrocarboné du groupe. Ces substituants peuvent comprendre des substituants halogéno-, alkoxy-, nitro-, et des substituants similaires. Ces groupes peuvent également contenir des hétéroatomes. Des hétéroatomes convenables seront manifestes pour l'homme de l'art et comprennent, par exemple, le soufre, l'azote et l'oxygène. En conséquence, bien que restant principalement des caractères hydrocarbonés dans le contexte de la présente invention, ces groupes peuvent contenir des atomes autres que des atomes de carbone présents dans une chaîne ou un noyau par ailleurs constitué d'atomes de carbone. Un dérivé de triazole pouvant être utilisé convenablement dans les compositions de la présente invention peut être n'importe quel triazole, y compris un dérivé de triazole substitué ou non substitué. Dans certaines formes de réalisation, un dérivé de triazole est un dérivé de 1,2,3-triazole. Dans d'autres formes de réalisation, un dérivé de triazole est un dérivé de 1,2,4- triazole. Dans une forme de réalisation, le dérivé de triazole n'est pas un alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazole. A titre d'exemple, le dérivé de triazole peut être substitué avec un groupement aryle, substitué ou non substitué, comprenant un noyau unique ou des noyaux multiples, par exemple des noyaux liés par covalence. Des exemples non limitatifs de groupements aromatiques substitués comprenant des noyaux liés par covalence comprennent les groupements biphényle, 1,1'-binaphtyle, p,p'-bitolyle, biphénylényle, etc. A titre d'autre exemple, le groupement aryle peut comprendre des noyaux condensés multiples. Des exemples non limitatifs de groupements aryle comprenant des noyaux condensés multiples comprennent les groupements naphtyle, anthryle, pyrényle, phénanthrényle, phénalényle et des groupements similaires. A titre d'exemple supplémentaire, le groupement aryle peut comprendre un noyau unique lié par covalence au triazole. Des exemples non limitatifs de groupements aryle comprenant un noyau unique lié par covalence au triazole comprennent le groupement phényle et des groupements similaires. A titre d'autre exemple, le groupement aryle peut comprendre un noyau unique condensé avec le triazole. Des exemples non limitatifs de groupements aryle comprenant un noyau unique condensé avec le triazole comprennent le benzotriazole et le tolyltriazole. Un exemple d'un dérivé de triazole disponible dans le commerce pouvant être utilisé convenablement dans la présente invention est un 5 tolyltriazole, qui est une poudre brun clair ayant un point de fusion compris dans l'intervalle de 80 à 83 C, un point d'éclair égal à 182 C et un point d'ébullition égal à 160 C. Dans une forme de réalisation, le dérivé de triazole peut être représenté par la formule (II) ci-dessous : 10 NR4 15 20 25 30 35 R3 (II) dans laquelle R3 est choisi dans le groupe consistant en un atome d'hydrogène et un groupement alkyle contenant environ 1 à environ 24 atomes de carbone, et dans laquelle R4 est choisi ans le groupe consistant en un atome d'hydrogène, un groupement alkyle comprenant environ 1 à environ 24 atomes de carbone, et un groupement hydrocarbyle substitué. Dans une autre forme de réalisation, R3 et R4 du dérivé de triazole représenté par la formule (II) peuvent comprendre chacun indépendamment environ 1 à environ 16 atomes de carbone. Le dérivé de triazole peut être présent dans les compositions de lubrifiant et compositions d'additifs décrites en n'importe quelle quantité efficace, qui peut être aisément déterminée par l'homme de l'art. Dans une forme de réalisation, la composition lubrifiante de la présente invention peut comprendre environ 0,05 % en poids à environ 0,5 % en poids, par exemple environ 0,1 % en poids à environ 0,3 % en poids, du dérivé de triazole, par rapport au poids total de la composition. Dans une autre forme de réalisation, la composition d'additifs de la présente invention peut comprendre environ 0,48 % en poids à environ 5 % en poids du dérivé de triazole, par rapport au poids total de composition d'additifs.
Les compositions décrites peuvent comprendre également au moins un composé azoté. Le composé azoté peut être choisi parmi les composés représentés par la formule (I), décrite ci-dessous, et des dérivés de phénothiazine alkylés. Dans un aspect de la présente invention, le composé azoté choisi est un composé de formule (I) : R RI R2 (I) dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone. Par exemple, R , R1 et R2 peuvent être choisis chacun indépendamment parmi des groupes aryle, substitués ou non substitués, comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone. Des exemples non limitatifs de groupes aryle convenables comprennent les groupes phényle, benzyle et naphtyle. Des exemples non limitatifs de substituants convenables pour les groupes aryle comprennent des groupements alkyle, hydroxyle, carboxyle, amine et nitro. Des exemples de groupes aryle à substituants alkyle comprennent des groupes benzyle, phényle et naphtyle substitués avec un ou plusieurs groupes alkyle, dans lesquels les groupes alkyle comprennent environ 4 à environ 30 atomes de carbone, par exemple environ 4 à environ 12 atomes de carbone. A titre d'autre exemple, R , R1 et R2 peuvent être choisis chacun 15 20 25 30 35 indépendamment entre des groupes benzyle, phényle et naphtyle à substituants alkyle. Dans un autre exemple, au moins un des groupes R , RI et R2 représente un atome d'hydrogène.
Des exemples non limitatifs de composés azotés de formule (I) qui conviennent comprennent : la phénylamine ; la diphénylamine ; la triphénylamine ; diverses phénylamines, diphénylamines et triphénylamines alkylées ; une N,N'-bis-(4-aminophényl)-alkylamine ; la 3-hydroxy-diphénylamine ; la N-phényl-1,2-phénylènediamine, la N-phényl-1,4-phénylènediamine ; la dibutyldiphénylamine ; la dioctyldiphénylamine ; la dinonyldiphénylamine ; la phénylalpha-naphtylamine ; la phényl-bêta-naphtylamine ; la diheptyldiphénylamine ; et une diphénylamine styrénée à orientation para. Des exemples non limitatifs supplémentaires de composés azotés convenables et de procédés pour leur préparation comprennent ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 6 218 576, dont la description est citée à titre de référence dans la présente invention. Dans une forme de réalisation, le composé azoté est une diphénylamine alkylée. Dans certains aspects de la présente invention, le composé azoté peut comprendre des groupes azotés multiples, sous réserve qu'au moins un atome d'azote porte au moins un groupe aryle fixé à celui-ci, par exemple comme dans le cas de diverses diamines ayant un atome d'azote secondaire ainsi qu'un groupe aryle fixé à un des atomes d'azote. Des exemples de ces diamines comprennent des produits d'addition de N-phénylphénylènediamine.
Dans un aspect de la présente invention, le composé azoté est choisi de manière à consister en une phénothiazine alkylée. Des exemples de phénothiazines alkylées convenables peuvent comprendre la monotétradécylphénothiazine, la ditétradécylphénothiazine, la mono-décylphénothiazine, la didécylphénothiazine, la monononylphénothiazine, la dinonylphénothiazine, la monooctylphénothiazine, la dioctylphénothiazine, la monobutylphénothiazine, la dibutylphénothiazine, la monostyrylphénothiazine, la distyrylphénothiazine, la butyloctylphénothiazine et la styryloctyphénothiazine. D'autres exemples convenables de dérivés de phénothiazine alkylés connus sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 6 599 865 délivré le 29 juillet 2003 au nom de Carl K. Esche, Jr. et al. ; le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 614 124 délivré le 25 mars 1997 au nom de Carl K. Esche, Jr. et al. ; et le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 6 797 677 délivré le 28 septembre 2004 au nom de Carl K. Esche, Jr. et al., les mémoires descriptifs de ces documents étant cités dans leur intégralité à titre de référence dans la présente invention.
Les composés azotés utilisés dans le présente invention peuvent avoir des propriétés antioxydantes dans les compositions décrites lorsqu'ils sont utilisés seuls ou en association de la manière décrite dans la présente invention. Les composés azotés utilisés dans la présente invention doivent être solubles dans une composition de lubrifiant finale. La quantité de composé azoté dans les compositions d'additifs et les compositions de lubrifiants peut varier en fonction des impératifs et applications spécifiques. Dans une forme de réalisation, la composition lubrifiante de la présente invention peut comprendre environ 0,2 % en poids à environ 1,2 % en poids, par exemple environ 0,4 % en poids à environ 1,0 % en poids du composé azoté, par rapport au poids total de la composition lubrifiante. Dans une autre forme de réalisation, les compositions d'additifs de la présente invention peuvent comprendre environ 2 % en poids à environ 12 % en poids du composé azoté, par rapport au poids total de la composition d'additifs.
Les compositions d'additifs et compositions de lubrifiants de la présente invention peuvent comprendre un détergent contenant un métal, désigné dans la présente invention sous le nom de détergent métallique , avec un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5, par exemple d'environ 0,1 à environ 1,4 ou d'environ 0,15 à environ 1. Le détergent métallique peut comprendre un ou plusieurs composés choisis entre des sulfonates, des phénates sulfurés et des salicylates. Le détergent métallique peut être un composé consistant en un savon neutre, tel qu'un sulfonate neutre, un phénate sulfuré neutre ou un salicylate neutre ; ou bien le détergent peut être un sulfonate surbasique, un phénate sulfuré surbasique ou un salicylate surbasique ; ou une association d'un composé neutre et d'un composé surbasique, par exemple d'un ou plusieurs sulfonates neutres, phénates sulfurés neutres ou salicylates neutres en association avec un ou plusieurs sulfonates surbasiques, phénates sulfurés surbasiques ou salicylates surbasiques. Des sulfonates, phénates sulfurés et salicylates neutres et surbasiques convenables sont bien connus dans ce domaine et n'importe quels sulfonates, phénates sulfurés et salicylates convenables peuvent être utilisés dans les compositions de la présente invention. L'expression rapport savon/IBT est définie dans la présente invention comme étant le rapport du nombre de moles de composés du type savon à l'indice de basicité total ( IBT ) des détergents métalliques utilisés dans la composition d'additifs ou la composition de lubrifiant. Ainsi, plus la teneur en savon est élevée dans le détergent métallique, plus le rapport savon/IBT du détergent métallique est élevé. Le terme savon désigne aux fins de la présente invention un composé détergent neutre qui contient approximativement la quantité stoechiométrique de métal pour parvenir à la neutralisation du ou des groupes acides présents dans l'acide utilisé pour préparer le détergent. Par exemple, l'expression sulfonates neutres , de la manière utilisée dans la présente invention, désigne des sels métalliques d'acides sulfoniques, sels qui contiennent approximativement la quantité stoechiométrique de métal pour parvenir à la neutralisation du ou des groupes acides présents dans l'acide. Le IBT représente la quantité d'hydroxyde de potassium, en milligrammes, qui est équivalente à la quantité de base non neutralisée présente dans le détergent surbasique par gramme de détergent métallique.
L'expression détergent neutre est utilisée pour faire la différence avec un détergent surbasique , qui est un sel qui contient une quantité significativement supérieure à la quantité stoechiométrique de métal qui aurait pour résultat la neutralisation de l'acide. Les détergents surbasiques sont bien connus dans ce domaine et n'importe quels détergents surbasiques convenables peuvent être utilisés. Des exemples de détergents surbasiques convenables comprennent des sulfonates surbasiques, tels que les polyisobuténylsulfonates de calcium surbasiques avec du carbonate de calcium, et les polyisobuténylsulfonates de magnésium surbasiques avec du carbonate de magnésium. Ces sulfonates surbasiques sont décrits, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 137 184 délivré au nom de N. Bakker le 30 janvier 1979, dont la description est citée ici dans son intégralité à titre de référence dans la présente invention. Des salicylates et phénates sulfurés surbasiques sont également bien connus dans ce domaine. Des exemples de salicylates et phénates sulfurés surbasiques bien connus sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 919 276, délivré au nom de Gareth Charles Jeffrey le 6 juillet 1999, dont la description est citée dans son intégralité à titre de référence dans la présente invention.
Les détergents peuvent être surbasiques à diverses valeurs de IBT. Ainsi, le rapport savon/IBT peut varier en fonction du degré de surbasicité. Dans certains aspects, des compositions de lubrifiants qui ont des rapports savon/= dans des intervalles relativement étroits peuvent être utiles dans les compositions de la présente invention. Cependant, les détergents métalliques qui comprennent de plus grandes quantités d'un savon, tel qu'un sulfonate neutre, en plus de la petite quantité de savon qui peut déjà être incorporée aux détergents surbasiques, sont considérés comme offrant des avantages supplémentaires par rapport aux détergents surbasiques seuls. Par exemple, dans les compositions de la présente invention, l'utilisation de détergents ayant des rapports savon/IBT égaux ou supérieurs à 0,1, par exemple égaux ou supérieurs à 0,15, peut offrir des effets antioxydants améliorés, une réduction de l'augmentation de viscosité au cours du temps d'utilisation des lubrifiants, ou bien peut permettre d'utiliser moins de composés antioxydants, par exemple des composés azotés décrits ci-dessus, dans les compositions d'additifs et les compositions de lubrifiants.
Dans un aspect de la présente invention, le détergent métallique comprend au moins un sulfonate neutre. Les sulfonates neutres pouvant être utilisés convenablement dans les compositions de la présente invention peuvent êtren'importe quel sulfonate neutre, sous réserve qu'il soit soluble dans une composition de lubrifiant. Dans un aspect de la présente invention, les sulfonates neutres peuvent répondre à la formule générale (III),
R5-S03M
dans laquelle R5 représente un groupe hydrocarbyle et M représente n'importe lequel des métaux du groupe I ou du groupe II ou bien le plomb, formant un sel avec le groupement acide sulfonique. Le groupe hydrocarbyle peut être n'importe quel groupe hydrocarbyle qui rendra le sulfonate soluble dans un 35 lubrifiant. Des groupes hydrocarbyle convenables peuvent être, par exemple, des composés hydrocarbyle aliphatiques substantiellement saturés contenant environ 20 à 300 atomes de carbone, par exemple 50 à environ 250 atomes de carbone.
L'expression substantiellement saturé , de la manière utilisée dans la présente invention, signifie qu'une proportion d'au moins environ 95 % des liaisons covalentes carbone-carbone est saturée. Des exemples de groupes R5 convenables comprennent des polymères dérivés d'oléfines, tels que le polyisobutylène. Les métaux du Groupe I pour le constituant métallique M peuvent comprendre le lithium, le sodium et le potassium et les métaux du Groupe Il peuvent comprendre le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le zinc.
Dans certains aspects de la présente invention, M est choisi entre le calcium et le magnésium. Des exemples de sulfonate neutre convenable comprennent le polyisobutylènesulfonate de calcium, le polyisobuténylsulfonate de magnésium et le polyisobutényl- sulfonate de sodium. Des exemples de sulfonates disponibles dans le commerce comprennent les HiTEC H614 et HiTEC 615, tous deux disponibles auprès d'Afton Chemical Corporation. Le sulfonate neutre, le phénate sulfuré neutre et le salicylate neutre peuvent être présents dans les compositions de lubrifiants et compositions d'additifs décrites, en n'importe quelle quantité efficace, qui peut être aisément déterminée par l'homme de l'art. Dans un exemple, la composition lubrifiante de la présente invention peut comprendre environ 0,5 % en poids à environ 2 % en poids, par exemple 0,8 % en poids à environ 1,8 % en poids du sulfonate neutre, du phénate sulfuré neutre et/ou du salicylate neutre, par rapport au poids total de la composition. Dans un autre exemple, la composition d'additifs de la présente invention peut comprendre environ 5 % en poids à environ 20 % en poids du sulfonate neutre, du phénate sulfuré neutre et/ou du salicylate neutre, par rapport au poids total de la composition d'additifs. La détermination de la quantité totale de détergents métalliques, comprenant à la fois des détergents métalliques neutres et des détergents métalliques surbasiques, est parfaitement du domaine de l'homme de l'art. Des exemples d'intervalles convenables pour les détergents métalliques dans une composition de lubrifiant peuvent être un intervalle d'environ 0,1 à environ 15 en poids sur la base du poids total de la composition, par exemple un intervalle d'environ 0,2 à 8 % en poids. Les compositions d'additifs et compositions de lubrifiants décrites dans la présente invention peuvent contenir éventuellement des additifs, tels que des agents anti-usure, des dispersants, des détergents sans cendres, des agents abaissant le point d'écoulement, des modificateurs d'indice de viscosité, des modificateurs de frottement contenant des cendres, des modificateurs de frottement sans cendres, des modificateurs de frottement azotés, des modificateurs de frottement dépourvus d'azote, des modificateurs de frottement estérifiés, des agents extrême pression, des additifs antirouille, des antioxydants supplémentaires en plus de ceux décrits ci-dessus, des inhibiteurs de corrosion, des agents anti- mousse, des composés de titane, des complexes de titane, des composés de molybdène solubles dans les solvants organiques, des complexes de molybdène solubles dans les solvants organiques, des composés contenant du bore, des complexes contenant du bore et leurs associations. Dans un aspect, les agents anti-usure peuvent être des composés contenant du phosphore, solubles dans l'huile, tels que, par exemple, des dialkylthiophosphates de zinc (ZDDP), qui peuvent être présents dans les compositions d'additifs et les compositions de lubrifiants en une quantité suffisante pour fournir environ 100 à environ 1000 millionièmes en poids de phosphore total dans une composition de lubrifiant. Dans un autre aspect, les composés contenant du phosphore peuvent être présents en une quantité suffisante pour fournir environ 600 à environ 800 millionièmes en poids de phosphore total dans une composition de lubrifiant. Dans un aspect supplémentaire, les compositions peuvent comprendre diverses quantités d'au moins un composé contenant du titane en fonction des besoins et des impératifs de l'application. Des huiles de base pouvant être utilisées convenablement dans la formulation des compositions décrites peuvent être choisies parmi n'importe lesquelles des huiles synthétiques, des huiles minérales ou de leurs mélanges. Les huiles minérales comprennent des huiles animales et des huiles végétales (par exemple l'huile de ricin, l'huile de lard) ainsi que d'autres huiles lubrifiantes minérales telles que des huiles liquides dérivées du pétrole et des huiles lubrifiantes minérales traitées avec un solvant ou traitées avec un acide, de type paraffinique, de type naphténique ou de type paraffinique- naphténique mixte. Des huiles dérivées du charbon ou du schiste conviennent également. En outre, des huiles dérivées d'un procédé de gas-à-liquide conviennent également. L'huile de base peut être présente en une quantité dominante, étant entendu que l'expression quantité dominante désigne une quantité supérieure ou égale à 50 par exemple d'environ 80 à environ 98 % en poids de la composition de lubrifiant. L'huile de base a habituellement une viscosité, par exemple, d'environ 2 à environ 150 cSt et, à titre d'exemple supplémentaire, d'environ 5 à environ 15 cSt à 100 C. Ainsi, les huiles de base peuvent avoir habituellement une viscosité comprise dans l'intervalle d'environ SAE 15 à environ SAE 250, et plus habituellement peuvent avoir une viscosité comprise dans l'intervalle d'environ SAE 20W à environ SAE 50. Des huiles convenables pour automobiles comprennent des qualités mixtes telles que 15W-40, 20W-50, 75W-140, 80W-90, 85W-140, 85W-90 et des qualités similaires. Des exemples non limitatifs d'huiles synthétiques comprennent des huiles hydrocarbonées telles que des oléfines polymérisées et interpolymérisées (par exemple des polybutylènes, des polypropylènes, des copolymères propylène-isobutylène, et des polymères similaires) ; des poly-alpha-oléfines telles que des poly-(l-hexènes), des poly-(l-octènes), des polyû(1-décènes) et des poly-alphaoléfines similaires ainsi que leurs mélanges ; des alkylbenzènes (par exemple des dodécylbenzènes, des tétradécylbenzènes, des dinonylbenzènes, des di-(2-éthylhexyl)-benzènes, et des alkylbenzènes similaires) ; des polyphényles (par exemple des biphényles, des terphényles, des polyphényles alkylés et des polyphényles similaires) ; des éthers de diphényle alkylés et des sulfures de diphényle alkylés ainsi que leurs dérivés, analogues et homologues et des composés similaires.
Des polymères et interpolymères d'oxydes d'alkylène et leurs dérivés dans lesquels les groupes hydroxyle terminaux ont été modifiés par estérification, éthérification ou un moyen similaire, constituent une autre catégorie d'huiles synthétiques connues qui peuvent être utilisées. Ces huiles sont illustrées par les huiles préparées par polymérisation d'oxyde d'éthylène ou d'oxyde de propylène, les éthers alkyliques et aryliques de ces polymères du type polyoxyalkylène (par exemple l'éther méthylique de polyisopropylèneglycol ayant un poids moléculaire moyen d'environ 1000, l'éther diphénylique de polyéthylèneglycol ayant un poids moléculaire d'environ 500 à 1000, l'éther diéthylique de polypropylèneglycol ayant un poids moléculaire d'environ 1000 à 1500, et des polymères similaires), ou leurs esters mono- et polycarboxyliques, par exemple les esters d'acide acétique, des esters d'acides gras mixtes en C3 à C8, ou le diester d'oxacide en C13 du tétraéthylèneglycol. Une autre catégorie d'huiles synthétiques qui peuvent être utilisées comprend les esters d'acides dicarboxyliques (par exemple acide phtalique, acide succinique, acides alkyl-succiniques, acides alcénylsucciniques, acide maléique, acide azélaïque, acide subérique, acide sébacique, acide fumarique, acide adipique, dimère d'acide linoléique, acide malonique, acides alkyl-maloniques, acides alcényl-maloniques et des acides similaires) avec divers alcools (par exemple alcool butylique, alcool hexylique, alcool dodécylique, alcool 2-éthylhexylique, éthylèneglycol, monéther de diéthylèneglycol, propylèneglycol, et alcools similaires). Des exemples spécifiques de ces esters comprennent l'adipate de dibutyle, le sébacate de di-(2-éthylhexyle), le fumarate de di-n-hexyle, le sébacate de dioctyle, l'azétate de diisooctyle, l'azélate de diisodécyle, le phtalate de dioctyle, le phtalate de didécyle, le sébacate de di-eicosyle, le diester 2-éthylhexylique du dimère d'acide linoléique, l'ester complexe formé en faisant réagir une mole d'acide sébacique avec deux moles de tétraéthylèneglycol et deux moles d'acide 2-éthylhexanoïque, et des composés similaires.
Des esters utiles comme huiles synthétiques comprennent également ceux préparés à partir d'acides monocarboxyliques en C5 à C12 et de polyols et d'éthers de polyols tels que le néopentylglycol, le triméthylolpropane, le pentaérythritol, le dipentaérythritol, le tripenta- érythritol et des composés similaires. En conséquence, l'huile de base qui peut être utilisée pour préparer les compositions décrites dans la présente invention peut être choisie parmi n'importe lesquelles des huiles de base des groupes I à v spécifiées dans les indications Base Oil Interchangeability Guidelines de l'American Petroleum Institute (API). Ces groupes d'huiles de base sont les suivants : Le groupe I contient moins de 90 % de composés saturés et/ou plus de 0,03 % de soufre et un indice de viscosité supérieur ou égal à 80 et inférieur à 120. Le groupe II contient une proportion supérieure ou égale à 90 % de composés saturés et une proportion inférieure ou égale à 0,03 % de soufre et un indice de viscosité supérieur ou égal à 80 et inférieur à 120 ; le groupe III contient une proportion supérieure ou égale à 90 % de composés saturés et une proportion inférieure ou égale à 0,03 % de soufre et un indice de viscosité supérieur ou égal à 120 ; le groupe IV est constitué de poly-alphaoléfines (PAO) ; et le groupe V comprend toutes les autres huiles de base non incluses dans le groupe I, II, III ou IV. Les méthodes d'essai utilisées dans la définition des groupes précités sont la méthode ASTM D2007 pour les composés saturés ; la méthode ASTM D2270 pour l'indice de viscosité ; et une des méthodes ASTM D2622, 4294, 4927 et 3120 pour le soufre. Les huiles de base du groupe IV, c'est-à-dire les poly-alpha-oléfines (PAO), comprennent des oligomères hydrogénés d'une alpha-oléfine, les procédés les plus importants d'oligomérisation étant des procédés radicalaires, la catalyse de Ziegler et la catalyse cationique de Friedel-Crafts. Les poly-alpha-oléfines ont habituellement des viscosités comprises dans l'intervalle de 2 à 100 cSt à 100 C, par exemple de 4 à 8 cSt à 100 C. Elles peuvent consister, par exemple, en des oligomères d'alpha-oléfines ramifiées ou à chaîne droite ayant environ 2 à environ 30 atomes de carbone, des exemples non limitatifs comprenant des polypropènes, des poly-isobutènes, des poly- 1-butènes, des poly-1-hexènes, des poly-1-octènes et le poly-1-décène. Des homopolymères, des interpolymères et leurs mélanges sont inclus. En ce qui concerne le reste de l'huile de base mentionnée ci-dessus, une huile de base du groupe I comprend également une huile de base du groupe I à laquelle peuvent être mélangées une ou plusieurs huiles de base d'un ou plusieurs autres groupes, sous réserve que le mélange résultant ait des caractéristiques correspondant à celles spécifiées ci-dessus pour les huiles de base du groupe I.
Des exemples d'huiles de base comprennent des huiles de base du groupe I et des mélanges d'huiles de base du groupe Il avec une huile lubrifiante de base à haute viscosité Bright Stock du groupe I. Des huiles de base pouvant être utilisées convenablement dans la présente invention peuvent être préparées en utilisant divers procédés différents comprenant, mais à titre non limitatif, la distillation, le raffinage au solvant, le traitement avec de l'hydrogène, l'oligomérisation, l'estérification et la régénération.
L'huile de base peut être une huile dérivée d'hydrocarbures synthétisés par le procédé de Fischer-Tropsch. Des hydrocarbures synthétisés par le procédé de Fischer-Tropsch peuvent être préparés à partir d'un gaz de synthèse contenant H2 et CO en utilisant un catalyseur de Fischer-Tropsch. Ces hydrocarbures nécessitent habituelle-ment un traitement supplémentaire afin d'être utiles comme huile de base. Par exemple, les hydrocarbures peuvent être hydro-isomérisés en utilisant les procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 6 103 099 ou 6 180 575 ; hydrocraqués et hydro-isomérisés en utilisant les procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 943 672 ou 6 096 940 ; déparaffinés en utilisant les procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 882 505 ; ou hydro-isomérisés et déparaffinés en utilisant les procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 6 013 171 ; 6 080 301 ; ou 6 165 949. Les huiles non raffinées, les huiles raffinées et les huiles régénérées, qu'elles soient minérales ou synthétiques (ainsi que des mélanges de deux ou plus de deux de n'importe lesquelles de ces huiles) du type décrit ci-dessus, peuvent être utilisées dans les huiles de base. Les huiles non raffinées sont celles obtenues directement à partir d'une source minérale ou synthétique sans autre traitement de purification. Par exemple, une huile de schiste obtenue directement par des opérations de pyrogénation, une huile dérivée du pétrole obtenue directement par distillation primaire ou une huile d'ester obtenue directement par un procédé d'estérification utilisé sans autre traitement serait une huile non raffinée. Les huiles raffinées sont similaires aux huiles non raffinées, sauf qu'elles ont été soumises à un traitement supplémentaire dans une ou plusieurs étapes de purification pour améliorer une ou plusieurs propriétés. La plupart de ces techniques de purification sont connues de l'homme de l'art, des exemples étant l'extraction au solvant, la distillation secondaire, l'extraction avec un acide ou une base, la filtration, la percolation et des techniques similaires. Les huiles régénérées sont obtenues par des procédés similaires à ceux utilisés pour obtenir des. huiles raffinées, appliqués à des huiles raffinées qui ont déjà été mises en service. Ces huiles régénérées sont connues également sous le nom d'huiles retraitées ou retransformées et sont souvent soumises à un traitement supplémentaire par des techniques destinées à l'élimination des additifs épuisés, des contaminants et des produits de dégradation de l'huile. N'importe quelles concentrations des divers ingrédients, comprenant les additifs facultatifs et les huiles de base décrits ci-dessus, qui sont efficaces pour obtenir un résultat désiré peuvent être présentes dans les compositions de la présente invention. Des exemples non limitatifs de concentrations d'ingrédients qui peuvent être utilisés dans les compositions de lubrifiants illustratifs de la présente invention sont indiqués dans l'intervalle 1 et l'intervalle 2 du Tableau 1 ci-dessous : TABLEAU 1
Additif en poids, % en poids, intervalle 1 intervalle 2 Système antioxydant 0 - 5 0,01 - 3 Inhibiteur de corrosion 0 - 5 0 - 2 Dihydrocarbyl-dithiophosphate 0,1 - 6 0,1 - 4 de zinc Agent anti-mousse 0 - 5 0,001 - 0,15 Modificateur de frottement 0 - 5 0 - 2 Agents anti-usure 0 - 1,0 0 - 0,8 supplémentaires Agent abaissant le point 0,01 - 5 0,01 -1,5 d'écoulement Modificateur de viscosité 0,01 - 10 0,25 - 7 Huile de base le reste le reste Suivant divers autres aspects de la présente invention, il est révélé un procédé pour retarder l'apparition d'une augmentation de viscosité dans une 25 composition d'huile lubrifiante. De la manière utilisée dans le présent mémoire, il a été entendu que l'expression retarder l'apparition d'une augmentation de viscosité désigne le retard du début d'une augmentation de viscosité d'une composition de lubrifiant pendant une période de 30 temps en raison du processus oxydatif, comparativement à une composition qui est dépourvue des compositions antioxydantes de la présente invention, comprenant un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle, un composé azoté et un composé détergent métallique, de la manière 35 décrite dans la présente invention. Le procédé pour retarder l'apparition d'une augmentation de viscosité dans 15 20 une composition de lubrifiant peut comprendre l'étape consistant à fournir à une machine une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'un additif comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : R dans laquelle R , R1 et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en au moins un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , R1 et R2 soit choisi de manière à consister en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/1ST compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5. Suivant diverses formes de réalisation, il est révélé également un procédé pour lubrifier au moins une pièce mobile d'une machine. De la manière utilisée dans le présent mémoire, il est entendu que l'expression au moins une pièce mobile d'une machine désigne au moins une pièce d'une machine pouvant être mise en mouvement, comprenant un engrenage à piston, un palier, une tige, un ressort, un arbre à came, un vilebrequin et des pièces similaires. Le procédé pour lubrifier au moins une pièce mobile d'une machine comprend la mise en contact de ladite au moins une pièce mobile avec une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; à une petite quantité de la composition d'additifs décrite. Dans 15 20 25 30 35 (I) d'autres formes de réalisation, il est révélé également un procédé pour faire fonctionner une machine, comprenant l'addition d'une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base et une petite quantité de la composition d'additifs décrite. La machine dans les procédés décrits peut être choisie dans le groupe consistant en des moteurs à combustion interne à allumage par étincelle et allumage par compression. En outre, ladite au moins une pièce mobile peut comprendre un engrenage à piston, un palier, une tige, un ressort, un arbre à came, un vilebrequin et des pièces similaires. La composition de lubrifiant peut être n'importe quelle composition qui est efficace dans la lubrification d'une machine. Dans un aspect, la composition est choisie dans le groupe consistant en des huiles pour moteurs de véhicules particuliers, des huiles pour moteurs diesel à vitesse moyenne, et des huiles pour moteurs diesel à haut rendement qui comprennent les compositions d'additifs de la présente invention. Les exemples suivants illustrent la présente invention et ses propriétés avantageuses. Dans ces exemples, et également autre part dans la présente invention, toutes les parties et tous les pourcentages sont exprimés en poids de la composition, sauf indication contraire. On a formulé une composition de lubrifiant conforme à la présente invention, comprenant un système antioxydant, comprenant un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle, un dérivé d'arylamine et un composé métallique détergent, dans une composition de base, de la manière indiquée sur le Tableau 2. Le dérivé de triazole utilisé dans l'exemple de composition 1 était un tolyltriazole disponible dans le commerce (Cobratec TT-100, PMC Specialties Group, Cincinnati, Ohio). Le dérivé d'arylamine était une diphénylamine alkylée (Hi-TEC 7190, Afton Chemical Corporation, Richmond, VA) et le composé métallique détergent comprenait un sulfonate disponible dans le commerce (HiTEC0 H614, Afton Chemical Corporation, Richmond, VA).
Les exemples comparatifs 2 à 4 ont été formulés sans dérivé de triazole, de la manière indiquée sur les Tableaux 3 à 5, en utilisant la même arylamine et la même composition de base que dans l'exemple 1. La quantité de sulfonate neutre indiquée sur les Tableaux 2 à 5 est la quantité ajoutée à la composition, en excluant tout sulfonate neutre qui peut avoir été incorporé aux détergents métalliques surbasiques. TABLEAU 2 - Exemple de composition 1 CONSTITUANT % en poids Triazole 0,2 Arylamine 0,4 Détergents métalliques 3,3 (rapport savon/IBT = 0,175) Composition de base Le reste Taux d'évaluation WPD 5,29 Augmentation de viscosité 111,2 % TABLEAU 3 : Exemple de composition comparatif 2 CONSTITUANT % en poids Triazole -- Arylamine 0,4 Détergents métalliques 1,8 (rapport savon/IBT = 0,08) Composition de base Le reste Taux d'évaluation WPD 3,88 Augmentation de viscosité 232,3 % 20 25 30 35 5 10 15 25 30 35 TABLEAU 4 Exemple de composition comparatif 3 CONSTITUANT % en poids Triazole Arylamine 0,8 Détergents métalliques 1,8 (rapport savon/IBT = 0,08) Composition de base Le reste Taux d'évaluation WPD 3,98 Augmentation de viscosité 129 % TABLEAU 5 - Exemple de composition comparatif 4 CONSTITUANT % en poids Triazole -- Arylamine 0,4 Détergents métalliques 3,3 (rapport savon/IBT = 0,175) Composition de base Le reste Taux d'évaluation WPD 2,97 Augmentation de viscosité 148,5 Les compositions de base pour les Exemples de compositions 1, 2, 3 et 4 comprenaient des additifs classiques pour lubrifiants, tels qu'un systême dispersant, un inhibiteur de corrosion, un dihydrocarbyl-dithiophosphate métallique, un agent anti-mousse, un modificateur de frottement, des agents anti-usure supplémentaires, un agent abaissant le point d'écoulement, un modificateur de viscosité et une huile de base. La composition de base a été formulée avec une huile de base répondant aux normes GF-4 indiquées par le International Lubrificants Standardization and Approval Committee (ILSAC), qui, dans le présent exemple, a été une huile pour moteurs du type SAE de qualité 5W-30.
Des essais sur moteur Séquence IIIG ont été effectués sur l'Exemple de composition 1 et les Exemples de composition comparatifs 2, 3 et 4 en utilisant un moteur à essence à injection de carburant V-6 de General Motors 231 CID (3800 cm3) série II de 1996/1997. Les compositions utilisées ont été évaluées pour déterminer le degré de dépôts sur les pistons dans des conditions de températures élevées. Le degré de dépôts sur les pistons a été mesuré en termes de valeurs numériques d'évaluation de dépôt sur les pistons pondérée ( weighted piston deposit , WPD). Le taux d'évaluation de WPD a été déterminé en examinant l'ensemble des 6 pistons pour évaluer les résidus formant un dépôt et de la gomme. Le degré de formation de dépôts sur les pistons a été évalué suivant un code de propreté numéroté de 1 à 10, 10 étant considéré comme propre. Le résultat de dépôt sur les pistons pondéré est une moyenne de valeurs numériques d'évaluation de propreté pour l'ensemble des 6 pistons. Une valeur numérique d'évaluation de WPD plus élevée démontre une moindre formation de dépôts sur les pistons et une moindre dégradation oxydative qui a subi une composition particulière dans un moteur. Les compositions utilisées ont été également évaluées pour déterminer les augmentations de viscosité à 40 C par des méthodes bien connues dans ce domaine pour mesurer la viscosité cinématique. La composition a été soumise à un prélèvement d'échantillons et à une analyse toutes les 20 heures. Plus l'augmentation de viscosité est forte, moins une composition de lubrifiant particulière est stable à l'oxydation. Une composition de lubrifiant qui présente une augmentation de viscosité supérieure à 150 échoue â ce critère. Les résultats démontrent l'avantage d'utiliser la composition décrite pour retarder l'apparition d'augmentation de viscosité dans une composition de lubrifiant. De la manière indiquée par l'exemple précédent, l'Exemple de composition 1 comprenant le système antioxydant décrit a présenté une valeur numérique d'évaluation de WPD de 5,29 et une augmentation de viscosité de 111,2 %. Comparativement, l'exemple de composition 2 qui était dépourvu de la composition décrite a présenté une valeur numérique d'évaluation de WPD de 3,88 et une augmentation de viscosité de 232,3 %, L'exemple de composition 3, qui était dépourvu de la composition décrite, mais qui comprenait une plus grande quantité d'antioxydant du type arylamine, comparativement à l'exemple de composition 1, a présenté une valeur numérique d'évaluation de WPD de 3,88 et une augmentation de viscosité de 129 %. L'exemple de composition 4, qui était également dépourvu de la composition décrite, a présenté une valeur numérique d'évaluation de WPD de 2,97 et une augmentation de viscosité de 148,5 %. Ainsi, on peut constater que la composition décrite réduit de manière surprenante et significative les dépôts sur les pistons avec une augmentation réduite de viscosité cinématique pour les compositions de lubrifiant, tout en permettant d'utiliser des quantités réduites des composés azotés antioxydants du type arylamine. La réduction de la quantité de composés antioxydants du type arylamine peut être considérée comme étant une amélioration, car ces composés sont coûteux et augmentent le coût des compositions d'additifs et des compositions de lubrifiants. Il est considéré que les exemples sont présentés à des fins d'illustration seulement et ne sont pas destinés à limiter le cadre de la présente invention. Comme le comprendra l'homme de l'art, les ingrédients particuliers utilisés et les concentrations des ingrédients peuvent différer de ceux utilisés dans les exemples. On notera que, de la manière utilisée dans la présente invention, les formes au singulier un , une , le et la comprennent les références au 35 pluriel, sauf limitation expresse et sans équivoque à une référence. Ainsi, par exemple, la référence à un antioxydant comprend la référence à deux ou plus de deux antioxydants différents. De la manière utilisée dans la présente invention, le terme inclus et ses variantes grammaticales sont destinés à être non limitatifs, de telle sorte que la mention d'articles dans une liste n'exclut pas d'autres articles similaires qui peuvent être utilisés en remplacement ou ajoutés aux articles énumérés. Aux fins de la présente invention, sauf indication contraire, toutes les valeurs numériques désignant des quantités, des pourcentages ou des proportions, et d'autres valeurs numériques utilisées dans la présente invention, sont destinées àêtre modifiées dans tous les cas par le terme environ . En conséquence, sauf indication contraire, les paramètres numériques indiqués dans la présente invention sont des approximations qui peuvent varier en fonction des propriétés désirées que l'on cherche à obtenir dans la présente invention. Dans tous les cas, à titre nullement limitatif, chaque paramètre numérique doit être au moins considéré à la lumière du nombre de chiffres significatifs indiqués en appliquant les techniques usuelles d'arrondissement. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 5 10 15 20 25 35
Claims (38)
1. Composition d'additifs, caractérisée en ce qu'elle comprend : (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un de R , RI et R2 soit choisi de manière à représenter un groupement aryle comprenant environ 6 à environ 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique avec un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle d'environ 0,05 à environ 1,5.
2. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dérivé de triazole est substitué avec un groupement aryle substitué, comprenant des noyaux multiples.
3. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dérivé de triazole est substitué avec un groupement aryle substitué, comprenant un noyau unique.
4. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dérivé de triazole est représenté par la formule (II) : (I)NR4 10 15 20 25 30 35 dans laquelle R3 est choisi dans le groupe consistant en un atome d'hydrogène et un groupement alkyle contenant 1 à 24 atomes de carbone, et dans laquelle R4 est choisi ans le groupe consistant en un atome d'hydrogène, un groupement alkyle comprenant 1 à 24 atomes de carbone, et un groupement hydrocarbyle substitué.
5. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le composé azoté est un composé de formule I, dans laquelle deux des groupes R , RI et R2 représentent des groupes phényle.
6. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le composé azoté est une diphénylamine alkylée, ou une phénothiazine alkylée.
7. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport savon/ IBT est compris dans l'intervalle de 0, 1 à 1,4, avantageusement dans l'intervalle de 0,15 à 1.
8. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le détergent comprend au moins un sulfonate neutre, présent en une quantité comprise dans l'intervalle de 5 % en poids à 20 % en poids, sur la base du poids de la composition d'additifs.
9. Composition d'additifs suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le sulfonate neutre est un composé de formule III : R5-S03M (III)dans laquelle R5 représente un groupe hydrocarbyle et M représente un élément choisi parmi les métaux du groupe I ou du groupe II et le plomb.
10. Composition d'additifs suivant la revendication 9, caractérisée en ce que R5 représente un composé aliphatique substantiellement saturé contenant 20 à 300 atomes de carbone.
11. Composition d'additifs suivant la revendication 9, caractérisée en ce que R5 représente un 10 groupe polyisobutylène.
12. Composition d'additifs suivant la revendication 9, caractérisée en ce que M est choisi entre le lithium, le sodium, le potassium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le zinc. 15
13. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dérivé de triazole est présent en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,48 % en poids à 5 % en poids, sur la base du poids de la composition d'additifs. 20
14. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le composé azoté est présent en une quantité comprise dans l'intervalle de 2 en poids à 12 % en poids, sur la base du poids de la composition d'additifs. 25
15. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un additif choisi dans le groupe consistant en des composés contenant du phosphore, des dispersants, des détergents sans cendres, des agents abaissant le point 30 d'écoulement, des agents améliorant l'indice de viscosité, un modificateur de frottement contenant des cendres, un modificateur de frottement sans cendres, un modificateur de frottement azoté, un modificateur de frottement dépourvu d'azote, un modificateur de frottement estérifié, des 35 agents extrême pression, des additifs antirouille, des antioxydants supplémentaires, des inhibiteurs de corrosion, des agents anti-mousse, des composés de titane, des complexes de titane, des composés de molybdène solubles dans les solvants organiques, des complexes de molybdène solubles dans les solvants organiques, des composés contenant du bore et des complexes contenant du bore.
16. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un composé de phosphore soluble dans l'huile, ayant une concentration comprise dans l'intervalle de 100 à 1000 millionièmes.
17. Composition de lubrifiant, caractérisée en ce qu'elle comprend : une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'une composition d'additifs 15 comprenant : (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté 20 par la formule (I) : dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à représenter un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone ; et (I) 25 30 35 (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle de 0,05 à 1,5.
18. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le dérivé de triazole est présent en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,05 % en poids à 0,5 % en poids, sur la base du poids de la composition de lubrifiant, avantageusement en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,1 % en poids à 0,3 % en poids, sur la base du poids de la composition de lubrifiant.
19. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le composé azoté est présent en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,2 % en poids à 1,2 % en poids, sur la base du poids de la composition de lubrifiant, avantageusement en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,4 % en poids à 1,0 % en poids, sur la base du poids de la composition de lubrifiant.
20. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le détergent métallique comprend un sulfonate neutre, le sulfonate neutre étant présent dans la composition de lubrifiant en une quantité comprise dans l'intervalle de 0,5 % en poids à 2,0 % en poids, sur la base du poids de la composition de lubrifiant.
21. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un additif choisi dans le groupe consistant en des composés contenant du phosphore, des dispersants, des détergents sans cendres, des agents abaissant le point d'écoulement, des agents améliorant l'indice de viscosité, un modificateur de frottement contenant des cendres, un modificateur de frottement sans cendres, un modificateur de frottement azoté, un modificateur de frottement dépourvu d'azote, un modificateur de frottement estérifié, desagents extrême pression, des additifs antirouille, des antioxydants supplémentaires, des inhibiteurs de corrosion, des agents anti-mousse, des composés de titane, des complexes de titane, des composés de molybdène solubles dans les solvants organiques, complexes de molybdène solubles dans les solvants organiques, des composés contenant du bore et des complexes contenant du bore.
22. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle est choisie dans le groupe consistant en une huile pour moteur de véhicule particulier et une huile pour moteur diesel à vitesse moyenne et une huile pour moteur diesel à haut rendement.
23. Composition de lubrifiant suivant la 15 revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un composé de titane.
24. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un composé contenant du phosphore en une quantité 20 comprise dans l'intervalle de 100 à 1000 millionièmes du phosphore total dans une composition de lubrifiant, avantageusement en une quantité comprise dans l'intervalle de 600 à 800 millionièmes du phosphore total dans une composition de lubrifiant. 25
25. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le composé azoté est un composé de formule I, dans laquelle deux des groupes R , RI et R2 représentent des groupes phényle.
26. Composition de lubrifiant suivant la 30 revendication 17, caractérisée en ce que le composé azoté est une diphénylamine alkylée, ou une phénothiazine alkylée.
27. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le rapport savon/ 35 IBT est compris dans l'intervalle de 0,1 à 1,4.
28. Composition de lubrifiant suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le détergent comprend au moins un sulfonate neutre.
29. Composition de lubrifiant suivant la 5 revendication 17, caractérisée en ce que le détergent comprend au moins un sulfonate neutre de formule III : R5-S03M (III) 10 dans laquelle R5 représente un groupe hydrocarbyle et M représente un élément choisi parmi les métaux du groupe I ou du groupe II et le plomb.
30. Composition de lubrifiant suivant la revendication 29, caractérisée en ce que R5 représente un 15 composé aliphatique substantiellement saturé, contenant 20 à 300 atomes de carbone.
31. Composition de lubrifiant suivant la revendication 29, caractérisée en ce que R5 représente un polyisobutylène. 20
32. Composition de lubrifiant suivant la revendication 29, caractérisée en ce que M est choisi entre le lithium, le sodium, le potassium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le zinc.
33. Procédé pour retarder l'apparition d'une 25 augmentation de viscosité dans une composition de lubrifiant, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant : à fournir à une machine une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une 30 huile de base ; et une petite quantité d'une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une 35 phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : 10 15 20 25 30dans laquelle R0, RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphoro et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à représenter un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IET compris dans l'intervalle de 0,05 à 1,5
34. Procédé suivant la revendication 33, caractérisé en ce que la machine est choisie dans le groupe consistant en des moteurs à combustion interne à allumage par étincelle et des moteurs à combustion interne à allumage par compression.
35. Procédé pour lubrifier au moins une pièce mobile d'une machine, caractérisé en ce qu'il comprend : la mise en contact de ladite au moins une pièce mobile avec une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base et une petite quantité d'une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : (I) 35 10 15 20 25 30 35dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphore et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à représenter un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savon/IBT compris dans l'intervalle de 0,05 à 1,5
36. Procédé suivant la revendication 35, caractérisé en ce que la machine est choisie dans le groupe consistant en des moteurs à combustion interne à allumage par étincelle et des moteurs à combustion interne à allumage par compression.
37. Procédé pour faire fonctionner une machine, caractérisé en ce qu'il comprend : l'addition à la machine d'une composition de lubrifiant comprenant une quantité dominante d'une huile de base ; et une petite quantité d'une composition d'additifs comprenant (i) un dérivé de triazole substitué avec un groupement aryle ; (ii) au moins un composé azoté choisi entre une phénothiazine alkylée et un composé représenté par la formule (I) : (1) (1)dans laquelle R , RI et R2 sont choisis chacun indépendamment dans le groupe consistant en un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone, un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, des groupes hydroxy, hydrocarbyle, hydrocarbyle substitué, amino, amido, phosphore et sulfono, sous réserve qu'au moins un des groupes R , RI et R2 soit choisi de manière à représenter un groupement aryle comprenant 6 à 30 atomes de carbone ; et (iii) un détergent métallique ayant un rapport savonjIBT compris dans l'intervalle de 0,05 à 1,5
38. Procédé suivant la revendication 37, 15 caractérisé en ce que la machine est choisie dans le groupe consistant des moteurs à combustion interne à allumage par étincelle et des moteurs à combustion interne à allumage par compression. 10
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