IT8222603A1 - Additivo multifunzionale per oli lubrificanti, procedimento per la sua preparazione e composizioni lubrificanti che contengono detto additivo - Google Patents

Additivo multifunzionale per oli lubrificanti, procedimento per la sua preparazione e composizioni lubrificanti che contengono detto additivo Download PDF

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Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:
"ADDITIVO MULTIFUNZIONALE PER OLI LUBRIFICANTI, PRO-CEDIMENTO PER LA SUA PREPARAZIONE E COMPOSIZIONI 'LU-BRIFICANTI CHE CONTENGONO DETTO ADDITIVO"
R i a s s u n t o
Composizioni lubrificanti comprendono un olio lubrificante ed un additivo multifunzionale costituito da un composto organico avente nella molecola almeno un raggruppamento:
L'additivo viene ottenuto mediante reazione di mono o dicloruro di zolfo con un composto idrocarburico avente nella molecola almeno un doppio legame olefinico o con un composto estere alchilico avente almeno un doppio legame olefinico per dare un intermedio solfoclorurato e facendo quindi reagire detto intermedio con un tiocianato di metallo alcalino o di ammonio.
Detto additivo multifunzionale nelle composizioni di olio lubrificante esplica azione antiossidante, inibisce la corrosione provocata dallo,zolfo e dai suoi derivati, inibisce la formazione di paste di piombo e manifesta inoltre caratteristiche antiusura.
Descrizione
La presente invenzione riguarda un additivo multifunzionale, privo di ceneri, per oli lubrificanti.
L'invenzione riguarda anche il procedimento per la preparazione di detto additivo e le composizioni di olio lubrificante che contengono l'additivo stesso.
Il problema del deterioramento degli oli lubrificanti ? causa di preoccupazioni nella formulazione degli stessi. Il loro deterioramento comporta infatti la formazione di prodotti corrosivi per le superfici metalliche con le quali gli oli lubrificanti vengono a contatto.
Negli anni recenti ? diventata pratica comune incorporare negli oli lubrificanti additivi capaci di inibire il deterioramento degli oli e la formazione di depositi dannosi. Tali additivi vengono generalmente classificati in gruppi in funzione della loro azione nel miglioramento dell'olio lubrificante.
Esistono cos? additivi che sono,inibitori di corrosione e che stabilizzano l'olio lubrificante verso la degradazione ossidativa. Un'altro gruppo comprende gli inibitori di corrosione che contrastano le caratteristiche di corrosivit? dei prodotti di degradazione dell'olio lubrificante o passivano la superfice dei metalli contro l'azione corrosiva di tali prodotti di degradazione. Un ulteriore gruppo ? costituito dagli agenti antiusura che permettono di evitare il contatto metallo-metallo di superfici metalliche in movimento.
Sono spesso richiesti pi? additivi per conferire all'olio lubrificante un insieme di caratteristiche e ci? ? svantaggioso sia per motivi di costo, che per motivi di mutua compatibilit? tra gli additivi. Pertanto la tecnica ? attualmente diretta allo sviluppo dei cosi detti additivi multifunzionali, capaci cio? di impartire pi? caratteristiche desiderabili agli oli lubrificanti. Cos? ad esempio in USA 2.619.464 vengono descritte composizioni di olio lubrificante contenenti alchilmonotiocianato per la resisenza all'ossidazione e l?inibizione della corrosione. Inoltre in USA 2.719,126 vengono descritti tiodiazoli polisolfuri quali additivi antiossidanti e antiusura per gli oli lubrificanti.
Si ? tuttavia constatato che non sempre le caratteristiche antiossidanti e antiusura degli additivi noti raggiungono valori completamente soddisfacenti. Inoltre esiste un interesse per quegli additivi che, oltre alle caratteristiche dette, manifestano anche inibizione alla corrosione ed alla formazione di paste di piombo.
In accordo con ci? costituisce uno scopo della presente invenzione un additivo multifunzionale, privo di ceneri, per oli lubrificanti, che esplica al massimo grado l'azione antiossidante e antiusura e che inibisce la corrosione provocata dallo zolfo e suoi derivati e la formazione di paste di piombo.
Costituisce un altro scopo della presente invenzione un procedimento per la preparazione di detto additivo.
Costituiscono un ulteriore scopo della presente invenzione le composizioni di olio lubrificante che contengono detto additivo.
Altri scopi dell'invenzione appariranno evidenti dalla descrizione e dagli esempi sperimentali che seguono.
Pi? in particolare l'additivo multifunzionale e privo di ceneri della presente invenzione ? un composto di natura organica, avente peso molecolare da circa 300 a circa 1200 e che contiene nella sua molecola almeno un raggruppamen?
dove x ? 1 oppure 2 e le valenze del carbonio, diverse da quelle collegate ai gruppi tiocianici, sono collegate a radicali alchilici o alchilestere di acido carbossilico o di acido carbonico.
Preferibilmente l'additivo della presente invenzione ? liquido alla temperatura ambiente (20-25?C) e presenta un peso molecolare nell'ambito da 400 a 1000.
Il procedimento per la preparazione dell'additivo della presente invenzione comprende la reazione di mono o dicloruro di zolfo con un composto idrocarburico avente nella molecola almeno un doppio legame olefinico, oppure con un estere alchilico di acido carbossilico o di acido carbonico portante almeno un doppio legame olefinico, per dare un intermedio solfoclorurato e si fa seguire la reazione di detto intermedio con tiocianato di metallo alcalino o di ammonio.
Tra gli idrocarburi insaturi sono utili le olefine in genere, lineari o ramificate ed in particolare gli oligomeri del propilene, butene ed isobutene, nonch? le fx.-olefine da C a C Per la reazione con mono o dicloruro di zolfo possono anche essere utilizzati gli idrocarburi terpenici, nonch? gli esteri alchilici di acidi carbossilici e dell'acido carbonico, portanti almeno una insaturazione olefinica, come i derivati dell'acido oleico, l'olio di jojoba, l'olio di lardo e gli esteri carbonici insaturi come allilalchilcarbonati e oleilal? chilcarbonati.
La solfoclorurazione consiste nel trattamento dei composti insaturi sopra citati con cloruri di zolfo ed in particolare con mono o dicloruro di zolfo. La reazione comporta l'aggiunta del reagente solf oclorurante al composto insaturo, la reazione vera e propria e lo strippaggio finale. A seconda della reattivit? del composto insaturo la reazione pu? essere condotta in massa o in solvente inerte, a temperature nell'ambito da 0 a 100?C, preferibilmente da 20 a 80?C e per un tempo da 1 a 10 ore.
L'intermedio sulfoclorurato cos? ottenuto pu? essere schematizzato nel modo che segue:
dove x ? 1 oppure 2. La quantit? di cloruro di zolfo utilizzato nella reazione ? almeno pari a quella stechiometrica per la formazione dell'intermedio.
La reazione tra l'intermedio solfoclorurato ed il solfocianuro di metallo alcalino o di ammonio pu? essere condotta in massa, in condizioni sia omogenee che eterogenee, o in solvente non reattivo adatto, ad una temperatura nell'ambito da 0 a 200?C e per tempi da 1 a 10 ore. Per quanto riguarda il rapporto tra i reagenti viene utilizzata almeno una mole, di solfocianuro per ogni grammo-atomo di cloro nell'intermedio solfoclorurato.
L'additivo della presente invenzione cos? ottenuto, data la sua molteplicit? d'azione e l'assenza di ceneri, trova applicazione nei pi? svariati settori nei quali ? richiesta l?azione di un lubrificante. Cos? pu? essere utilizzato negli oli motore, nei fluidi di trasmissione ed idraulici, negli oli per la lavorazione dei metalli ed altro, in un ambito di concentrazioni variabili da 0,1 a 10% in peso e preferibilmente da 0,3 a 3% in peso.
In particolare l'additivo della presente invenzione pu? essere addizionato ad una vasta gamma di lubrificanti comprendenti gli oli idrocarburici di origine minerale e di tipo sintetico, gli esteri degli acidi carbossilici, i poliglicoli, le poliolefine, gli esteri alchilici degli acidi carbonico e/o fosforico e le loro miscele in qualsiasi proporzione. L'additivo pu? essere disciolto nell'olio in presenza di altri agenti quali: disperdenti, detergenti, antiossidanti, "pour point depressant", miglioratori di indice, antiusura, additvi per pressioni estreme, emulgatori antischiuma ed altro.
L'impiego dell'additivo risulta particolarmente conveniente nelle formulazioni per oli motore settore in cui, pi? che in altri, la sua molteplicit? d'azione viene compiutamente utilizzata. Esempi non limitativi di tali formulazioni sono quelli riportati nella tabella che segue:
I componenti possono essere diversi per le diverse formulazioni .
L'additivo della presente invenzione esplica azione antiossidante, inibisce la corrosione causata dallo zolfo e dai suoi derivati e la formazione di paste di piombo e manifesta propriet? antiusura.
Esempio 1
A 224 g (1 mole) di esadecene-1 furono aggiunti lentamente e sotto agitazione 67,5 g (0,5 moli) di monocloruro di zolfo. La reazione fu condotta in atmosfera di azoto, alla temperatura ambiente, per un tempo di 3,5 ore, fino ad abbassare il numero di acidit? della miscela a circa 3 mg KOH/g. Quindi attraverso la miscela di reazione fu fatta passare una corrente di azoto fino ad abbassare l'acidit? ad un valore dell'ordine di 0,3 mg KOH/g.
A 200 g del prodotto intermedio cos? ottenuto, contenente 24 g di cloro (0,66 g atomi) furono aggiunti 60,6 g (0,75 moli) di solfocianuro di sodio. La miscela dei reagenti, sotto agitazione ed in atmosfera inerte, fu portata alla temperatura di 160-170?C e mantenuta in tali condizioni per 7 ore. Dopo raffreddamento fu filtrato il cloruro sodico sottoprodotto della reazione mediante un coadiuvante di filtrazione. Fu cos? ottenuto l'additivo della presente invenzione sotto forma di liquido viscoso alla temperatura ambiente, oleosolubile e di colore bruno.
L'additivo ottenuto nell'esempio 1 che precede aumenta la stabilit? all'ossidazione dell'olio lubrificante.
Per valutare questa caratteristica si ? fatto ricorso ad un saggio di ossidazione a gorgogliamento d'aria secondo la procedura IP 48 modificata.
I parametri della prova erano: temperatura 175?C, flusso d'aria 50 ml/min., tempo 48 ore, presenza di lastrine di rame e di ferro.
Nella tabella che segue vengono riportati i valori della viscosit? in est, a 40?C, dei campioni prima e dopo la prova di ossidazione, nonch? la variazione percentuale della viscosit? dei ?campioni cos? trattati. A scopo di confronto il saggio fu anche condotto con un additivo commerciale tiodiazolo polisolfuro. I risultati vengono riportati nella tabella che segue:
L'additivo dell'esempio 1 che precede controlla ed inibisce la corrosione del rame da parte dello zolfo e dei suoi derivati.
Tale additivo oltre a presentare un alto punteggio di merito al saggio ASTH D 130, consente di innalzare quello di un composto solfoclorurato, contenente zolfo attivo, come quello ottenuto quale intermedio nell'esempio 1 che precede.
L'additivo dell'esempio 1 che precede inibisce la formazione di paste di piombo.
Per valutare questa caratteristica si ? fatto ricorso ad un "lead point screener" su motore Alfetta.
Una formulazione unigrada SAE 30, contenente 8,1% in peso del pacchetto detergente-disperdente-inibitore (solfonato-poliisobutenilsucinimmide-ditiofosfato di zinco), che da luogo alla formazionedi paste di piombo ? stato utilizzato quale riferimento. I risultati delle prove su motore, della durata di 30 ore, sono i seguenti:
Merito
L'additivo dell'esempio 1 che precede presenta buone caratteristiche antiusura all'esame tribologico. Vengono a questo scopo riportate le prestazioni alle macchine LFW-l secondo la metodologia ASTM D 2714-68 ed alla macchina 4 sfere wear, con sfere di acciaio, operando nelle seguenti condizioni:
Vengono di seguito riportati i risultati dell'usura in mm relativi all'olio SN 450 tal quale ed alla composizione dello stesso con 1% in peso dell'additivo dell'esempio 1. A scopo di confronto vengono riportati i risultati di una composizione di olio SN 450 con 1% in peso dell'additivo commerciale tiodiazolo polisolfuro.

Claims (9)

R i v e n d i c a z i o n i
1) Composizione lubrificante caratterizzata dal fatto di comprendere una quantit? maggiore di olio lubrificante ed una quantit? minore di un additivo, costituito da un composto di natura organica, avente un peso molecolare da circa 300 a circa 1200, che contiene nella sua molecola almeno un raggruppamento:
dove x ? 1 oppure 2 e le valenze del carbonio, diverse da quelle collegate ai gruppi tiocianici, sono collegate a radicali alchilici o alchilestere di acido carbossilico o di acido carbonico.
2) Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'additivo ha un peso molecolare da 400 a 1000.
3) Composizione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di contenere una quantit? da 0,1 a 10% in peso dell'additivo.
4) Composizione secondo la rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che il contenuto di detto additivo ? nell'ambito da 0,3 a 3% in peso.
5) Procedimento per la preparazione dell'additivo per composizioni lubrificanti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di far interagire mono o dicloruro di zolfo con un composto idrocarburico avente nella molecola almeno un doppio legame olefinico, oppure con un estere alchilico di acido carbossilico o di acido carbonico portante almeno un doppio legame olefinico, per dare un intermedio solfoclorurato e di far quindi interagire detto intermedio con tiocianato di metallo alcalino o di ammonio.
6) Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'idrocarburo insaturo viene scelto tra le olefine lineari o ramificate, gli oligomeri del propilene, butene ed isobutene, le ?.-olefine da a C e gli idrocarburi terpenici.
7) Procedimento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che gli esteri di acidi carbossilici o dell'acido carbonico vengono scelti tra i derivati dell'acido oleico, olio di jojoba, olio di lardo, allilalchilcarbonati e oleilalchilcarbonati.
8) Procedimento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che nella preparazione dell'intermedio solfoclorurato si opera a temperature da 0 a 100?C, meglio da 20 a 80?C e per tempi da 1 a 10 ore.
9) Procedimento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la reazione tra 1'intermedio solfocloru? rato ed il tiocianato di metallo alcalino o di ammonio viene condotta a temperature nell'ambito da 0 a 200?C e per un tempo da 1 a 10 ore.
Allegato A
Rettificazione alla descrizione della domanda di brevetto
n? 22603 A/82 depositata il 28.7.1982
contenuto in numero di 6 postille richieste con istanza depositata il 1 9 0TT.T982
Elenco postille:
- postilla n? 1 a pag. 3, riga 16 - la parola "resisenza" va corretta in "resistenza";
- postilla n? 2 a pag. 4, riga 25 - la parola "tiocianici" va corretta in "isotiocianici";
- postilla n? 3 a pag. 6, riga 11 - la parola "sulfoclorurato" va corretta in "solfoclorur?to";
- postilla n" 4 a pag. 9, riga 1 - quarta colonna, prima di "SAE 30" aggiungere "GRADO";
- postilla n? 5 a pag. 16, riga 12 - la parola "aliloleilcarbonato" va corretta in "alliloleilcarbonato";
- postilla n? 6 a pag. 17, riga 8 - la parola "tiocianici" va corretta in "isotiocianici".
Allegato A
Rettificazione alla descrizione della domanda di brevetto
n? 22603 A/82 depositata il 28.7.1982
contenuto in numero di 6 postille richieste con istanza depositata il 19 0 T ?.7982
Elenco postille:
- postilla n? 1 a pag. 3, riga 16 - la parola "resisenza" va corretta in "resistenza";
- postilla n? 2 a pag. 4, riga 25 - la parola "tiocianici" va corretta in "isotiocianici";
- postilla n? 3 a pag. 6, riga 11 - la parola "sulfoclorurato" va corretta in "solfoclorurato";
- postilla n? 4 a pag. 9, riga 1 - quarta colonna, prima di "SAE 30" aggiungere "GRADO";
- postilla n? 5 a pag. 16, riga 12 - la parola "aliloleilcarbonato" va corretta in "alliloleilcarbonato";
- postilla n? 6 a pag. 17, riga 8 - la parola "tiocianici" va corretta in "isotiocianici".
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