FR3048977A1 - Composition lubrifiante a base de polyalkylene glycols - Google Patents
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Abstract
La présente demande concerne une composition lubrifiante comprenant : - une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols), et - un additif anti-usure choisi parmi les composés de formule (I) dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyl linéaire ou ramifié secondaire comprenant de 2 à 7 atomes de carbone, préférentiellement de 3 à 6 atomes de carbone. Cette composition lubrifiante est particulièrement utile pour la lubrification d'un moteur de véhicule, préférentiellement de véhicule automobile.
Description
COMPOSITION LUBRIFIANTE A BASE DE POLYALKYLENE GLYCOLS
La présente demande concerne le domaine des compositions lubrifiantes, notamment les compositions lubrifiantes pour moteur de véhicule, en particulier pour mloteur de véhicule automobile. De façon particulière, la présente demande concerne des compositions lubrifiantes à base de glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) pour la lubrification de moteur de véhicule, notamment de véhicule automobile. L’efficacité énergétique et la réduction de la consommation de carburant des moteurs automobiles est une préoccupation grandissante. Il est connu que les lubrifiants pour moteurs utilisés dans lesdits véhicules ont un rôle important à cet égard.
Pour formuler des lubrifiants « Fuel-Eco » ou économiseurs de carburant, il est connu de jouer sur la viscosité des bases lubrifiantes utilisées. Il est aussi connu d’utiliser des polymères améliorants l’indice de viscosité (VI), ou d’utiliser des modificateurs de frottement (MF). Cependant, les polymères améliorants l’indice de viscosité présentent l’inconvénient de dégrader la propreté moteur des compositions lubrifiantes dans lesquelles ils sont employés. Or, les moteurs actuels ont des contraintes thermiques élevées qui entraînent des phénomènes de dépôt important. Les dépôts sont liés à la transformation chimique du lubrifiant dans les parties les plus proches de la chambre de combustion et donc les plus chaudes.
Des compositions lubrifiantes « Fuel-Eco >> à base de PAG ont été décrites dans le document WO 2013/164449, lesdites compositions présentant également de bonnes propriétés moteur.
Toutefois, l’utilisation de ces PAG peut parfois entraîner un accroissement de l’usure des pièces mécaniques du moteur, et donc une dégradation de la durabilité dudit moteur.
Il existe donc un intérêt à fournir une composition lubrifiante, notamment une composition lubrifiante pour moteurs dre véhicules automobiles, permettant de répondre à tout ou partie aux inconvénients de l’art antérieur.
Un objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante à base de PAG, notamment une composition lubrifiante à base de PAG pour moteurs de véhicule automobile, présentant des propriétés anti-usure améliorées.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante à base de PAG, notamment une composition lubrifiante à base de PAG pour moteur de véhicule automobile, présentant à la fois des propriétés anti-usure améliorées et des propriétés « Fuel-Eco >> satisfaisantes.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante à base de PAG, notamment une composition lubrifiante à base de PAG pour moteur de véhicule automobile, présentant à la fois des propriétés anti-usure améliorées et ne dégradant pas la propreté moteur.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante à base de PAG, notamment une composition lubrifiante à base de PAG pour moteur de véhicule automobile, présentant des propriétés anti-usure améliorées, des propriétés « Fuel-Eco >> satisfaissantes et ne dégradant pas la propreté moteur.
Un autre objectif de l’invention est de fournir une composition lubrifiante à base de PAG, notamment une composition lubrifiante à base de PAG pour moteur de véhicule automobile, présentant des propriétés anti-usure améliorées et facile à formuler.
Pour répondre aux objectifs ci-dessus et aux inconvénients cités dans l’état de la technique, la présente invention propose une composition lubrifiante comprenant : - une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols), et - un additif anti-usure choisi parmi les composés de formule (I)
dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyl linéaire ou ramifié secondaire comprenant de 2 à 7 atomes de carbone, préférentiellement de 3 à 6 atomes de carbone.
De façon particulièrement avantageuse, la composition lubrifiante de la présente invention est une composition lubrifiante pour moteur, préférentiellement de véhicule, plus préférentiellement de véhicule automobile.
Selon l'invention, le PAG de la composition lubrifiante selon l'invention peut être un polymère à blocs ou un polymère statistique.
Le PAG selon l'invention comprend des groupements alkyles dont la longueur des chaînes hydrocarbonées peut varier. Selon l'invention, la longueur des chaînes hydrocarbonées est définie par une valeur moyenne du nombre d'atomes de carbone.
De manière préférée, le PAG de la composition selon l'invention PAG est un polymère à blocs de formule (II) ou un polymère statistique de formule (II)
dans laquelle R3 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ; n représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15 ; R4 et R5, identiques ou différents, représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement C1-C2-alkyl.
Pour le PAG selon l'invention, n peut représenter un nombre allant de 2 à 60, de préférence allant de 5 à 30 ou de 7 à 15.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R3 représente un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, R4 et R5 sont différents et représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement CrC2-alkyl linéaire et n représente un nombre allant de 7 à 15.
De manière également préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (MA) ou un polymère statistique de formule (MA)
dans laquelle R3 représente un groupement CrCso-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ; m représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15; R6 et R7 représentent un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement méthyle et R7 représente atome d'hydrogène ; ou R6 et R7 représentent un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement éthyle et R7 représente un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement éthyle.
Pour le PAG selon l'invention, m peut représenter un nombre allant de 2 à 60, de préférence allant de 5 à 30 ou de 7 à 15.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R3 représente un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, R6 et R7 sont différents et représentent indépendamment un atome d'hydrogène, un groupement méthyle ou un groupement éthyle et m représente un nombre allant de 7 à 15.
De manière également préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (MB) ou un polymère statistique de formule (MB)
dans laquelle R3 représente un groupement CrCso-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, plus préférentiellement un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ; p et q représentent indépendamment un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8 ; R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement méthyle et R9 représente atome d'hydrogène ; ou R8 et R9 représentent un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement éthyle et R9 représente un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement éthyle ; R10 et R11 représentent un atome d'hydrogène ; ou R10 représente un atome d'hydrogène et R11 représente un groupement méthyle ; ou R10 représente un groupement méthyle et R11 représente atome d'hydrogène ; ou R10 et R11 représentent un groupement méthyle; ou R10 représente un groupement éthyle et R11 représente un atome d'hydrogène ; ou R10 représente un atome d'hydrogène et R11 représente un groupement éthyle.
Pour le PAG selon l'invention, p et q peuvent indépendamment représenter un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8.
Comme PAG particuliers selon l'invention on peut citer les PAG pour lesquels R8, R9, R10 et R11 représentent un atome d'hydrogène ; ou les PAG pour lesquels R8 et R10 représentent un atome d'hydrogène et R9 et R11 représentent un groupement méthyle ; ou les PAG pour lesquels R8 et R10 représentent un atome d'hydrogène et R9 et R11 représentent un groupement éthyle ; ou les PAG pour lesquels R8 et R10 représentent un atome d'hydrogène, R9 représente un groupement méthyle et R11 représente un groupement éthyle ; ou les PAG pour lesquels R8 et R10 représentent un atome d'hydrogène, R9 représente un groupement éthyle et R11 représente un groupement méthyle ; ou les PAG pour lesquels R8, R9 et R11 représentent un atome d'hydrogène et R10 représente un groupement méthyle ; ou les PAG pour lesquels R8, R10 et R11 représentent un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R3 représente un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, R8, R10 et R11 représentent un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle, p représente un nombre allant de 3 à 5, par exemple 4,5, et q représente un nombre allant de 1 à 3, par exemple 2.
Pour un PAG plus préféré selon l'invention, R3 représente un groupement C8-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle, R10 représente un atome d'hydrogène et R11 représente un groupement éthyle, p représente un nombre allant de 3 à 8, par exemple 5, et q représente un nombre allant de 3 à 8, par exemple 4.
De manière plus préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (III) ou un polymère statistique de formule (III)
dans laquelle R3 représente un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-alkyl linéaire ou ramifié ; p représente un nombre allant de 1 à 30, préférentiellement de 2 à 15 ou de 2 à 8 ; q représente un nombre allant de 1 à 30, préférentiellement de 1 à 10.
Comme exemples de PAG de formule (III), on peut citer les produits de la gamme Synalox 50-B® commercialisés par la société Dow Chemical.
De manière plus particulièrement préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (IV) ou un polymère statistique de formule (IV)
dans laquelle R3 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ; p représente un nombre allant de 2 à 6 ; q représente un nombre allant de 2 à 5.
Le PAG utilisé pour la composition selon l'invention peut être préparé par réaction d'au moins un initiateur de type alcool comprenant de 1 à 30 atomes de carbone avec la liaison époxy d'un ou plusieurs oxydes d'alkylène puis propagation de la réaction permettant d'obtenir ces polymères. Les oxydes d'alkylene préférés sont l’oxyde d'ethylene, l'oxyde de propylene et l'oxyde de butylène. Des procédés de préparation de PAG de formule (IV) sont décrits dans la demande de brevet internationale WO-2012/070007 ou dans la demande de brevet internationale WO-2013/164449.
De manière plus particulièrement préférée, le PAG de la composition selon l'invention est un polymère à blocs de formule (V) ou un polymère statistique de formule (V)
dans laquelle R3 représente un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-alkyl linéaire ou ramifié ; r représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15.
Comme exemples de PAG de formule (III), on peut citer les produits de la gamme Synalox 100-B® commercialisés par la société Dow Chemical.
De manière plus particulièrement préférée, le PAG est un polymère à blocs de formule (VI) ou un polymère statistique de formule (VI)
dans laquelle R12 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement Ce-C15 alkyl linéaire ou ramifié ; s et t représentent indépendamment un nombre moyen allant de 1 à 5.
Pour un PAG préféré selon l'invention, R12 représente un groupement choisi parmi un groupement C8-alkyl linéaire ; un groupement C8-alkyl ramifié ; un groupement C9-alkyl linéaire; un groupement C9-alkyl ramifié ; un groupement C10-alkyl linéaire ; C10-alkyl ramifié ; un groupement Cn-alkyl linéaire ; un groupement Cn-alkyl ramifié ; un groupement C12-alkyl linéaire ; un groupement C12-alkyl ramifié ; un groupement C13-alkyl linéaire ; un groupement C13-alkyl ramifié ; un groupement C14-alkyl linéaire ; un groupement C14-alkyl ramifié ; un groupement C15-alkyl linéaire ; un groupement C15-alkyl ramifié.
Pour un PAG préféré selon l’invention : s est supérieur ou égal à t ; ou s représente un nombre moyen allant de 2 à 4,5 ; ou t représente un nombre moyen allant de 1,5 à 4.
Pour un PAG préféré selon l’invention : s représente un nombre moyen allant de 2,5 à 3,5 ; ou t représente un nombre moyen allant de 2 à 3.
Pour un PAG préféré selon l’invention : s représente un nombre moyen égal à 2,5 et t représente un nombre moyen égal à 2 ; ou s représente un nombre moyen égal à 3,5 et t représente un nombre moyen égal à 2,8.
Pour un PAG préféré selon l’invention : sa viscosité cinématique à 100 °C, mesurée selon à norme ASTM D445, va de 2,5 à 4,5 mm2.s'1 ; ou dont son indice de viscosité est supérieur à 160 ou est compris entre 160 et 210 ; ou dont son point d’écoulement est inférieur à -40 °C ; oudont sa viscosité dynamique (CCS) à -35 °C, mesurée sebn la norme ASTM D5293 est inférieure à 1 200 mPa.s.
Des procédés de préparation de PAG de formule (VI) sont décrits dans la demande WO-2016/016362.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 1 à 99,5% en poids de PAG.
De manière plus préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 1 à 30%, préférentiellement de 1 à 20%, plus préférentiellement de 1 à 15% en poids de PAG. D’une autre manière plus préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 40 à 99,5%, préférentiellement de 50 à 99,5% plus préférentiellement de 60 à 99,5%, encore plus préférentiellement de 70 à 99,5%, avantageusement de 80 à 99,5% en poids de PAG.
Outre un PAG, la composition lubrifiante selon l'invention comprend un additif anti-usure choisi parmi les composés de formule (I)
dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyl linéaire ou ramifié secondaire comprenant de 2 à 7 atomes de carbone, préférentiellement de 3 à 6 atomes de carbone.
De manière préférée, laquelle l’additif anti-usure est choisi parmi les composés de formule (I)
dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent un groupement C3-alkyl secondaire ou un groupement C6-alkyl secondaire.
De manière plus préférée, les groupements R1 et R2, identiques ou différents, représentent un groupement dimethyl butyl ou un groupement isopropyl.
De manière encore plus préférée, les groupements R1 et R2, identiques, représentent un groupement dimethyl butyl ou un groupement isopropyl. D’une autre manière encore plus préférée, l’additif anti-usure comprend un mélange : - d’au moins un composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement C3-alkyl secondaire et R2 représente un groupement C6-alkyl secondaire, - d’au moins un composé de formule (I) dans laquelle R1 et R2, identiques,, représentent un groupement C6-alkyl secondaire. D’une autre manière encore plus préférée, l’additif anti-usure comprend un mélange : - d’au moins un composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement C6-alkyl secondaire et R2 représente un groupement C3-alkyl secondaire, - d’au moins un composé de formule (I) dans laquelle R1 et R2, identiques,, représentent un groupement C6-alkyl secondaire.
Comme exemples de composés de formule (I), on peut citer le produit Lubrizol 1371® commercialisé par la société Lubrizol.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 0,1 à 3%, préférentiellement de 0,1 à 2%, plus préférentiellement de 0,1 à 1% en poids de composé de formule (I).
Outre un PAG et un composé de formule (I), la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre une huile de base.
De manière générale, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre tout type d’huile de base lubrifiante, minérale, synthétique ou naturelle, animale ou végétale, adaptées à son utilisation.
Les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent donc être des huiles d’origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATI EL) (tableau A) ou leurs mélanges.
Tableau A
Les huiles de base minérales qui peuvent être utilisées pour la composition lubrifiante selon l'invention incluent tout type de bases obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d’opérations de raffinage telles qu’extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydrofinition. Des mélanges d’huiles synthétiques et minérales peuvent également être employés.
Il n’existe généralement aucune limitation quant à l’emploi de bases lubrifiantes différentes pour réaliser les compositions lubrifiantes selon l’invention, si ce n’est qu’elles doivent avoir des propriétés, notamment de viscosité, indice de viscosité, teneur en soufre et résistance à l’oxydation, adaptées notamment à une utilisation pour des moteurs ou pour des transmissions de véhicule.
Les huiles de bases des compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent également être choisies parmi les huiles synthétiques, telles certains esters d’acides carboxyliques et d’alcools, ainsi que parmi les polyalphaoléfines. Les polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant de 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir d’octène ou de décène, et dont la viscosité à 100 °C est comprise entre 1,5 et 15mrrf.s"1 selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3 000 selon la norme ASTM D5296.
De manière avantageuse selon l'invention, l'huile de base peut être choisie parmi les huiles de groupe III, les huiles de groupe IV et les huiles de groupe V.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre au moins 50 % en masse d’huiles de base par rapport à la masse totale de la composition. De manière plus avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre au moins 60 % en masse, voire au moins 70 % en masse, d’huiles de base par rapport à la masse totale de la composition. De manière plus particulièrement avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre de 50, 60 ou 70 à 99,9 % en masse, ou de 50, 60 ou 70 à 90 % en masse, d’une ou plusieurs huiles de base par rapport à la masse totale de la composition.
La composition lubrifiante selon l'invention peut également comprendre au moins un additif supplémentaire. De nombreux additifs supplémentaires peuvent être utilisés pour la composition lubrifiante selon l'invention. Les additifs supplémentaires préférés pour la composition lubrifiante selon l'invention sont choisis parmi les additifs détergents, les additifs anti-usure différents des composés de formule (I), les additifs modificateurs de frottement, les additifs extrême pression, les dispersants, les améliorants du point d’écoulement, les agents anti-mousse, les épaississants et leurs mélanges.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l'invention comprend au moins un modificateur de frottement organique choisi parmi les esters, préférentiellement parmi les mono-esters de polyols, plus préférentiellement choisi parmi les mono-esters de glycérol. De manière plus préférée, le modificateur de frottements organique est choisi par les mono-esters de glycérol obtenus par réaction d’estérification entre le glycérol et un acide carboxylique saturé ou insaturé comprenant au moins 10 atomes de carbone, de préférentiellement de 10 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement de 15 à 20 atomes de carbone, avantageusement de 15 à 18 atomes de carbone.
Comme exemple de modificateurs de frottement organique selon l’invention, on peut citer le mono-oléate de glycérol.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 0,1 à 2% en poids, préférentiellement de 0,1 à 1,5% en poids, plus préférentiellement de 0,5 à 1,5% en poids de modificateurs de frottement organique.
Il existe une grande variété d’additifs anti-usure supplémentaires différents des composés de formule (I).
Les phosphates d’amines sont également des additifs anti-usure qui peuvent être employés dans la composition lubrifiante selon l'invention. Toutefois, le phosphore apporté par ces additifs peut agir comme poison des systèmes catalytiques des automobiles car ces additifs sont générateurs de cendres. On peut minimiser ces effets en substituant partiellement les phosphates d’amines par des additifs n’apportant pas de phosphore, tels que, par exemple, les polysulfures, notamment les oléfines soufrées.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre de 0,01 à 6 % en masse, préférentiellement de 0,05 à 4 % en masse, plus préférentiellement de 0,1 à 2 % en masse par rapport à la masse totale de composition lubrifiante, d’additifs anti-usure supplémentaires.
La composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement inorganique. L’additif modificateur de frottement inorganique peut être choisi parmi un composé apportant des éléments métalliques et un composé exempt de cendres. Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de phosphore.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre au moins un additif antioxydant. L’additif antioxydant permet généralement de retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante.
Les additifs antioxydants agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydropéroxydes. Parmi les additifs antioxydants couramment employés, on peut citer les additifs antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydants de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempt de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en CrC12, les Ν,Ν'-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.
De préférence selon l’invention, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en Cr C10, de préférence un groupement alkyle en CrC6, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.
Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NRaRbRc dans laquelle Ra représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rb représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rc représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule RdS(0)zRe dans laquelle Rd représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, Re représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.
Une autre classe d’additifs antioxydants est celle des composés cuivrés, par exemples les thio- ou dithio-phosphates de cuivre, les sels de cuivre et d’acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les sulphonates, les phénates, les acétylacétonates de cuivre. Les sels de cuivre I et II, les sels d’acide ou d’anhydride succiniques peuvent également être utilisés.
La composition lubrifiante selon l'invention peut contenir tous types d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention comprend de 0,5 à 2 % en poids par rapport à la masse totale de la composition, d’au moins un additif antioxydant.
La composition lubrifiante selon l'invention peut également comprendre au moins un additif détergent. Les additifs détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d’oxydation et de combustion.
Les additifs détergents utilisables dans la composition lubrifiante selon l'invention peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalino-terreux. Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum. Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stoechiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stoechiométrique. Il s’agit alors d’additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l’additif détergent est alors généralement sous la forme d’un sel métallique insoluble dans l’huile, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre de 2 à 4 % en poids d’additif détergent par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut également comprendre au moins un additif abaisseur de point d’écoulement.
En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante selon l'invention.
Comme exemple d’additifs abaisseurs de point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes, les polystyrènes alkylés.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut également comprendre au moins un agent dispersant. L’agent dispersant peut être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre de 0,2 à 10 % en masse d’agent dispersant par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante peut également comprendre au moins un polymère améliorant l’indice de viscosité. Comme exemples de polymère améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non- hydrogénés, du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les polyméthacrylates (PMA).
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre de 1 à 15% en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante de polymère améliorant l’indice de viscosité.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l'invention est utilisée pour la lubrification d'un moteur, préférentiellement de véhicule, plus préférentiellement de véhicule automobile.
Ainsi, la présente invention concerne également l’utilisation d’une composition lubrifiante selon l’invention pour lubrifier un moteur, préférentiellement de véhicule, plus préférentiellement de véhicule automobile.
De manière plus préférée, la présente invention concerne également l’utilisation d’une composition lubrifiante selon l’invention pour lubrifier un moteur de véhicule, plus préférentiellement de véhicule automobile.
La présente invention concerne également un procédé de lubrification d’un moteur de véhicules, préférentiellement de véhicule automobile, comprenant au moins une étape de mise en contact dudit moteur avec la composition lubrifiante selon l’invention.
La présente invention concerne également l’utilisation d’un composé de formule (I) pour améliorer les propriétés anti-usure d’une composition lubrifiante comprenant une huile choisie parmi les PAG. L’ensemble des caractéristiques et préférences relatives au composé de formule (I) et au PAG décrites ci-dessus s’applique à cette utilisation.
La présente invention va maintenant être illustrée à l’aide d’exemples non limitatifs Exemple 1 : compositions lubrifiantes selon l’invention
Des compositions lubrifiantes selon l’invention sont préparées conformément au tableau 1 ci-dessous (les compositions sont données en poids (g)).
Dans les compositions ci-dessous : - PAG 1 : PAG comprenant des motifs oxyde de propylène et oxyde de butylène et une terminaison -OH (correspondant à la formule (IV) avecp ~ 2,8 et q ~ 2,2) - PAG 2 : PAG comprenant des motifs oxyde de propylène et oxyde de butylène et une terminaison -OCH3 (correspondant à la formule (VI) avec s ~ 3,5 et t = 2,8) - Anti-usure 1 (Lubrizol 1371® commercialisé par la société LUBRIZOL): mélange de composé de formule (I) dans lesquels R1 et R2 représentent un groupement dimethyl butyl et de composé de formule (I) dans lesquels R1 et R2 représentent un groupement isopropyl - Anti-usure 2 (RC3045® commercialisé par la société RheinChemie) : mélange de composé de formule (I) dans lesquels R1 et R2 représentent un groupement pentyl et de composé de formule (I) dans lesquels R1 et R2 représentent un groupement butyl - Anti-usure 3 (KT2203® commercialisé par la société Kangtai Lubricant Additives) : composé de formule (I) dans lesquels R1 et R2 représentent un groupement C-8 alkyl primaire - Modificateur de frottement 1 : mono-oléate de glycérol - Modificateur de frottement 2 (Sakuralube 525® commercialisé par la société Adeka) : dithiocarbamate de molybdène
Tableau 1
Exemple 2 : évaluation des propriétés anti-usure
Cette évaluation est basée sur une procédure basée sur la norme ASTM D2670 nécessitant l’utilisation d’un tribomètre FALEX et dont les conditions d’essai sont décrites ci-dessous.
- éprouvettes : acier FALEX - Durée de rodage : 300 s - Durée d’essai : 180 min
- Charge de rodage : 445 N
- Charge d’essai : 1335 N - Vitesse : 290 tr/min - Température ambiante
Les résultats sont présentés dans le tableau 2 et sont exprimées en pm ; plus la valeur obtenue est faible, meilleures sont les propriétés anti-usure de la composition évaluée
Tableau 2
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention (compositions 1, 2, 3 et 4) présentent des propriétés anti-usure améliorées par rapport aux compositions lubrifiantes comparatives (compositions comparatives 1 et 2).
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Composition lubrifiante comprenant une huile choisie parmi les glycols polyalkylés (PAG ou polyalkylene glycols) et un additif anti-usure choisi parmi les composés de formule (I)dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyl linéaire ou ramifié secondaire comprenant de 2 à 7 atomes de carbone, préférentiellement de 3 à 6 atomes de carbone.
- 2. Composition selon la revendication 1 pour laquelle le PAG est un polymère à blocs de formule (II) ou un polymère statistique de formule (II) dans laquelleR3 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié ; n représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15 ; R4 et R5, identiques ou différents, représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement C1-C2-alkyl.
- 3. Composition selon la revendication 1 ou 2 pour laquelle le PAG est choisi parmi o un polymère à blocs de formule (MA) ou un polymère statistique de formule (MA)(ΝΑ) dans laquelle R3 représente un groupement CrCso-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié ; m représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15; R6 et R7 représentent un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement méthyle et R7 représente atome d'hydrogène ; ou R6 et R7 représentent un groupement méthyle ; ou R6 représente un groupement éthyle et R7 représente un atome d'hydrogène ; ou R6 représente un atome d'hydrogène et R7 représente un groupement éthyle ; o un polymère à blocs de formule (MB) ou un polymère statistique de formule (IIB)dans laquelle R3 représente un groupement CrCso-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, plus préférentiellement un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ; p et q représentent indépendamment un nombre allant de 1 à 30, de préférence de 2 à 15 ou de 2 à 8 ; R8 et R9 représentent un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement méthyle et R9 représente atome d'hydrogène ; ou R8 et R9 représentent un groupement méthyle ; ou R8 représente un groupement éthyle et R9 représente un atome d'hydrogène ; ou R8 représente un atome d'hydrogène et R9 représente un groupement éthyle ; R10 et R11 représentent un atome d'hydrogène ; ou R10 représente un atome d'hydrogène et R11 représente un groupement méthyle ; ou R10 représente un groupement méthyle et R11 représente atome d'hydrogène ; ou R10 et R11 représentent un groupement méthyle; ou R10 représente un groupement éthyle et R11 représente un atome d'hydrogène ; ou R10 représente un atome d'hydrogène et R11 représente un groupement éthyle.
- 4. Composition selon l'une des revendications 1 à 3 pour laquelle le PAG est choisi parmi - un polymère à blocs de formule (III) ou un polymère statistique de formule (III) dans laquelleR3 représente un groupement C4-Ci2-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-alkyl linéaire ou ramifié ; p représente un nombre allant de 1 à 30, préférentiellement de 2 à 15 ou de 2 à 8 ; q représente un nombre allant de 1 à 30, préférentiellement de 1 à 10, ou - un polymère à blocs de formule (IV) ou un polymère statistique de formule (IV)dans laquelle R3 représente un groupement C8-C12-alkyl linéaire ou ramifié ; p représente un nombre allant de 2 à 6 ; q représente un nombre allant de 2 à 5. - un polymère à blocs de formule (V) ou un polymère statistique de formule (V)dans laquelle R3 représente un groupement C4-C12-alkyl linéaire ou ramifié, préférentiellement un groupement C4-alkyl linéaire ou ramifié ; r représente un nombre allant de 2 à 60, de préférence de 5 à 30 ou de 7 à 15.
- 5. Composition selon la revendication 1 pour laquelle le PAG est un polymère à blocs de formule (VI) ou un polymère statistique de formule (VI)dans laquelle R12 représente un groupement Ci-C30-alkyl linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-Ci5 alkyl linéaire ou ramifié ; s et t représentent indépendamment un nombre moyen allant de 1 à 5.
- 6. Composition selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant de 1 à 99,5% en poids de PAG.
- 7. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant : - de 1 à 30%, préférentiellement de 1 à 20%, plus préférentiellement de 1 à 15% en poids de PAG ; - de 40 à 99,5%, préférentiellement de 50 à 99,5%, plus préférentiellement de 70 à 99,5% en poids de PAG.
- 8. Composition selon l'une des revendications 1 à 7 pour laquelle l’additif anti-usure est choisi parmi les composés de formule (I)dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent un groupement C3-alkyl secondaire ou un groupement C6-alkyl secondaire.
- 9. Composition selon l'une des revendications 1 à 8 comprenant de 0,1 à 3%, préférentiellement de 0,1 à 2%, plus préférentiellement de 0,1 à 1% en poids de composé de formule (I).
- 10. Composition selon l’une des revendications 1 à 9 comprenant une huile de base lubrifiante.
- 11. Composition selon l’une des revendications 1 à 10 comprenant en outre un modificateur de frottement organique choisi parmi les esters, préférentiellement parmi les mono-esters de polyols, plus préférentiellement choisi parmi les mono-esters de glycérol.
- 12. Utilisation d'une composition lubrifiante selon l'une des revendications 1 à 11 pour la lubrification d’un moteur de véhicule, préférentiellement de véhicule automobile.
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