IT8222654A1 - Composizione di olio lubrificante per motori a combustione interna atta a ridurre il consumo di combustibile e metodo relativo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alle composizioni di olio lubrificante e all'uso delle medesime per ridurre il consumo di combustibile nei motori a combustione interna.: Pi? particolarmente, essa riguarda le composizioni di olio lubrificante per basamenti contenenti 1,2-alcano dioli borati a lunga catena, come agenti di riduzione dell'at-;trito.

Con la crisi determinata dalle disponibilit? in via di diminuzione .'di combustibili fossili e dai prezzi rapidamente crescenti di tali combustibili, ha assunto grande interesse la possibilit? di ridurre la quantit? di combustibile consumato dai motori di automobili, e simili.

Pertanto, vi ? una particolare necessit? di realizzare lu brificanti che riducano l'attrito complessivo nel motore, cos? da ridurre i fabbisogni di energia del motore stesso. Il brevetto U.S. N. 4201684 descrive oli lubrificanti contenenti anunidi, esteri o ester-ammidi di acidi grassi sol-*.

forati delle animine alcossilate, i quali riducono l'attrito fra le superfici metalliche in scorrimento relativo dei motori a combustione interna.

Il brevetto U.S. N. 4167486 descrive oli lubrificanti contenenti esteri di certi acidi aventi doppi legami o il di? imero o trimero degli esteri di tali acidi. Si afferma che' l'uso di detti oli lubrificanti nel basamento di un motore a combustione interna si traduce in.riduzioni nel consumo. di combustibile del motore.

Il brevetto U.S. N. 3151077 descrive l'uso dei trimetilol; alcani monoacilati, borati, come additivi per combustibili e oli lubrificanti per motori. Si asserisce che tali additivi riducono l'incidenza dell'accensione a superficie nei motori a combustione interna e inibiscono l'accumulo di depositi nel carburatore.

Il Brevetto U.S. N. 2795548 descrive l'uso di composizioni .di oli lubrificanti contenenti mnnooleato di glicerolo borato. Le composizioni oleose sono usate nel basamento dei motori a combustione interna allo scopo di ridurre l'ossidazione dell?olio e la corrosione delle parti metalliche del motore.

Non sono noti finora tentativi tendenti alla preparazione di una composizione di olio lubrificante a formulazione equilibrata, come qui .descritta,.la quale abbia permesso _di migliorare ,non solo le propriet?.che inibiscono l?ossidazione e la corrosione, ma.anche le propriet? disperdenti antiusura,e di riduzione dell'attrito dell'olio lubrifi-r c.ante.considerato.

Come fattore di massima importanza, si ? ora constatato che lubrificando il basamento dei motori a combustione interna con un olio lubrificante contenente 1,2-alcanodioli a lunga catena borati, si ottiene di ridurre il consumo di combustibile del motore.

Secondo la presente invenzione, vengono forniti oli lubrificanti i quali riduoono l'attrito fra le euperfici metalliche in scorrimento relativo nel basamento dei motori a comJ-bustione interna. L'attrito ridotto ? il risultato dell'ag giunta all'olio lubrificante, in quantit? efficaci, di un 1,2-alcano diolo a lunga catena, borato, della formula

dove R ? alchile contenente da B a 28 atomi di carbonio e r?lai?ve miscele e preferibilmente detto alchile ? li? neare e contiene, o no, poche ramificazioni. Nel modo pi? preferito, R contiene da ? a 18 atomi di carbonio oppure una miscela di gruppi alchilici contenent? da 13 a 16 ato mi di carbonio, e contiene o no poche ramificazioni.

Nell'olio lubrificante possono anche essere-presenti altri additivi al fine di ottenere un giusto -equilibrio delle propriet?,quali la dispersione,_la resistenza alla corro? sione, all'.usura e all'ossidazione, che .sono critiche per il corretto funzionamento di un motore,a combustione interna.

Pertanto, e secondo un suo ulteriore aspetto, l'invenzione ha per scopo un olio lubrificante formulato per l'impiego' nei basamenti dei motori a combustione interna al fine di ridurre il consumo di combustibile di detti motori, il quale comprende:

(a) una quantit? maggiore di un olio con viscosit? lubrificante e

(b) una quantit? efficace di ciascuno dei seguenti ingre? dienti:

1. una alchenil succinimmide o supcinato o miscele dei ? medesimi,

2. un sale di metallo del gruppo IX di un acido dildrocar? bil ditiofosforico,

3. un idrocarbil solfonato di metallo alcalino o alcalinoterroso, neutro o iperbasico, o loro miscele,

4? un fenato alchilato di metallo alcalino o aloalino-ter_ - roso, neutro o iperbasico, o relative miscele, e

5.. .un modificante dell?attrito 1 ,2-.alcanodiolo a lunga - catena, borato, della formula

dove E ? alchile contenente da 8 a 28 atomi di carbonio. Inoltre, in conformit? all?invenzione, viene provveduto un metodo per ridurre il consumo di combustibile d?i motori a combusti&ne interna, il quale consiste nel trattare le superfici in movimento relativo di detti motori con l?olio lubrificante descritto sopra

L'aggiunta dello 0,1 al 5 per cento in peso, e preferibilmente dallo 0v5_al.4 per cento in peso di un 1,2-ralcano diolo borato a lunga catena al lubrifiiBnte per basamento.dimotorea combustione interna permette di aumentare significativamente il risparmio di combustibile del motore. Specificatamente, nelle?prove .sui motori sono stati osservati aumen ti del chilometraggio in combustibile compresi in media fra 1*1,5 e il 2%. Tale aumento di economia in combustibi le si pu? ottenere sia nei motori ad accensione per compressione, ossia i motori diesel, sia nei motori ad accen sione a scintilla, vale a dire i motori a benzina.

Gli alcan?-1,2-dioli borati della formula I utili ai fini dell'invenzione sono quelli aventi da 10 a 30, e preferi? bilmente da 10 a 20 atomi di carbonio. Si possono usare le specie ad unico numero di atomi di carbonio, quali: decano-1,2-diolo borato, ottadecano-1,2-diolo borato, eicosano-1,2-diolo borato, tricontano-1,2-diolo borato,

e simili, ma sono .preferite le miscele di specie con diver bi numeri di atomi di carbonio. Fra le miscele tipiche rientrano gli 1,2-dioli borati di alcani contenenti da

10 a 30(compreso) atomi di carbonio; gli 1,2-dioli borati; di alcani con 12, 14, 16, 18 e 20 atomi di carbonio; gli

.1f2-dioli borati di alcani con 15 a 20(compreso) atomi di ; carbonio; gli 1,2-dioli borati di alcani con 15 a 18(com? preso) atomi di carbonio; gli 1 ,2-dioli borati di alcani con 20 a 24(compreso) atomi di.carbonio gli 1,2-dioli ,borati di alcani con 24, 26 e 28 atomi di carbonio, e gimili. Gli 1,2-alcano-dioli a lunga catena borati si.preparano borendo un 1,2-alcano-diolo a lunga catena della formula

love -R -rappresenta -alchile -contenente-da~8 .a -28 -atomi di carbonio.

La reazione pu? essere svolta -ad una.-temperatura nell'.in? tervallo fra 60 e 135?C?-in presenza di un solvente orga? nico adatto-qualsiasi, come metanolo, benzene, xileni, toluene, olio neutro e -simili.?Se il_.solvente.non .forma, un azootropo -con J.laequa, si unisce un.agente .formatore di miscela azeotropica .in.quantit?.sufficiente per poter allontanare .l'acqua azeotropicamente.

I .dioli utili ai fini dell'invenzione sono reperiti in commercio oppure si preparano facilmente dalle corrispondente 1?olefina con metodi ben noti nel settore. Ad esem? pio, l?olefina viene fatta prima reagire con un peracido, quale l'acido perossiacetico o con acqua ossigenata pi? acido formioo formando un alcano?1,2?epossido che si idrolizza facilmente sotto condizioni di catalisi con un acido o una base, ad alcano?1,2-diolo. Secondo un altro procedimento, l'olefina ? anzitutto alogenata ad un 1,2-dialoalcano che ? successivamente idrolizzato ad un alcano?1,2-diolo per reazione prima con acetato di sodio e poi con idrossido di sodio.

Le 1-olefine si ottengono dalla piroscissione termica di cere. Tale processo d? olefine con tutti i numeri di atomi di carbonio. Le 1-olefine con numero uniforme di atomi di; carbonio si preparano mediante la ben nota reazione a "crescita? di etilene. Le olefine ottenute con l'uno o l'altro dei procedimenti indicati hanno struttura essen- , zialmente lineare con poca o .nulla ramificazione. Le ole-_ fine lineari sono le preferite,per la conversione ad alcano-1?2-dioli.

Gli pii lubrificanti usati nel procedimento secondo la presente invenzione contengono una parte prevalente di un olio lubrificante e da circa lo 0,10 al 5?0 per cento in peso dell'alcano-diolo borato di formula I, preferibilmente dallo 0,5 al 4?0 per cento in peso e pi? preferibilmente dallM al 2 per cento in peso sulla base del peso della ', composizione totale. La quantit? ottimale di alcano-diolo b?rato entro i limiti indicati pu? variare leggermente in dipendenza dell'olio di base e degli_altri additivi presenti nell'olio.

Rientrano parimenti nell'ambito della presente invenzione i concentrati additivi. Nella forma additivo concentrato, il diodo borato ? presente in una concentrazione variabile fra il 5 e il 50 per cento in peso.

Le composizioni lubrificanti si preparano portando in miscela -secondo tecniche convenzionali- l'appropriata quantit? del desiderato alcano?1,2-diolo borato, con l'olio lubrificante. Quando si preparano i concentrati, la quanti t? di olio idrocarburo ? limitata, ma sufficiente per di-; sciogliere la quantit? necessaria di alcano?1,2-diolo bora to. Generalmente, il concentrato conterr? diolo borato in quantit? sufficiente per consentire la successiva diluizio? ne con 1 a 10 volte tanto di altro olio lubrificante, Secondo un'altra forma di esecuzione della presente inven zione, gli oli lubrificanti ai quali si aggiungono gli I,2-alcano dioli borati, contengono un idrocarbil solfona to di metallo alcalino o alcalino terroso, un fenato di metallo alcalino o alcalino terroso, o loro miscele, un sale diidrocarbil ditiofosfato di un metallo del gruppo II, e una alchenil succinimmide o un alchenil succinato

o.uniscele dei medesimi.

?*? idrocarbil solfonati di metallo alcalino o alcalino terrosi possono essere il solfonato di petrolio, i solfonati aromatici sinteticamente alchilati, o i solfonati ali? fatici quali quelli derivati dal poliisobutilene. Una del? le funzioni pi? importanti dei solfonati ? quella di agir da detergente o disperdente. Questi solfonati sono ben no tl nel settore. Il gruppo idrocarbile deve avere un ninner di atomi di carbonio sufficiente per rendere la molecola 1 di solfonato solubile in olio. Preferibilmente, la parte idrocarbile contiene almeno 20 atomi di carbonio e pu? es sere aromatica o alifatica, ma di solito ? alchilaronatica. I pi? particolarmente preferiti sono i solfonati di calcio, di magnesio o di bario che hanno carattere aromatico.

Certi solfonati si preparano tipicamente solfonando una ; frazione di petrolio contenente gruppi aromatici -di solito gruppi mono- o di-alchilbenzenici? e poi formando il sale' r??tal'.l:i?o del materiale acido solfonico? Altri materiali;

di alimentazione usati perula preparazione dei detti solfo- _ nati comprendonoJbenzeni alchilati sinteticamente e idro-: carburi allietici.preparati per polimerizzazione di una mono- o diol.efina, ad esempio,.un gruppo poliiso.butenillc? preparato per polimerizzazione di isobutene. I sali metallici.sono formati direttamente o_.per metatesi,.usando procedure ben note.

I solfonati possono essere neutri o iper-basici, avendo numeri di base fino a circa 4.00 od oltre. Il diossido di carbonio ? il materiale pi? correntemente usato per produrre i s?lfonati basici o iperbasici.-Si possono usare misc?le di solfonati neutri e.iperbaeici. I solfonati_si usano! di solito,in modo che costituiscano dallo 0,3 ai 10% in peso della composizione totale. Preferibilmente, ? solfona .ti neutri,sono presenti per lo 0,4 al 5% in peso,della.composizione totale, e i solfonati iperbasici .per lo 0,3 al 3%,in peso di detta composizione_totale._

I fenati utili,ai fini della presente.invenzione sono i prodotti convenzionali costituiti dai sali di metalli alcalini o alcalino.-terrosi dei fenoli alchilati. Una del le funzioni,dei.fenati ? qpella di agire da detergentidisperdenti. _fra e altre cose, impediscono il deposito idi sostanz? inquinanti formate durante il lavoro a tempe-,ratura elevata del motore. I fenoli possono essere monoq polialchilati.

La parte alchile nel fenato alchilico ha il compito di conferire solubilit? in olio al fenato. La parte alchile !si pu? ottenere da sorgenti che si presentano in natura oppure sintetiche. Le sorgenti che si presentano in natura comprendono gli idrocarburi del petrolio quale olio bianco e cera. Essendo derivata dal petrolio, la parte idrocarburica ? una miscela di differenti gruppi idrocarbilici, la; cui composizione specifica dipende dal particolare stock di petrolio usato come materiale di partenza. Fra le sorgenti sintetiche sono compresi diversi alcheni disponibili in commercio e alcano-derivati i quali, quando fatti reagire col fenolo, danno un alchilfenolo. Radicali adatti ottenuti comprendono butile, esile, ottile, decile, dodecile, esadecile, eicosile, tricontile, e simili. Altre sorgenti sintetiche adatte del radicale alchil?co comprendono i polimeri di olefine come il polipropilene, polibutilene, poliisobutilene e simili.

il gruppo alchile pu? essere a catena lineare o a catena ramificata, saturo o insaturo (se insaturo, preferibilmente contenente non pi? di 2 e generalmente non pi? di 1

sito di .insaturazione olefinica). I radicali alcilici_generalmente.conterranno da 4 a 30 atomi di carbonio. Generalmente, quando il fenolo ? mpnoa_lchil-sostituito, il radicale alchilico dovr? contenere almeno 8 atomi di carbonio. Il fenato pu? essere solforato se lo si desidera. Pu? essere neutro o iperbasico e se iperbasico, avr? un numer? di base entro limiti fra 200 e 300 o pi?* Si posso no usare miscele di fenati neutri e iperbasici.

Di solito, i fenati sono presenti nell?olio in modo da costituire dallo 0,2 al 27% in peso della composizione totale. Preferibilmente, i fenati neutri sono presenti nella misura dallo 0,2 al 9% in peso, e i fenati iperbasici nella misura dallo 0,2 al 13% In peso della composizione totale! Con particolare preferenza, i fenati iperbasici sono presenti per lo 0,2 al 5% in peso della composizione totale I metalli preferiti sono il calcio, il magnesio, lo stronio o il bario.

Sono preferiti gli alchilfenati di metalli alcalino terros solforati. Questi sali si ottengono mediante una variet? :di procedimenti quali il trattamento del prodotto di neutralizzazione di una base metallo alcalino terroso e di un alchilfenolo con zolfo. Convenientemente, lo zolfo, nella forma elementare, ? aggiunto al prodotto di neutralizzazio ne e fatto reagire a temperature elevate ottenendosi l'al? :chilfenato di metallo alcalino terroso ?olforato.

e durante la neutralizzazione ? stata aggiunta pi? base metallo,alcalino,terroso di quella neveesaria per neutralizzare.il fenolo, si ottiene un alchilfenato di metallo alcalino.terroso solforato basico. Vedere ad esempio il , procedimento di Walker et al, brevetto TJ.S. N. 2680096. Una ulteriore basicit? si pub ottenere con l'aggiunta di diossido di carbonio all'alchilfenato di metallo alcalino terroso solforato basico. L'eccesso di base metallo alcalino terroso pu? essere aggiunto dopo la fase di solfora-, zione, ma ? convenientemente introdotto contemporaneamente alla base metallo alcalinr?erroso destinata a neutralizzare il fenolo.

Il diossido di carbonio ? il materiale pi? correntemente usato per produrre i fenati basici o "iperbasici". Un pr?cedimento nel quale vengono prodotti alchilfenati .di metalli alcalino-terrosi solforati basici aggiungendo diossid di carbonio ? illustrato -da Hanneman, .brevetto U.S.

n? 3176368.

I Bali di metalli del Gruppo II degli acidi diidrocarbil ditiofosforici possiedono.propriet? antiusura, antiossidan- _ ti e-di-stabilit? termica .1 sali di.metalli_del Gruppo II degli acidi fosforoditioici sono stati descritti in precedenza. Vedere, ad esempio, il brevetto U.S. R. 3390060, colonne 6 e 7,che descrive generalmente questi composti e .la loro preparazione. Opportunamente, i sali di metalli del Gruppo II degli acidi diidrocarbil ditiofosforici utili nella composizione di oli lubrificanti della presente invenzione contengono da circa 4 a circa 12 atomi di carbonio in ciascuno dei radicali idrocarbile e possono essere uguali o differenti,-ed essere aromatici, alchili ci o cicloalchilici. I gruppi idrocarbilici preferiti sono i gruppi alchile contenenti da 4 a 8 atomi di carbonio e sono rappresentati da butile, isobutile, sec.-butile, esile, iBoesile, ottile, 2-etilesile e simili. I metalli adat-, ti per formare questi sali comprendono bario, calcio, . stronzio, zinco e cadmio, dei quali lo zinco ? il preferito. Preferibilmente, il sale di metallo Gruppo II di.un.acido. diidrocarbil ditiofosforico presenta la Formula apagina seguente, dove: e.R2 eR3 rappresentano ciascuno indipendentemente

Il sale ditiofosforico ? presente nelle composizioni di olio lubrificante della presente invenzione in una quanti t? efficace per inibire l'usura e l'ossidazione dell'olio lubrificante. La quantit? varia da circa lo 0,1 a circa il 4 per cento in peso della composizione totale, preferi bilmente il sale ? presente in una quantit? variabile da circa lo 0,2 a circa il 2,5 par cento in peso della compo sizione totale di olio lubrificante. La composizione di olio lubrificante finale conterr? solitamente dallo 0,025 al 25% in peso di fosforo, e preferibilmente dallo 0,05 al 15% in peso di tale elemento.

L'alchenil- Succinimmide o succinato o loro miscele, sono presenti, fra l'altro, per agire da disperdenti e impedire la formazione di depositi durante il funzionamento del motore. Le alchenil succinimmidi e sucoinati sono ben noti nel settore. Le alchenilsuccinimmidi sono il prodotto di : reazione di una anidride poliolefin-succinica polimero?so stituite con una arniaina , preferibilmente una polialchilenpoliammina, e gli alchenil-succinati sono il-prodotto d?lia -reazione di una anidride poliolefin-succinica polimero-so- -stituita con alcooli monoidrici e poliidrici, fenoli e i naftoli, preferibilmente con un alcool poliidrico-contenen te almeno tre..idrossiradicalie Le anidridi poliolefinsucci niche polimero-sostituite si .ottengono per reazione di un polimero.poliolefinico o un suo derivato con anidride ma?eica. L'anidride succinica .cos? ottenuta ? fatta reagire con l'ammina o l'idrossi-composto. La preparazione delle alchenil-succinimmidi ? stata descritta pi? volte nell'ar.te. Vedere, _ad esempio, i brevetti TT.S. 5390082, 3219666 e 31^2892 le cui descrizioni s'intendono.inco-rpo.rate qui come riferi mento. Anche la preparazione degli alchenil-succinati ? stata gi? descritta nell'arte e in proposito si rimanda, ad esempio alle descrizioni dei brevetti TF.S? N. 3381022 e 3522179? Risultati particolarmente buoni si ottengono con le compo? eizioni di olio lubrificante della presente invenzione quando 1'alchenil-succinimmide o alchenil-succinato ? una anidride succinica poliisobuten-sostituita di una polialchilen-poliammina o rispettivamente di un alcool poliidrico.

Il poliisobutene dal quale si ottiene l'anidride sucoinica poliisobutensostituita per polimerizzazione di isobutene, pub variare ampiamente nelle sue composizioni. Il numero medio di atomi di carbonio pu? variare da 30 o meno fino a 250.o pi?, con.un risultante,numero di peso molecolare medio di circa 400 o meno fino a 3000 o pi?. Preferibilmente il numero medio di atomi di carbonio per mplecola di poliisobutene varia da circa 50.a circa 100 e i poliisobuteni hanno un numero di'peeo molecolare medio fra circa 600 e circa 1500. Pi? preferibilmente, il numero medio di atomi di carbonio per molecola di poliisobutene varia da circa 60 a circa 90, e il peso molecolare medio da circa 600 a I3OO. Il poliisobutene ? fatto reagire con anidride maleica secondo procedure ben note per dare l?anidride succinica poliisobuten-sostituita.

Nella preparazione della alchenil-succinimmide, l'anidride succinica sostituita ? fatta reagire con una polialchilenpoliammina per dare la corrispondente succinimmide. Ciascun radicale alchilenico della polialchilen-poliammina contiene di solito fino a circa 8 atomi di carbonio. Il numero di radicali alchilenici pu? giungere fino a circa 8. Il radicale alchilene ? esemplificato da etilene, propilene, butilene, trimetilene, tetrametilene, pentametilene, esame? tilene, ottametilene, ecc. Il numero di animino gruppi generalmente, ma non necessariamente, ? maggiore del numero di radicali alchilenici presenti nell'ammina, vale a dire, se una polialchilen-poliammina contiene 3 radicali alchilene solitamente essa conterr? 4 ammino radicali. Il npmero di ammino radicali pu? giungere fino a circa 9? Preferibil mente, il radicale .alchilene contiene.da circa .2 a circa 4 atomi di carbonio e tutti gli ammino gruppi..sono.prima ri o secondari? Nel caso specifico, il numero di amminor gruppi* supera il numero di gruppi alchilene di 1. Preferir bilmente, la pol.ialchilen-poliammina contiene da 3 a 5 am . minogruppi? Esempi specifici delle polialchilen-poliammine comprendono,etilendiammina, dietilentriammina, trietilen tetrammina, propilendiammina, tripropilentetrammina, tetraetilenpentammina, trimetilendiammina, pentaetilenesammina di?(trimetilen)triaminina, tri(esametilen)tetrammina, ecc Fra le altre animine adatte per la preparazione della alche nil-succinimmide utile ai fini della presente invenzione sono comprese le animine cicliche quali piperizina, morfo-

Preferibilmente, le alchenil-succinimmidi usate_nelle com posizioni della presente invenzione hanno la seguente formula:

dove

a. R1 rappresenta un gruppo alchenile, preferibilmente un idrocarburo sostanzialmente saturo preparato per polimerizzazione di monoolefine alifatiche? Preferibilmente, si prepara da isobutene e ha un numero medio di atomi di carbonio e un peso molecolare medio come descritti sopra;

b. il rad'icale . "Alchilene." r-appr-esenta un. gruppo sostanzialmente idrocarbilico contenente fino a circa 8 atomi di carbonio e preferibilmente contenente da circa 2 a 4 atomi di carbonio come precedentemente descritto ;

c. A rappresenta un gruppo idrocarbile, un gruppo idro-Garbile ammino-sostituito , o idrogeno. Il gruppo idrocarbile e i gruppi idrocarbile ammino-sostituiti sono generaimente gli alchil- e ammino-sostituiti alchil-analoghi dei: radicali alchilene descritti sopra. Preferibilmente, A rappresenta idrogeno;

d. n rappresenta un ninner? intero da circa 1 a 10, e preferibilmente da circa 3 a 5?

L 'alchenil-succinimmide pu? essere fatta reagire con acido borico o un analogo composto contenente boro per formare 1 disperdenti borati utili ai fini della presente invenzi?ie. Le succinimmidi borate si intendono comprese nell'am bito del termine "alchenil-succinimmide".

Gli .alchenil-succinati sono quelli dell'anidride succinica i

composti alifatici quali gli alcooli monoidrici e poliidri ci, o composti aromatici, quali i fenoli e naftoli. Gli idrossi-composti aromatici dai quali possono essere deriva ti gli esteri sono,illustrati dai seguenti esempi sped i cii- fenolo, "beta-naftolo, alfa-naftolo, cresolo, resorc nolo, cateolo, ?,?'-diidrossibifenile, 2clorofenolo, 2, dibutilfenolo, propen fenolo tetramer-sostituito , didodecilfenolo, 4,4'- metilen-bis-fenolo, alfa-deeil-beta-naft lo, fenolo poliisobuten(peso molecolare di 1000)-sostituito, il prodotto di condensazione dieptilfenolo con 0,5 mole di formaldeide, il prodotto di condensazione di ott?l fenolo con acetone, di(idrossifenil)ossido, di(idrossifenil) solfuro, di(idrossifenil)disolfuro, e 4-d cloesilfenolo. Sono preferiti fenolo e i fen?li alchilati aventi fino a tr? alchilsostituenti. Ciascuno degli alchilsosti;-tuenti pu? contenere 100 o pi? atomi di carbonio.

Gli alcooli dai quali si possono derivare gli esteri preferibilmente contengono fino a circa 40 atomi di carbonio alifatico. Possono essere alcooli monoidrici quali metanolo, etanolo, isoottanolo, dodecanolo, cicloesanolo ciclopentanolo, alcool beenilico, esatriacontanolo, alcool neopentilico, alcool isobutilico, alcool benzilico, alcool betafeniletilico, 2-metilcicloeeano?o, beta-cloro etanolo, etere monometilico del glicole etilenico, etere monobutilico del glicole etilenico, etere monopropilico delglicole dietilenico, etere monododecilico del gl?cole trietilenico, monooleato di glicole etilenico, monostearato di glicole dietilen?co, alcool sec-pentilico, alco?l tert-butilico, 5bromo- dodecanolo, nitro-ottadecanolo e dioleato di glicerolo. Gli alcooli poliidrici preferibilmef te contengono da 2 a circa 10 idrossi radicali; sono rappresentati, ad esempio da glicole etilenico, glicole dietilenico, glicole trietilenioo, glicole tetraetilenico, glicole dipropilenico, glicole tripropilenico,.glicole dibutilenico, glicole iributilenico, e altri glicoli alchi lenici nei quali il radicale alchilene contiene da 2 a circa 8 atomi di carbonio. Altri alcooli poliidrici utili comprendono glicerolo , monooleato di glicerolo ,. etere mono metilico di glicerolo, pentaeritritolo, acido 9?10-diidrossi stearico, estere metilico dell1acido.9?10-diidrossi stearico, 1,2-butanodiolo, 2,3-esanodiolo, 2,4?esanodiolo pinacolo, eritritolo, arabitolo, sorbitolo, mannitolo, 1,2-cicloesanodiolo, e xilen?glioo.lo..Anche i .c.arboidrati come zuccheri, amidi, cellulose , eco . , possono analogamen te dare esteri. I carboidrati possono essere esemplificati da un glucosio,.fruttosio, saccarosio, ramnosio,.mannosio, gliceraldeide e.galattosio.

Una classe specialmente preferita di alcooli poliidrici sono quelli aventi almeno tre idrossi radicali, taluni dei quali sono stati esterificati con un acido monocarbossilico contenente da circa 8 a circa 30 atomi di carbonio quale lucido ottanoico, l?acido oleico, l'acido stearico, l'acido linoleico, l'acido dode.canoico, o l'acido di tallolio.

Sono esempi di tali alcooli poliidrici parzialmente esterificati il monooleato di sorbitolo, il distearato di sorbitolo, il monooleato di glicerolo, il monostearato di glicerolo, il didodecanoato di eritritolo.

Gli esteri si possono anche derivare dagli alcooli insaturi, quali alcool allilico, alcool cinnamilico, alcool propargilico, 1-oicloesene-3/ol, un aloool oleilico. Ancora altre classi di alcooli capaci di dare gli esteri secondo la presente invenzione comprendono gli etere-alcooli e gli ammino-alcooli che includono ad esempio gli alcooli ossi-; alchilene-? ossi-arilene-, ammino-alchilene-, e ammino-ari_ lene-sostituiti aventi uno o pi? ossialchilene-, ammino-al chilene o ammino-a.rilene ?ssi-arilene radicali? Sono esem? plif?cati da Cellosolve, carbitolo, fenoesietanolo, eptilfenil-OBsipropilene),-H

6 H ottil-(ossietilene)30?H, Xenil- . (ossiottilene)2H, .glioerolo mono(eptil-fenil-ossipropilene)-sostituito, poli(stirene ossido), ammino-etanolo, 3-ammino etilpentanolo, di(idrossietil)ammina, p-amminofenolo, tri-(idrosB?propil)ammina', N-idrossietil etilendiammina, N,N,N, ?-tetraidrossi-trimetilen diammina, e simili? Per la massima parta, sono preferiti gli etere-alcooli aventi fino a circa 150 osei-alchilen-radicali, nei quali il x&-dicale alchilene contiene da 1 a circa 8 atomi di carbonio. Gli esteri possono essere di-esteri di acidi Buccinici o di esteri acidioi, ossia, acidi Buccinici parzialmente esterificati, nonch? alcool! poliidtici o fenoli parzial-: mente esterificati,.vale a dire esteri .contenenti.radicali. alcoolici o fenolici ossidrilici liberi.,Rientrano parimenti nell?ambito dell?invenzione le miscele degli esteri indicati sopra.

d i alchenil Buccinati possono essere fatti reagire.con acido borico o un analogo composto contenente boro,per formare i disperdenti borati aventi utilit? ai fini dell!inv?nzione. Tali bnocit?ati:borati sono descritti nel brevetto 1 U.S. N. 3533945 alla cui descrizione si rimanda per i dettagli. I succinati borati si intendono inclusi nell'ambito del termine "alchenil-sucoinato".

gli alchenil sucoinimmidi e suocinati sono presenti nelle composizioni di olio lubrificante dell?invenzione in una quantit? efficace per agire da disperdenti e impedire il deposito degli inquinanti formati nell'olio durante il funzionamento del motore. La quantit? di alohenil succinimmidi e alchenil suooin?ti pu? variare da circa 1? per cento a; circa il 20 per cento del peso della composizione totale di olio lubrificante. Preferibilmente detta quantit? varia da circa l' 1 circa il 10% in peso della composizione totale di olio lubrificante.

L'olio lubrificante finito pu? essere uni- o multigrade. Gli oli lubrificanti multigrade si preparano aggiungendo miglioranti dell'indice di viscosit? (Vi). I miglioranti tipici dell'indice di viscosit? sono i polialchil metacrilati, i copolimeri di.etilene propilene, i copolimeri di. stirene diene, e simili. Sono pure.adatti per .1'impiego nelle formulazioni della presente invenzione i cosiddetti miglioranti VI decorati che possiedono propriet? sia disperdenti, sia dirette a migliorare l'indice di viscosit?? L'olio lubrificante usato nelle composizioni della presente invenzione pu? essere costituito da olio minerale o da oli sintetici con viscosit? adatta all'impiego nel basamento dei motori a combustione interna. Gli oli lubrificanti per basamento solitamente hanno una viscosit? d?,circa 1300 est a 0*F a 22,7 est a 210?F (99eC). Gli oli lubrificanti possono essere derivati d'a fonti sintetiche o naturali. L'olio minerale da ueare come l'olio di base ai fini i della presente invenzione, comprende gli oli paraffinici, gli oli naftenici e altri oli che si usano di solito nell composizioni di olio lubrificante. Gli oli sintetici comprendono sia gli oli sintetici idrocarburici, sia gli esteri sintetici. Gli oli idrocarburici sintetici includo no i polimeri liquidi delle alfa-olefine aventi la corret ta visebsit?. Sono specialmente utili gli oligomeri liqui di idrogenati delle alfa olefine quali 11 -decene trimero? Analogamente, si possono usare gli alchil benzeni aventi la giusta viscosit?, quale il didodecilbenzene? Fra gli esteri sintetici utili vanno compresi gli esteri degli acidi monocarbossilic? e pollcarbossillcl? nonch? i monoidroasi alcanoli e polioli. Esempi tipici sono l'adipato di dodecile, il tetracaproato d? pentaeritritolo, 1*adipeto d? di-2-etilesile, il dilaurilsetaceto e simili Possono anche essere usati gli esteri complessi preparati da miscele d? acido mono e dicarbossilico e di mono e di? idrossi alcanoli.

Sono parimenti utili le miscele di ol? idrocarburici con oli sintetici. Ad esempiof miscele al 10/25% in peso di 1-decene trimer? idrogenato col 75/.90% in peso di olio minerale 150 SUS (100eF) ( 38?C ) danno una eccellente

base olio,lubrificante.

Sono pure compresi nell?ambito della presente invenzione i concentrati di additivi. Nella forma additivo concentrato, 1?acido grasso borato di glicerolo ? presente in una con? contrazione variabile dal 5 al 50% in peso.

Nella formulazione possono essere presenti altri additivi comprendenti inibitori della ruggine, inibitori della schiuma, inibitori della corrosione, disattivanti di metall?, abbassanti del punto di scorrimento, antiOBs?danti, e una variet? d? altri additivi ben noti.

I seguenti esempi, riportati per illustrare specificamente l'invenzione, vanno considerati a titolo unicamente indicativo e non limitativo dell'invenzione stessa.

Esempio 1

In un recipiente di reazione da cinque.litri sono stati introdotti 1050 grammi (4 moli) di C?15-18aloano_1,2 diolo 272 grammi (4?4 moli) di acido borico e 1500 grammi di xilene. La miscela di reazione agitata ? stata riscaldata a ricadere per 90 ore. Al tenrmine di questo periodo sono stati raccolti 191 mi di acqua. La miscela di reazione ? stata raffreddata, filtrata e il solvente rimosso sotto vuoto, ottenendosi 1150 grammi di prodotto contenente il 6,5% di boro.

Esempio 2

Sono state condotte prove le quali dimostrano gli aumenti; in eeonoida di combustibile ottenuti applicando le composizioni di olio lubrificante secondo la presente invenzione; al basamento dei motori di automobile.

Nella presente prova, un motore Oldsmobile, cilindrata 350 poll.oubi (5735 cc ) ? stato fatto marciare con un dinamometro. Il sistema di lubrificazione era predisposto in modo da assicurare al motore la oorretta lubrificazione permettendo inoltre di cambiare l'olio senza arrestare il motore stesso. E' stato usato fondamentalmente un sistema a coppa secca con una pompa esterna che provvedeva a lubrificare il motore. Tale pompe era collegata attraverso valvole a quattro coppe esterne. Il posizionamento delle valvole determinava la eccita dell'olio usato.

Questa prova ? stata ripetuta pi? volte Botto condizioni costanti con l'olio..di base e poi col medesimo olio contenente lo.0,5%,.1*1% e il 2% in peso dell? ,2-alcano_dio?-lo C preparato eecondo l'Esempio 1. i miglioramenti , per cento nel risparmio di combustibile usando le composi? zioni dell'invenzione nei confronti dell'olio base, sono indicati nella Tabella I

Tabella I

Economia di combustibile rispetto alle concentrazioni di base del campione.

I confronti descritti sopra sono .stati effettuati con olio Chevron 20N/80N completamente formulato, contenente il 3,5% di una poliisobutenil-succinimmide di tetraetilenpentammina, 30 mmoli/kg di idrocarbil-solfonato di magnesio iperbasico, 20 mmoli/kg di .propilen-fenato di calcio solforato iperbasico, .18 mmoli/kg di 0,0-di(2-etilesil) ditiofosfa.to di zinco, e il .5,5% di un migliorante dell'indice di viscosit? a base di polimetacrilato.

Sono pure efficaci ai fini (iella riduzione del consumo di combustibile nei motori a combustione interna, gli oli per basamento formulati, contenenti ciascuno il 2% in peso di 1 ,2-alcano diolo C 18 -C20. borato, di 1 ,2? dodecanodiolo borato o 1,2-esadecanodiolo borato, in luogo del C -C

1,2-alcano diolo borato dell'Esempio 1, nelle succitate i formulazioni.

Esempio 3

Sono stati preparati oli formulati contenenti l'1% in peso dell'alcano diolo borato C.15-C18 di oui all?Esempio 1. e gli oli cosi ottenuti sono stati provati secondo il metodo di prova "Sequence III D"("ASTM SPECIAL TECHNICAL PUBLICAT?ON 315H?) e in una prova motore L?38.

I confronti in ciascuna prova sono stati effettuati usando; una base formulata e "RPM 10W30" contenente il 3?5% di una polii sobutenll succinimmide della trietilentetramraina, 30 mmoli/kg idrocarbil solfonato di magnesio iperbasico, 20 m inoli/kg alchil fenolo solforato iperbasico, 16 m moli/kg di(2-etilesil)ditiofosfato di zinco e il 5? 5% di un migliorante dell'indice di viscosit? a base metacrilato.

A. Prova di Sequenza III ?

Lo scopo della prova ? quello di stabilire l?effetto esercitato dagli additivi sulla veloolt? di ossidazione dell1 olio e sull'usura delle camme e alzavalvole nel meccanismo di distribuzione dei motori a combustione interna, a temperature relativamente elevate (temperatura dell'olio in massa durante le prove, circa 149?C).

In questa prova, un motore Oldsmobile, cilindrata come all'Esempio 2, ? stato fatto lavorare alle condizioni seguenti:

Scambiatore calore sfiato ricircolazione a 100eP( 37,8?C) L'efficacia dell'additivo ? misurata dopo 64 ore in termini di usura albero a camme e alzavalvole e aumento % della viscosit?. I risultati sono riportati nella Tabella II.

B? Prova motore L? 38

Questa prova viene condotta per la durata di 40 ore usando un motore CLR ad 1 cilindro, con una velocit? del motore di 3150 giri/minuto. Lo scopo della prova ? quello di stabilire se gli additivi aono, o no, corrosivi nei confronti dei cuscinetti di rame-piombo. I risultati sono riportati nella .Tabella III

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI

   in cui R ? un alchile contenente da 8 a 28 atomi di carbonio e relative miscele,
2. 2. Il composto secondo la rivendicazione 1 in cui R ? un alchile conten?nte da 8 al8 atomi di carbonio.
3. 3. Il composto secondo la rivendicazione 1 in cui R ? una miscela di gruppi alchilici contenenti da 13 al? atomi di carbonio.
4. 4. Un olio,lubrificante formulato per l'uso nel basamento di un motore a combustione interna allo scopo di migliorare il consumo di combustibile di detto motore, comprendente un quantitativo principale di un olio lubrificante ed un quantitativo sufficiente a ridurre l'attrito di un 12-alcan diolo borato di formula

   in cui R ? un alchilo contenente da 8 a 28 atomi di carbonio.
5. 5. L'olio lubrificante secondo la rivendicazione 1 in cui detto gruppo R dell'1,2-alcan diolo borato contiene da 8 a 18 atomi di carbonio.
6. 6. L'olio lubrificante secondo la rivendicazione 4 in cui detto gruppo R dell' 1,2-alcan diolo borato ? una miscela di gruppi alchilici contenenti da 13 a 16 atomi di carbonio.
7. 7. Olio lubrificante formulato per l'impiego nel basamento dei motori a combustione interna allo scopo di ridurre il consumo di combustibile di detti motori, in cui

   (a) una quantit? maggiore di un olio con viscosit? lubrificante e, (U) una quantit? utile di ciascuno dei seguenti ingredienti:

   1. una alchenil succinimmide o alchenil succinato o

   loro miscele?

   - 2? un sale d? metallo del gruppo II di un soldo dlidr?? cerbil ditiofosforico?

   - 3. un idrocarbilsolfonato d? metalli alcalino o alcalino terroso? neutre o iperbasico o relative inisoele? -4. un fenato alohilato? di metallo alcalino o alcalino terroso? neutro o iperbasioo, o le relative miscele? e - 5. un modificante dell'attrito costituito da un 1,2-alcano diolo a lunga catena,borat ?della formula
8. 8. Formulazione di olio lubrificante secondo la rivendicasione 7? oaratterizzata da ci? che

   (1) detta alcbenil sucoiniromide ? una poliisobutenll euooinimmide di una polialohilen poliammina, e detto'alohenil suoo?nato ? un poliisebutenil sucoinato di un aleool poliidrico)

   (2) detto sale metallico dell'acido diidrocarbil ditiofosforico ? dialchil ditiofosfato di zinco? nel quale il gruppo alohilico contiene 4 a 12 atomi di carbonio

   (3) detto metallo del solfonato di metallo alcalino o alcalino terroso neutro o iperbaeioo ? il calcio? il magnesio o il bario o miscele dei medesimi}

   (4) detto metallo del fenato di metallo alcalino o alcalino terrose neutro o iperbasieo ? costituito da calcio, magnesio o bario}

   (5) detto gruppo R dell'1,2?alcano d?olo borato ?.alchile oontenente da 8 a 18 atomi di carbonio.
9. 9. Formulazione di olio lubrificante secondo la rlvendicazione , caratterizzata da cio che

   (1) detta alchenil sucoinimmide ? una poliisobutenil succinidunide di trietilentetrammina o una poliisobutenilsueoinimmide della tetraetilenpentamminaff e detto alehenll auooinato ? un poliisobutenil succinato di pentaeritritolo} (2) detto sale metallico dell'acido diidrocarbll ditiofosforioo ? lo 0,0?di(2-etilesil)ditiofosfato di zinco 0,0-di(isobutil/misto primario esil}ditiofosfato di zinco, oppure 0,0-di(seo-butil/misto seoondario esil) ditiofoefato di zinco;

   (3) detto sale metallico del solfonato ? un idrocarbil solfonato di magnesio o di caloio, iperbasico

   (4) detto sale metallico del fenato ? un fenato monoalchilato di caloio o di magnesio solforato, iperbasico

   (3) d?tto gruppo R dell'1,2-alcano diolo ? una miscela Ai gruppi alohilici contenenti da 13 a 16 atomi di carbonio.

   10?Metodo per ridurre il consumo di combustibile d? un motore a combustione interna, caratterizzato da ol? che consiste nel trattare le superfici in movimento relativo di detto motore con una composizione secondo la rivendica zione 4-o I.