FR3057878A1

FR3057878A1 - Composition lubrifiante

Info

Publication number: FR3057878A1
Application number: FR1660274A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Champagne; Nadjet Khelidj
Original assignee: Total Marketing Services SA; Dow Global Technologies LLC
Current assignee: TotalEnergies Onetech SAS; Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2036-10-24
Also published as: KR102506181B1; EP3529341B1; US20190270945A1; US11499115B2; MX2019004714A; WO2018077780A1; JP2019532157A; BR112019007674A2; KR20190068556A; EP3529341A1; FR3057878B1; CN109863234A

Abstract

La présente demande concerne une composition lubrifiante comprenant : - au moins une huile de base ; - au moins un polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène et des motifs oxydes de propylène et ayant une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 50 mm2/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 500 mm2/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) supérieur ou égal à 160. La présente demande concerne également l'utilisation d'une telle composition pour la lubrification de transmission ou engrenage.

Description

Titulaire(s) : TOTAL MARKETING SERVICES Société anonyme, DOW GLOBAL TECHNOLOGIES LLC.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : LAVOIX.

164) COMPOSITION LUBRIFIANTE.

FR 3 057 878 - A1

16/) La présente demande concerne une composition lubrifiante comprenant:

- au moins une huile de base;

- au moins un polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène et des motifs oxydes de propylène et ayant une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 50 mm²/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 500 mm²/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) supérieur ou égal à 160.

La présente demande concerne également l'utilisation d'une telle composition pour la lubrification de transmission ou engrenage.

Composition lubrifiante

La présente demande concerne le domaine des compositions lubrifiantes, plus particulièrement le domaine des compositions lubrifiantes pour moteur, notamment moteur de véhicule automobile, pour transmission et pour engrenage. Plus particulièrement, la présente demande concerne le domaine des compositions lubrifiantes pour transmission et engrenage.

Les compositions lubrifiantes pour transmission (par exemple boîtes de vitesse ou pont) ou pour engrenages, notamment engrenages industriels, doivent satisfaire à de nombreuses exigences, notamment liées au confort de conduite (passage de vitesse parfait, marche silencieuse, fonctionnement sans incident, grande fiabilité), à la durée de vie de l’ensemble (réduction de l'usure lors du passage à froid, pas de dépôts et grande stabilité thermique, sécurité de graissage à hautes températures, situation de viscosité stable et absence de perte par cisaillement, longue durée de vie) ainsi qu’à la prise en compte d’aspects environnementaux (consommation de carburant inférieure, réduction de la consommation de lubrifiant, faible dégagement de bruit, évacuation facile). Il s’agit notamment des exigences imposées aux compositions lubrifiantes pour boîtes de vitesses à commande manuelle et engrenages d'essieux. Concernant les exigences imposées aux huiles de boîtes automatiques (huiles ATF pour automatic transmission fluids), elles sont très spécifiques et concernent notamment une grande constance du coefficient de frottement pendant toute la durée du séjour pour un changement de vitesse optimal, une excellente stabilité au vieillissement pour de longs intervalles de vidange, une bonne tenue viscosité-température afin de garantir un parfait fonctionnement avec un moteur chaud et un moteur froid et une compatibilité d'étanchéité suffisante avec différents élastomères utilisés dans les joints de transmissions pour que ceux-ci ne gonflent pas, ne rétrécissent pas et ne se fragilisent pas. Par ailleurs, dans le domaine de l’automobile, la recherche de la réduction des émissions de CO₂ oblige à développer des produits permettant de réduire le frottement dans les boîtes de vitesses et dans les différentiels de ponts. Cette réduction du frottement dans les boîtes de vitesses et dans les différentiels de ponts doit être obtenue pour différentes conditions de fonctionnement. Ces réductions de frottements doivent concerner les frottements internes au lubrifiant mais également les frottements des éléments constituant les boîtes de vitesses ou les différentiels de ponts, en particulier les éléments métalliques.

Les (poly)alkylméthacrylate (PAMA) sont classiquement utilisés pour leur très bon apport en indice de viscosité mais présentent cependant une faible stabilité au cisaillement. De plus, les PAMA sont onéreux.

Les polyalphaoléfines (PAO) sont également utilisées car présentent une bonne stabilité au cisaillement, cependant leur apport en indice de viscosité est faible.

II y a donc un intérêt à fournir une solution permettant d’avoir un bon apport en viscosité et une bonne stabilité au cisaillement.

Un objectif de la présente invention est donc de fournir une composition lubrifiante, notamment pour transmission et engrenage, présentant un compromis entre indice de viscosité et stabilité au cisaillement.

Un autre objectif de la présente invention est également de proposer une telle composition qui présente une stabilité de la viscosité en fonction de la température, c’està-dire un bon indice de viscosité.

Un autre objectif encore de la présente invention est de proposer une telle composition permettant un gain de Fuel Eco.

D’autres objectifs encore apparaîtront à la lecture de la description de l’invention qui suit.

Ces objectifs sont remplis par la présente demande qui concerne une composition lubrifiante comprenant :

- au moins une huile de base ;

- au moins un polyalkylène glycol (PAG), comprenant au moins 50% en masse de motifs oxyde de butylène et des motifs oxyde de propylène, ayant une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015), supérieure ou égale à 50 mm²/s, une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015), supérieure ou égale à 500 mm²/s et un Indice de Viscosité, mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012), supérieur ou égal à 160.

II doit bien être compris, dans le cadre de la présente invention, que l’huile de base et le PAG sont deux composés distincts.

De préférence, le PAG de l’invention comprend au moins 80% en masse de motifs oxyde de butylène et des motifs oxyde de propylène. De manière encore plus préférée, le PAG de l’invention est un PAG dont les motifs alkylènes sont uniquement des motifs oxyde de butylène.

Le PAG de l’invention est donc décrit comme un PAG dont les motifs oxyde d’alkylène sont choisis parmi des motifs oxyde de butylène et oxyde de propylène avec au moins 50% en masse, de préférence au moins 80% en masse, encore plus préféré 100% en masse, de motifs oxyde de butylène.

De manière particulièrement avantageuse, le PAG de l’invention est soluble dans l’huile de base, et de façon avantageuse quelle que soit la température.

De préférence, le PAG est obtenu par polymérisation ou copolymérisation d’oxydes de butylène. Notamment le PAG de l’invention peut être préparé selon les méthodes connues notamment décrites dans US20120108482 et notamment par réaction d’un ou plusieurs alcools comprenant de 2 à 12 atomes de carbone, notamment polyol, de préférence diol, avec des oxyde de butylène et oxyde de propylène. Les alcools sont notamment des diols et de façon préférée le 1,2-propanediol. L’oxyde de butylène peut être choisi entre le 1,2-oxyde de butylène ou le 2,3-oxyde de butylène, de préférence le 1,2-oxyde de butylène. Dans le cas où le PAG ne comprend que des motifs oxyde de butylène, le procédé décrit dans US20120108482 est adapté à la mise en œuvre unique d’oxyde de butylène.

De préférence, le PAG de l’invention comprend de 25 à 300 moles de motifs oxyde de butylène, de préférence de 50 à 200 moles.

De préférence, le PAG de l’invention comprend un ratio O/C (atome d’oxygène/atome de carbone) en poids compris entre 0,29 et 0,38, de préférence compris entre 0,29 et 0,35.

De préférence, le PAG de l’invention présente une masse molaire comprise entre 5000 et 200000 g/mol.

De préférence, le PAG de l’invention présente une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015), comprise eitre 50 et 500 mm²/s, une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015), comprise entre 500 et 4000 mm²/s et un Indice de Viscosité, mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012), compris entre 160 et 300.

De préférence, la composition lubrifiante de l’invention comprend au plus 30% en poids de PAG, de préférence de 2 à 30% en poids de PAG, de manière plus préférentielle de 2 à 15% par rapport au poids total de la composition lubrifiante.

La composition lubrifiante utilisée selon l’invention comprend au moins une huile de base. De manière générale, la composition lubrifiante utilisée selon l’invention peut comprendre tout type d’huile de base lubrifiante minérale, synthétique ou naturelle, animale ou végétale, connue de l’Homme du métier.

Les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent 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 ATIEL) (tableau A) ou leurs mélanges.

	Teneur en saturés	Teneur en soufre	Indice de viscosité (VI)
Groupement I Huiles minérales	< 90 %	> 0,03 %	80 <VI < 120
Groupement II Huiles hydrocraquées	>90 %	<0,03 %	80 <VI < 120
Groupement III Huiles hydrocraquées ou hydro-isomérisées	>90 %	<0,03 %	>120
Groupement IV	Polyalphaoléfines (PAO)
Groupement V	Esters et autres bases non incluses dans les groupes I à IV

Tableau A

Les huiles de base minérales selon l’invention incluent tous types d’huiles de base 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.

II n’existe généralement aucune limitation quant à l’emploi de bases lubrifiantes différentes pour réaliser les compositions lubrifiantes utilisées selon l’invention, si ce n’est qu’elles doivent avoir des propriétés, notamment de viscosité, résistance à l’oxydation, adaptées à une utilisation pour des moteurs ou pour des transmissions de véhicule.

Les huiles de bases des compositions lubrifiantes utilisées selon l’invention peuvent également être choisies parmi les huiles synthétiques, telles certains esters d’acides carboxyliques et d’alcools, et parmi les polyalphaoléfines (PAO). 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 comprse entre 1,5 et 15 mm².s'¹ selon la norme ASTM D445 (2015). Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3 000 selon la norme ASTM D5296.

De manière préférée, les huiles de base de la présente invention sont choisies parmi les huiles de base ci-dessus dont la teneur en aromatique est comprise entre 0 et 45%, de préférence entre 0 et 30%. La teneur en aromatique des huiles est mesurée selon la méthode UV Burdett.

De manière avantageuse, la composition lubrifiante utilisée selon l’invention comprend 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 utilisée selon l’invention comprend 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 utilisée selon l’invention comprend de 60 à 99,5% en masse d’huiles de base, de préférence de 70 à 99,5 % en masse d’huiles de base, par rapport à la masse totale de la composition, de préférence de 70 à 98%.

De nombreux additifs peuvent être utilisés pour cette composition lubrifiante utilisée selon l’invention.

Les additifs préférés pour la composition lubrifiante utilisée selon l’invention sont choisis parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs anti-usure, les additifs extrême-pression, les améliorants de l’indice de viscosité, les dispersants, les antioxydants, les améliorants du point d’écoulement, les anti-mousse, les épaississants et leurs mélanges.

De manière préférée, la composition lubrifiante utilisée selon l’invention comprend au moins un additif anti-usure, au moins un additif extrême pression ou leurs mélanges. Les additifs anti-usure et les additifs extrême pression protègent les surfaces en frottement par formation d’un film protecteur adsorbé sur ces surfaces. Il existe une grande variété d’additifs anti-usure. De manière préférée pour la composition lubrifiante selon l’invention, les additifs anti-usure sont choisis parmi des additifs phospho-soufrés comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. Les composés préférés sont de formule Zn((SP(S)(OR²)(OR³))₂, dans laquelle R² et R³, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyle, préférentiellement un groupement alkyle comportant de 1 à 18 atomes de carbone. 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 et d’additifs extrême-pression.

De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement. L’additif modificateur de frottement 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. Les additifs modificateurs de frottement exempt de cendres sont généralement d’origine organique et peuvent être choisis parmi les monoesters d’acides gras et de polyols, les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate; les amines grasses ou les esters de glycérol d’acide gras. Selon l’invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone. De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 2 % en masse ou de 0,01 à 5 % en masse, préférentiellement de 0,1 à 1,5 % en masse ou de 0,1 à 2% en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’additif modificateur de frottement.

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 C1-C12, 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 Ci- C_w, de préférence un groupement alkyle en CrCg, 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 NR⁴R⁵R⁶ dans laquelle R⁴représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R⁵ représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R⁶représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule R⁷S(O)_ZR⁸ dans laquelle R⁷ représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, R⁸ 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 avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres. 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 sont généralement connus de l’homme de métier. Les additifs détergents 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. II 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 0,5 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.

La composition lubrifiante de la présente invention peut également comprendre au moins un additif améliorant l’indice de viscosité. Comme exemples d’additifs 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 polyacrylates, les polyméthacrylates (PMA) ou encore les copolymères oléfines, notamment les copolymères ethylène/propylène.

La composition lubrifiante selon l’invention peut se présenter sous différentes formes. La composition lubrifiante selon l’invention peut notamment être une composition anhydre. De manière préférée, cette composition lubrifiante n’est pas une émulsion.

De préférence, l’huile de base de la composition selon l’invention est choisie parmi les huiles de groupe II et les huiles de groupe III telles que définies ci-dessus.

De préférence, l’huile de base de la composition selon l’invention comprend au moins une polyalphaoléfine (PAO) telle que décrite ci-dessus, notamment un oligomère d’alcène dont la viscosité finale est comprise entre 2 et 500 cSt.

De préférence, l’huile de base de la composition selon l’invention est choisie parmi les huiles de groupe II et les huiles de groupe III telles que définies ci-dessus et au moins une polyalphaoléfine (PAO) telle que décrite ci-dessus.

De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention présente une excellente stabilité au cisaillement. La stabilité au cisaillement peut notamment être déterminée à partir des viscosités cinématiques avant et après un processus de cisaillement selon le test KRL 20h selon la norme CEC-L-45-A-99 (2014). Avantageusement la perte de cisaillement est inférieure à 5%.

Da façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention présente des faibles coefficients de traction. Le coefficient de traction est déterminé par machine MTM (Mini Traction Machine) vendu par PCS instrument. Les conditions opératoires regardées sont une température de 40°C sous une charge de 75Net une vitesse du disque de 1m/s pour un SRR (rapport glissement/laminage ou sliding-rolling ratio en anglais) de 20%.

De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention présente une viscosité stable à la température.

De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention permet un gain en Fuel Eco.

De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention conserve des propriétés anti-usure satisfaisantes.

De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention permet un gain de performances sur les propriétés à froid.

La composition lubrifiante de l’invention est particulièrement utile pour la lubrification des organes de transmissions de véhicules automobiles, notamment transmission pour véhicule léger ou lourds, par exemple boîtes de vitesse, ponts, de préférence boîte de vitesse manuelle et ponts poids lourds ; ou pour les engrenages, notamment engrenages industriels. Ainsi, la présente invention concerne l’utilisation d’une composition lubrifiante selon l’invention pour la lubrification des organes de transmissions de véhicules automobiles, notamment transmission pour véhicule léger ou lourds, par exemple boîtes de vitesse, ponts, de préférence boîte de vitesse manuelle et ponts poids lourds ; ou pour les engrenages, notamment engrenages industriels. De préférence, dans le cadre des lubrifiants pour organes de transmission tout type de grade 70W et 75W conviennent.

La présente invention concerne également un procédé de lubrification d’au moins une pièce mécanique d’un organe de transmission de véhicules automobiles, notamment transmission pour véhicule léger ou lourds, par exemple boîtes de vitesse, ponts, de préférence boîte de vitesse manuelle et ponts poids lourds ; ou d’engrenages, notamment engrenages industriels, ledit procédé comprenant au moins une étape dans laquelle ladite pièce mécanique est mise en contact avec au moins une composition lubrifiante selon l’invention.

La composition lubrifiante selon la présente invention peut également être utilisée pour la lubrification de moteur, notamment de moteur de véhicule automobile et de préférence pour des grades SAE OW-8, OW-12 et OW-16.

L'invention concerne également l'utilisation de la composition lubrifiante selon l'invention pour réduire le coefficient de traction d’une huile pour moteur de véhicule.

L'invention concerne également l'utilisation de la composition lubrifiante selon l'invention pour réduire la consommation de carburant d’un véhicule équipé d’un pont ou d’une boîte de vitesses lubrifiés au moyen de cette composition.

L'invention concerne également l'utilisation de la composition lubrifiante selon l'invention pour réduire la consommation de carburant d’un véhicule équipé d’une transmission lubrifiée au moyen de cette composition.

L'invention concerne également l'utilisation de la composition lubrifiante selon l'invention pour réduire le coefficient de traction d’une huile de transmission, en particulier d’une huile de boîte de vitesses ou d'une huile de pont.

La présente demande concerne également l’utilisation d’au moins un PAG tel que défini ci-dessus dans une composition lubrifiante, notamment pour organes de transmissions de véhicules automobiles ou engrenages, notamment engrenages industriels, pour augmenter l’indice de viscosité de la composition lubrifiante tout en apportant une stabilité de la composition lubrifiante au cisaillement.

La présente demande va maintenant être décrite à l’aide d’exemples non limitatifs.

Exemples

Description des PAG selon l’invention mis en œuvre dans les exemples :

	Viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) (mm²/s)	Viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) (mm²/s)	Indice de viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012)
PAG1	77	680	195
PAG2	130	1140	221
PAG3	127	1130	219
PAG4	437	4230	279

Tableau 1

Compositions lubrifiantes selon l’invention :

Les compositions lubrifiantes ont été formulées avec des PAG de l’invention de façon à avoir une viscosité cinématique à 100°C d’environ 7,5 mm²/s, ces compositions sont décrites dans le tableau 2 ci-dessous.

	CL1 (% masse)	CL2 (% masse)	CL3 (% masse)
Huile de base (mélange d’une huile de base de groupe III avec une viscosité cinématique à 40°C égale à 12 mm²/s et d’une huile de base de groupe III avec une viscosité cinématique à 40°C égale à 19 mm²/s)	71,97	76,91	77,27
PAG1	19,48	-	-
PAG2	-	14,54	-
PAG3	-	-	14,18
Additifs	8,55	8,55	8,55

Viscosité à 100°C (mm²/s) selon la norme ASTM D445 (2015)	7,57	7,56	7,59
Viscosité à 40 °C (mm²/s) selon la norme ASTM D445 (2015)	37,7	36,5	36,6
Indice de viscosité selon la norme ASTM D2270 (2012)	174	182	183

Tableau 2

Compositions lubrifiantes comparatives :

Les compositions comparatives suivantes ont été formulées de façon à avoir une viscosité 5 cinématique à 100°C d’environ 7,5 mrrf/s, ces compositions sont décrites dans le tableau ci-dessous. L’huile de base et les additifs sont identiques à ceux des compositions CL1, CL2 et CL3.

	CC1 (% masse)	CC2 (% masse)
Huile de base	80,45	74,84
Copolymère éthylène/propylène	5
PAMA (viscoplex ΟΙ 30®)	6
PAMA (Viscobase 11-522®)		16,61
Additifs	8,55	8,55
Viscosité à 100°C (mm²/s) selon la norme ASTM D445 (2015)	7,4	7,6
Viscosité à 40 °C (mm²/s) selon la norme ASTM D445 (2015)	35	38,2
Indice de viscosité selon la norme ASTM D2270 (2012)	183	172

Tableau 3

Evaluation des performances des compositions

Les performances des compositions lubrifiantes CL1, CL2, CL3, CC1 et CC2 ont été déterminées selon les méthodes suivantes :

Les propriétés à froid par mesure Brookfield à -40 °C selon la norme ASTM D2983 (2015),

- Usure selon la norme ISO14635-3 (2005),

- La stabilité au cisaillement déterminée par la perte de viscosité de la composition lubrifiante après un processus de cisaillement KRL 20h selon la norme CEC-L-45A-99 (2014),

La stabilité thermo-oxydative mesurée par DKA selon la norme CEC L-48-A-00 (2014),

L’indice de viscosité selon la norme ISO 2909 (2014).

	Indice de viscosité	Propriétés à froid	Usure	Stabilité au cisaillement	Stabilité thermo-oxydative
	Brookfield (-40 °C)	FZG 6	KRL 20h	DKA
	mPa.s	palier	Perte de viscosité (%)	Variation viscosité (40 °C) mm²/s (%)	Variation viscosité (100°C) mm²/s (%)	PAI (Augmentation de l’air du pic ou Peak Area Increase en anglais)
CL1	174	36250	8	0,71	17	9	100
CL2	182	23300	10	3	17	8	75
CL3	183	22900	8	3,1	8	7	80
CC1	183	40000	10	7	15	14	46
CC2	172	16700	7	4.5	14	12	82

Tableau 4

Il apparaît que la dépendance viscosité température (VI) est améliorée par rapport à la référence CC2 pour les PAG de viscosité suffisante.

Ces résultats montrent également que les compositions selon l’invention présentent une bonne viscosité brookfield, améliorée par rapport à la référence CC1.

La stabilité au cisaillement est excellente. On voit que la solution de l’invention bien que plus visqueuse se cisaille moins que la viscobase 11-522® au cours de cet essai, malgré la fait que les PAG testés soient plus visqueux que le viscobase 11-522®.

Evaluation des coefficients de traction sous différentes conditions

Afin d’évaluer le potentiel Fuel Economy de notre solution, des compositions lubrifiantes avec différents améliorants de l’indice de viscosité ont été réalisées et sont décrites dans le tableau 5 ci-dessous. Ces compositions ont été réalisées dans le but d’avoir une viscosité cinématique à 100°C similaire.

L’huile de base et les additifs sont identiques à ceux des compositions ci-dessus.

	CC3	CL4	CL5
Huiles de base	76,95	78,37	83,5
Additifs	7,25	7,25	7,25
Viscoplex 0-130®	14,5
PAG 2		14,38
PAG 4			9,25

Tableau 5

Le coefficient de traction (COT) a été mesuré à l’aide du tribometre MTM de PCS instrument. Les conditions de mesure étaient 75N de charge et la vitesse du disque était de Im/s pour une température évaluée (40°C) et un SRR de 20%. Les résultats sont présentés dans le Tableau 6 ci-dessous.

	CC3	CL4	CL5
Viscosité à 100°C	7,61	7,50	7,30
Indice de Viscosité	204	186	194
COT (40 °C, 20% SRR)	0,0516	0,0501	0,0493

Tableau 6

Ainsi, les compositions lubrifiantes selon l’invention CL4 et CL5 permettent d’abaisser le coefficient de traction, la reproductibilité de l’essai étant de l’ordre de 3%.

Claims

REVENDICATIONS

1Composition lubrifiante comprenant :

- au moins une huile de base ;

- au moins un polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène et des motifs oxydes de propylène et ayant une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 50 mm²/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 500 mm²/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) supérieur ou égal à 160.
2. - Composition lubrifiante selon la revendication 1, dans laquelle le PAG comprend de 25 à 300 moles de motifs oxyde de butylène, de préférence de 50 à 200.
3. - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle le PAG comprend un ratio O/C (atome d’oxygène/atome de carbone) en poids compris entre 0,29 et 0,38, de préférence compris entre 0,29 et 0,35.
4, - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le PAG comprend au moins 80% en masse de motifs oxydes de butylène.
5. - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les motifs oxyde d’alkylène du PAG sont uniquement des motifs oxydes de butylène.
6, - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le PAG présente une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) comprise entre 50 et 500 mm²/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) comprise entre 500 et 4000 mm²/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) compris entre 160 et 300.
7, - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant au plus 30% en poids de PAG, de préférence de 2 à 30%, de manière plus préférentielle de 2 à 15%, par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
8, - Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le PAG est obtenu par réaction d’un ou plusieurs polyols comprenant de 2 à 12 atomes de carbone, de préférence diol, avec des oxydes de butylène et oxyde de propylène.

5 9.- Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l’huile de base est choisie parmi les huiles de groupe II et les huiles de groupe III.

10. - Utilisation d’une composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, pour la lubrification d’organes de transmissions de véhicules automobiles, notamment

10 transmission pour véhicules légers ou lourds, par exemple boîtes de vitesse, ponts, de préférence boîte de vitesse manuelle et ponts poids lourds ; ou pour les engrenages industriels.

11, - Procédé de lubrification d’au moins une pièce mécanique d’un organe de

15 transmission de véhicules automobiles ou d’engrenages industriels, ledit procédé comprenant au moins une étape dans laquelle ladite pièce mécanique est mise en contact avec au moins une composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à
9.