FR2890078A1 - Composition d'additifs fluide et compositions de lubrifiants et carburants la contenant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une composition d'additifs fluide comprenant une quantité stabilisante efficace d'au moins un dispersant qui comprend une proportion supérieure ou égale à 50 % de vinylidène terminal, et qui est un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle et d'au moins une amine.La composition d'additifs fluide est utilisée dans des compositions lubrifiantes ou compositions de carburants. Domaine d'application : Utilisation de cette composition d'additifs fluide pour améliorer la stabilité au stockage des compositions lubrifiantes et compositions de carburants et améliorer le fonctionnement d'un véhicule à moteur.

Description

Le présent mémoire concerne une composition d'additifs fluide comprenant

une quantité stabilisante efficace d'au moins un dispersant comprenant une quantité supérieure ou égale à 50 % de vinylidène terminal, dans laquelle ledit au

moins un dispersant est un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle et d'au moins une amine. La composition d'additifs fluide peut être ajoutée à des compositions de lubrifiants et de carburants pour améliorer, par exemple, la stabilité.

Des formulations d'additifs peuvent être utilisées pour préparer des carburants et lubrifiants finis, y compris des fluides pour transmissions automatiques. Si les constituants dans la formulation ne sont pas compatibles, la formulation peut subir une séparation de phases ou présenter des signes de non-homogénéité. Par exemple, les formulations sont produites et ensuite transportées à des emplacements éloignés où elles sont habituellement stockées jusqu'à leur utilisation. Les temps combinés de transit et de stockage peuvent être égaux à des mois ou des années.

Afin de formuler convenablement le carburant ou le lubrifiant, la formulation d'additifs doit être stable au stockage et rester homogène, ou au moins substantiellement homogène, avec tous les constituants présents en solution. Certains dispersants et agents améliorant l'indice de viscosité posent des problèmes de stabilité, tels qu'une séparation lorsque ces deux types sont incorporés à la formulation d'additifs. En conséquence, il existe un besoin de compositions d'additifs présentant une stabilité satisfaisante.

Suivant diverses formes de réalisations, il est proposé une composition d'additifs fluide comprenant une quantité stabilisante efficace d'au moins un dispersant comprenant une quantité égale ou supérieure à 50 % de vinylidène terminal, dans laquelle ledit dispersant est un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle et d'au moins une amine.

Des objectifs et avantages supplémentaires du mémoire apparaîtront en partie dans la description suivante, et seront en partie manifestes d'après la description, ou bien il est possible d'en prendre connaissance par la mise en pratique du mémoire. Les objectifs et avantages du mémoire seront réalisés et atteints au moyen des éléments et combinaisons soulignés particulièrement dans les revendications annexées.

Il doit être entendu que la description générale

précédente et la description détaillée suivante sont seulement illustratives et explicatives et ne limitent pas la description du présent mémoire, de la manière revendiquée.

Suivant le présent mémoire, il est proposé une composition d'additifs fluide comprenant une quantité stabilisante efficace d'au moins un dispersant comprenant une quantité supérieure ou égale à 50 % de vinylidène terminal, dans laquelle ledit dispersant est un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle et d'au moins une amine.

Le dispersant décrit ici peut comprendre des amines acylées, c'est-à-dire un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle, par exemple d'agents acylants carboxyliques à substituants hydrocarbyle, et d'au moins une amine caractérisée par la présence dans sa structure d'au moins un atome d'azote de groupe amino. L'amine acylée peut être préparée d'une manière bien connue en faisant réagir un excès stoechiométrique de ladite au moins une amine avec au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle. Cela signifie qu'une quantité supérieure à environ 1 équivalent de ladite au moins une amine peut être amenée à réagir avec chaque équivalent d'acide carboxylique dudit au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle. Dans certaines formes de réalisation, une quantité d'environ 1,0 à environ 8, par exemple d'environ 1,2 à environ 7, et à titre d'exemple supplémentaire d'environ 1,4 à environ 6 équivalents de ladite au moins une amine peut être amenée à réagir avec chaque équivalent de groupes carboxyliques dudit au moins un agent acylant.

Ledit au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle utilisé pour préparer ledit au moins un dispersant peut être essentiellement une polyoléfine, ayant la polydispersité et d'autres caractéristiques décrites ci-dessous; en général, cet agent a une moyenne en nombre du poids moléculaire d'environ 600 à environ 5000, par exemple d'environ 700 à environ 3000, et à titre d'exemple supplémentaire d'environ 800 à environ 2500. Le groupe hydrocarbyle peut être dérivé d'un polyalcène, comprenant des homopolymères et interpolymères de monomères oléfiniques, ayant environ 2 à environ 16, par exemple environ 4 à environ 6 atomes de carbone, et de leurs mélanges. Dans une forme de réalisation, le polyalcène peut être le polyisobutène.

Les polymères utiles dans la préparation des dispersants de la présente invention peuvent être des polyisobutylènes ayant une valeur de Mn supérieure à environ 300. Pour l'isobutylène en C4, cela correspond à un degré moyen de polymérisation (dp) d'environ 5,3. La valeur de Mn du polyisobutylène peut être égale à au moins environ 500, par exemple d'environ 1000 à 5000 et à titre d'exemple supplémentaire d'environ 2000 à environ 5000. Les polymères, qu'il s'agisse de polyisobutylènes ou d'autres polyoléfines, peuvent ne pas avoir de fraction de bas poids moléculaire étendue. Cela signifie qu'ils peuvent comprendre une proportion inférieure à environ 10 %, par exemple inférieure à environ 5 % et à titre d'exemple supplémentaire inférieure à environ 3 % en poids d'une fraction ayant une moyenne en nombre du poids moléculaire inférieure à environ 350, par exemple inférieure à environ 500 et à titre d'exemple supplémentaire inférieure à environ 800 unités.

De telles substances peuvent être utiles lorsqu'elles sont utilisées dans des réactions pour alkyler l'anhydride maléique et pour une transformation ultérieure en dérivés afin de former les dispersants décrits ici. Outre des 2890078 4 polyisobutylènes, d'autres oléfines en C2 à C30 et leurs dérivés peuvent être utilisés dans l'invention, tout comme le styrène et ses dérivés, des diènes conjugués tels que le butadiène et l'isoprène et des polyènes non conjugués.

Des polymères utiles peuvent être dérivés de monomères oléfiniques en C2 à Cu), de leurs mélanges et de leurs dérivés. Suivant cette terminologie, le styrène et ses dérivés représentent une oléfine en C2 substituée avec un groupe phényle. Dans une forme de réalisation, les polymères peuvent être des vinylidènes terminaux, par exemple un a-vinylidène représenté par la formule générale suivante: dans laquelle R peut représenter H ou un groupe hydrocarboné.

Dans une forme de réalisation, un polyisobutylène ayant une forte concentration en vinylidène terminal, par exemple une concentration supérieure ou égale à 50 % en vinylidène terminal, peut être utilisée. Il est considéré, sans être limité par une quelconque théorie particulière, que des polymères comprenant une forte concentration de vinylidène terminal peuvent être plus réactifs que des polymères comprenant une faible concentration en vinylidène terminal, par exemple une concentration inférieure à 50 %.

Des monomères oléfiniques utiles desquels peuvent être dérivées les polyoléfines décrites ici comprennent, mais à titre non limitatif, des monomères oléfiniques polymérisables caractérisés par la présence d'au moins une double liaison insaturée, ce qui signifie qu'ils peuvent être des monomères mono-oléfiniques tels que l'éthylène, le propylène, le butène-1, l'isobutylène et l'octène-1 ou des monomères polyoléfiniques (habituellement des monomères dioléfiniques) tels que le butadiène-1,3 et l'isoprène). Dans une forme de réalisation, le monomère peut être l'isobutylène.

Ces monomères oléfiniques peuvent être des oléfines terminales polymérisables; c'est-à-dire des oléfines caractérisées par la présence dans leur structure du groupe --R'-CH=CH2, dans lequel R' peut représenter H ou un groupe hydrocarbyle. Cependant, des monomères oléfiniques internes polymérisables (désignés parfois dans la littérature des brevets sous le nom d'oléfines médianes) caractérisés par la présence dans leur structure du groupe: peuvent également être utilisés pour former les polyalcènes. Lorsque des monomères oléfiniques internes sont utilisés, ils sont habituellement utilisés avec des oléfines terminales pour produire des polyalcènes qui sont des interpolymères. Aux fins de ce mémoire, lorsqu'un monomère oléfinique polymérisé particulier peut être classé à la fois dans les oléfines terminales et dans les oléfines internes, il sera considéré qu'il consiste en une oléfine terminale. Ainsi, par exemple, il est considéré que le pentadiêne-1,3 (c'est-à-dire le pipérylène) est une oléfine terminale aux fins de ce mémoire.

Bien que les polyalcènes utilisés ici puissent être des polyalcènes hydrocarbonés, ils peuvent comprendre des groupes hydrocarbonés substitués tels que des groupes alkoxy inférieurs et carbonyle, sous réserve que les groupements non hydrocarbonés n'interfèrent pas substantiellement avec les réactions de fonctionnalisation décrites ici. Dans une forme de réalisation, ces groupes hydrocarbonés substitués ne peuvent pas habituellement représenter plus de 10 % en poids du poids total des polyalcènes. Comme le polyalcène peut comprendre de tels substituants non hydrocarbonés, il est manifeste que les monomères oléfiniques à partir desquels les polyalcènes peuvent être préparés peuvent contenir également de tels substituants. Cependant, habituellement, pour des raisons pratiques et de coût, les monomères oléfiniques et les polyalcènes peuvent être dépourvus de groupes non hydrocarbonés (de la manière utilisée ici, le terme "inférieur", lorsqu'il est utilisé avec un groupe chimique, par exemple dans l'expression "alkyle inférieur" ou "alkoxy inférieur", est destiné à désigner des groupes ayant jusqu'à sept atomes de carbone).

Bien que les polyoléfines utiles ici puissent comprendre des groupes aromatiques (tels que des groupes phényle et des groupes phényle à substituants alkyle inférieur et/ou alkoxy inférieur tels que le groupe para-(tertiobutyle)-phényle) et des groupes cycloaliphatiques tels que ceux qui seraient obtenus à partir d'oléfines cycliques polymérisables ou d'oléfines acryliques polymérisables à substituants cycloaliphatiques, les polyalcènes peuvent habituellement être dépourvus de tels groupes. De nouveau, comme des groupes aromatiques et des groupes cycloaliphatiques peuvent être présents, les monomères oléfiniques à partir desquels les polyalcènes sont préparés peuvent contenir des groupes aromatiques et des groupes cycloaliphatiques.

Des exemples spécifiques de monomères oléfiniques terminaux et de monomères oléfiniques internes qui peuvent être utilisés pour préparer les polyalcènes décrits ici comprennent le propylène, le butène-1, le butène-2, 1'isobutylène, le pentène-1, 1'hexène-1, 1'heptène-1, l'octène1, le nonène-1, le décène-1, le pentène-2, le tétramère de propylène, le diisobutylène, le trimère d'isobutylène, le butadiène-1,2, le butadiène-1, 3, le pentadiène-1,2, le pentadiène-1,3, l'isoprène, 1'hexadiène-1,5, le 2-chloro-butadiène-1,2, le 2-méthyl-heptène-1, le 3-cyclohexyl-butène-1, le 2-méthyl-5-propyl-hexène-1, le pentène-3, 1'octène-4, le 3,3-diméthylpentène-1, le styrène, le 2,4-dichlorostyrène, le divinylbenzène, l'acétate de vinyle, l'alcool allylique, l'acétate de 1-méthyl-vinyle, l'éther éthylique de vinyle et la méthyl-vinyl-cétone.

Parmi ceux-ci, les monomères polymérisables hydrocarbonés peuvent être utilisés dans une forme de réalisation. Par exemple, parmi ces monomères hydrocarbonés, les monomères oléfiniques terminaux peuvent être utilisés dans une autre forme de réalisation.

Des polymères utiles formés ici peuvent comprendre, mais à titre non limitatif, des homopolymères et inter-polymères alpha-oléfiniques, et des copolymères et terpolymères éthylène/alpha-oléfine. Des exemples spécifiques de polyalcènes comprennent, mais à titre non limitatif, le polypropylène, le polybutène, un copolymère éthylène-propylène, un copolymère éthylène-butène, un copolymère propylène-butène, un copolymère styrène-isobutylène, un copolymère isobutylène-butadiène-1,3, un copolymère propène-isoprène, un copolymère isobutylènechloroprène, un copolymère isobutylène-(para-méthyl)styrène, un copolymère d'hexène-1 avec l'hexadiène-1,3, un copolymère d'octène-1, un copolymère de 3,3diméthyl-pentène-1 avec l'hexène-1 et un terpolymère d'isobutylène, de styrène et de pipérylène. Des exemples plus spécifiques de ces interpolymères comprennent, mais à titre non limitatif, un copolymère de 95 % (en poids) d'isobutylène avec 5 % (en poids) de styrène, un terpolymère de 98 % d'isobutylène avec 1 % de pipérylène et 1 % de chloroprène, un terpolymère de 95 % d'isobutylène avec 2 % de butène-1 et 3 % d'hexène-1, un terpolymère de 60 % d'isobutylène avec 20 % de pentène-1 et 20 % d'octène-1, un terpolymère de 90 % d'isobutylène avec 2 % de cyclohexène et 8 % de propylène et un copolymère de 80 % d'éthylène et 20 % de propylène. Le brevet des E.U.A. n 5 334 775 décrit des polymères à base polyoléfinique de nombreux types et leurs précurseurs monomères et est cité ici à titre de référence pour cette

description.

Les quantités relatives de motifs terminaux dans les polyisobutylènes classiques et les polyisobutylènes à haute teneur en vinylidène peuvent être déterminées d'après les spectres de 1H-RMN établis en utilisant un appareil Bruker AMX 500 MHz et un logiciel UXNMRP pour l'élaboration des spectres. Le poids moléculaire des polymères peut être déterminé par CPG sur un appareil WATERS' 2000 fonctionnant avec un solvant consistant en tétrahydrofuranne (phase mobile). Un polyisobutylène connu peut être utilisé comme échantillon de référence. Les valeurs de Mn (moyenne en nombre du poids moléculaire) et M, (moyenne en poids du poids moléculaire) peuvent être déterminées d'après les résultats comparatifs des volumes d'élution. Les valeurs de poids moléculaire des polymères peuvent varier en fonction du degré de polymérisation (dp) de ce polymère. L'intervalle de dp peut aller d'environ 6 à environ 350 ou même plus.

Les agents acylants carboxyliques à substituants hydrocarbyle décrits ici peuvent être préparés par réaction d'au moins un des polyalcènes décrits ci-dessus avec au moins un réactif carboxylique insaturé. Les réactifs carboxyliques insaturés peuvent comprendre des acides carboxyliques insaturés proprement dits et leurs dérivés fonctionnels, tels que des anhydrides, des esters, des amides, des imides, des sels, des halogénures d'acyle et des nitriles. Les réactifs carboxyliques insaturés comprennent des acides mono-, di-, tri- ou tétracarboxyliques. Des exemples de monoacides insaturés utiles comprennent, mais à titre non limitatif, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide cinnamique, l'acide crotonique et l'acide 2-phénylpropénoïque. Des polyacides carboxyliques insaturés comprennent, mais à titre non limitatif, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide mésaconique, l'acide itaconique et l'acide citraconique; leurs anhydrides peuvent être utilisés. Par exemple, dans une forme de réalisation, il est possible d'utiliser l'anhydride maléique. Des équivalents réactifs de ces anhydrides comprennent, mais à titre non limitatif, les dérivés précités, par exemple des acides, des esters, des hémi-esters, des amides, des imides, des sels, des halogénures d'acyle et des nitriles, qui peuvent servir également d'agents acylants. Un autre acide convenable peut être l'acide glyoxylique, qui peut être amené à réagir avec le polymère de la manière décrite dans le brevet des 2890078 9 E.U.A. n 5 912 213, dont le mémoire descriptif est cité ici à titre de référence. Des équivalents réactifs d'acide glyoxylique, comprenant des esters et lactones, ainsi que d'autres substances décrites dans le brevet des E.U.A.

précité, peuvent également être utilisés.

Ledit au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle peut être préparé en faisant réagir au moins un des polyalcènes avec, par exemple, un excès stoechiométrique d'un réactif acylant carboxylique tel que l'anhydride maléique. Cette réaction peut donner un agent acylant carboxylique substitué dans lequel le nombre de groupes succiniques, pour chaque poids équivalent du groupe hydrocarbyle, peut aller d'environ 1,3 à environ 5, par exemple d'environ 1,4 à environ 4,5 et à titre d'exemple supplémentaire d'environ 1,5 à 3,5. Cela signifie que ces agents acylants peuvent être caractérisés par la présence d'au moins 1,3 groupe succinique pour chaque poids équivalent de groupe servant de substituant. Aux fins de ce calcul, il est possible de considérer que le nombre de poids équivalents des groupes servant de substituants est le nombre correspondant au quotient obtenu en divisant la valeur de Mn (moyenne en nombre du poids moléculaire) de polyalcène duquel le substituant est dérivé par le poids total des groupes servant de substituants présents dans l'agent acylant succinique substitué.

Il est également possible que l'agent acylant puisse être préparé de telle sorte que le nombre de groupes succiniques pour chaque équivalent du groupe hydrocarbyle puisse être inférieur à 1,3.

Lors de la formation de l'agent acylant à substituant hydrocarbyle, les conditions pour la réaction du polymère oléfinique avec le réactif acylant tel que l'anhydride maléique, et les concentrations relatives de ces constituants, doivent, par exemple, être suffisantes pour qu'une proportion dominante du polymère oléfinique ait réagi avec au moins une molécule du réactif acylant. Par exemple, pour des 2890078 10 performances optimales du dispersant, une proportion non supérieure à 30 % en poids, par exemple non supérieure à 25 % en poids et à titre d'exemple supplémentaire non supérieure à 20 % en poids de polyisobutylène ou d'un autre polymère oléfinique doit rester sans réaction dans l'agent acylant résultant et, ensuite, dans le dispersant résultant. La détermination des conditions pour assurer un degré suffisant de réaction peut être du domaine de l'homme de l'art.

Des dispersants peuvent être préparés en faisant réagir l'agent acylant à substituant hydrocarbyle avec une amine, un alcool ou leurs mélanges. Les amines utilisées pour préparer les dispersants peuvent être des amines primaires, secondaires ou tertiaires. Dans une forme de réalisation, une polyamine décrite dans le brevet des E.U.A. n 4 234 435 de la colonne 21, ligne 4 à la colonne 27, ligne 50, peut être utilisée. Les amines peuvent être des polyamines hétérocycliques ou des alkylènepolyamines. Les alkylènepolyamines peuvent être représentées par la formule H(RI)N(alkylène-N(RI), dans laquelle chaque groupe R1 peut représenter indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupe aliphatique ou un groupe aliphatique à substituant hydroxy, n peut représenter un nombre entier d'environ 1 à environ 10, et le groupe "alkylène" comprend environ 1 à environ 10 atomes de carbone. Des exemples non limitatifs de ces polyamines comprennent les éthylèneamines, les polyéthylèneamines, telles que l'éthylènediamine, la triéthylènetétramine, la tétraéthylènepentamine, la pentaéthylênehexamine et leurs mélanges, y compris des mélanges complexes du commerce qui comprennent des produits cycliques de condensation. Ces substances sont décrites en détail sous l'en-tête "Ethylene Amines" dans Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 2e édition, Vol. 7, pages 22-37. D'autres mélanges d'amines comprennent des "résidus de polyamines" représentant le résidu résultant de l'entraînement du mélange de polyamines décrit ci-dessus. Dans une autre forme de réalisation, la polyamine peut être une polyamine condensée résultant de la réaction de condensation d'au moins un composé hydroxylique avec au moins un corps réactionnel du type polyamine contenant au moins un groupe amino primaire ou secondaire. De tels produits de condensation sont décrits dans le brevet des E.U.A. n 5 230 714, dont le mémoire descriptif est cité ici à titre de référence. De manière similaire, les amines peuvent être des amino-alcools de n'importe lequel de divers types bien connus.

Des alcools peuvent être utilisés dans la préparation des dispersants décrits ici. Ces dispersants peuvent comprendre des groupes ester. Les alcools convenables peuvent être des alcools aliphatiques, cycloaliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques et peuvent contenir des substituants non hydrocarbonés d'un type qui n'interfère pas avec la réaction des alcools avec l'agent acylant pour la formation de l'ester. Les alcools peuvent être des alcools monohydroxyliques tels que le méthanol, l'éthanol, l'isooctanol, le dodécanol et le cyclohexanol, bien qu'ils puissent être des alcools polyhydroxyliques tels que des alkylènepolyols. Dans une forme de réalisation, ces alcools polyhydroxyliques peuvent comprendre environ 2 à environ 40, par exemple environ 2 à environ 20 atomes de carbone; et environ 2 à environ 10 groupes hydroxyle, par exemple environ 2 à environ 6 groupes hydroxyle. Les alcools polyhydroxyliques peuvent comprendre des éthylèneglycols tels que les di-, tri- et tétraéthylèneglycols, des propylèneglycols, le glycérol, le sorbitol, le cyclohexanediol, l'érythritol et des pentaérythritols, comprenant les di- et tripentaérythritols.

Des désémulsionnants du type polyoxyalkylène-alcool disponibles dans le commerce peuvent également être utilisés comme constituant du type alcool. Ces substances comprennent les produits de réaction de diverses amines organiques, de divers amides d'acides carboxyliques et de divers sels d'ammonium quaternaire avec l'oxyde d'éthylène. Certaines de ces substances sont disponibles sous les noms ETHODUOMEEN TTM, un produit de condensation d'oxyde d'éthylène avec un N-alkyl-alkylènediamine; ETHOMEENTM, des produits de condensation de l'oxyde d'éthylène avec des amines grasses primaires; ETHOMIDTM, des produits de condensation de l'oxyde d'éthylène avec des amides d'acides gras; et ETHOQUADTM, des sels d'ammonium quaternaire polyoxyéthylés tels que des chlorures d'ammonium quaternaire.

Les dispersants décrits ici peuvent être en outre boratés ou traités avec des agents métallisants. La boration du dispersant peut être effectuée par des techniques bien connues, en particulier par réaction du dispersant avec au moins un composé de bore. Des composés de bore convenables comprennent l'acide borique, des esters du type borate et des borates de métaux alcalins ou borates mixtes de métaux alcalins et métaux alcalino-terreux. Ces borates métalliques peuvent être généralement du type borate métallique hydraté en particules et, tout comme d'autres agents de boration, ils sont connus dans ce domaine et ils sont disponibles commercialement. De manière classique, le dispersant peut être chauffé avec de l'acide borique à une température de 50 à 100 C ou de 100 à 150 C. D'une manière similaire, les dispersants peuvent être métallisés ou traités avec des composés contenant des métaux réactifs, tels que des composés de zinc.

La composition d'additifs fluide peut comprendre une quantité stabilisante efficace dudit au moins un dispersant. Par exemple, ledit au moins un dispersant peut être présent dans la composition en une quantité d'environ 1 % à environ 80 %, par exemple d'environ 20 % à environ 70 % et à titre d'exemple supplémentaire d'environ 30 % à environ 60 %, en poids par rapport au poids total de la composition.

Dans des formes de réalisation, une composition lubrifiante peut comprendre la composition d'additifs fluide décrite ici. Par exemple, la composition lubrifiante peut comprendre des fluides convenables pour n'importe quelle application de transmission de puissance, par exemple pour une boîte de vitesses automatique ou une transmission manuelle. En outre, le fluide de transmission peut être utilisé de manière convenable dans au moins une transmission avec un convertisseur de couple à friction, un convertisseur de couple en prise directe, un embrayage de démarrage, et au moins un embrayage de changement de vitesse. Ces transmissions peuvent comprendre des transmissions à quatre, cinq, six et sept vitesses et des transmissions variables de manière continue (à chaîne, à courroie ou à disque). Ces fluides peuvent également être utilisés dans des transmissions manuelles, comprenant des transmissions manuelles automatisées et des transmissions à double embrayage.

Dans des formes de réalisation, la composition lubrifiante peut comprendre également une huile de base. L'huile de base peut être choisie, par exemple, parmi des huiles naturelles telles que des huiles minérales, des huiles végétales, des huiles paraffiniques, des huiles naphténiques, des huiles aromatiques, des huiles synthétiques, leurs dérivés et leurs mélanges. Des huiles synthétiques peuvent comprendre au moins une des huiles consistant en un oligomère d'une alpha-oléfine, un ester, une huile obtenue par un procédé de Fischer-Tropsch, et une huile de traitement de gaz à liquide. L'huile de base peut être présente dans la composition en une quantité dominante. Il est considéré que l'expression "quantité dominante" désigne une quantité supérieure ou égale à environ 50 %.

La composition d'additifs fluide peut comprendre également au moins un additif dans les proportions appropriées pour obtenir ainsi une formulation d'additifs multifonctionnelle.

Des exemples d'au moins un additif qui peut être utilisé comprennent, mais à titre non limitatif, des dispersants, des détergents, des antioxydants, des fluides servant de véhicule, des désactivateurs de métaux, des colorants, des marqueurs, des inhibiteurs de corrosion, tels que des inhibiteurs de corrosion du cuivre, des biocides, des additifs antistatiques, des agents réduisant le frottement, des désémulsionnants, des agents antibuée, des additifs antigivre, des additifs antidétonants, des additifs anti-retrait des sièges de soupapes, des additifs d'onctuosité, des additifs extrême pression, des agents améliorant la combustion, des agents améliorant l'écoulement à basse température, des modificateurs de frottement, des agents anti-usure, des agents antimousse, des agents améliorant l'indice de viscosité, des additifs antirouille, des agents de gonflement des joints d'étanchéité, des désactivateurs de métaux et des additifs d'expulsion d'air.

Dans diverses formes de réalisation, une composition lubrifiante peut comprendre la composition d'additifs fluide décrite et au moins un additif décrit ci-dessus. Dans d'autres formes de réalisation, une composition de carburant peut comprendre la composition d'additifs fluide décrite et au moins un additif décrit ci-dessus.

Dans le choix d'au moins un additif, il est important de s'assurer que le ou les additifs choisis soient solubles ou dispersables de manière stable dans une formulation d'additifs et une composition finie, soient compatibles avec les autres constituants de la composition et n'interfèrent pas de manière significative avec les propriétés de performances de la composition, telles que la stabilité au stockage, la longévité de frottement, l'effet antirouille, l'inhibition de corrosion, le pouvoir lubrifiant amélioré, la modification de frottement, larésistance à l'oxydation, l'inhibition de l'usure et la compatibilité avec le plomb améliorées, requises ou désirées, lorsque cela est possible, dans la composition finie totale.

Pour des raisons de commodité, ledit au moins un additif peut être fourni sous forme d'un concentré destiné à une dilution. Un tel concentré fait partie de la présente description et comprend habituellement environ 99 à environ 1 % en poids d'additif et environ 1 à environ 99 % en poids de solvant ou de diluant pour l'additif, solvant ou diluant qui peut être miscible et/ou apte à la dissolution dans une composition fluide, telle qu'un fluide pour transmissions automatiques, dans laquelle le concentré peut être utilisé. Le solvant ou diluant peut être bien entendu une huile minérale (huile paraffinique ou naphténique), une huile aromatique, une huile synthétique ou un de leurs dérivés.

Cependant, des exemples d'autres solvants ou diluants comprennent le white spirit, le kérosène, des alcools (par exemple le 2-éthylhexanol, l'isopropanol et l'isodécanol), des solvants aromatiques à haut point d'ébullition (par exemple le toluène et le xylène) et des agents améliorant l'indice de cétane (par exemple le nitrate de 2-éthylhexyle). Bien entendu, ceux-ci peuvent être utilisés seuls ou sous forme de mélanges.

En général, ledit au moins un additif peut être utilisé en de petites quantités, suffisantes pour améliorer les caractéristiques de performances et les propriétés du fluide de base. Les quantités varient ainsi en fonction de facteurs tels que les caractéristiques de viscosité du fluide de base utilisé et les caractéristiques de viscosité désirées pour le fluide fini, les conditions de fonctionnement auxquelles le fluide fini est destiné et les caractéristiques de performance désirées pour le fluide fini.

On notera que les différents constituants utilisés peuvent être mélangés séparément au fluide de base ou peuvent être mélangés à celui-ci sous forme de diverses sous-combinaisons, si cela est désiré. Habituellement, la séquence particulière de ces étapes de mélange peut ne pas être cruciale. En outre, ces constituants peuvent être mélangés sous forme de solutions distinctes dans un diluant. Cependant, suivant diverses formes de réalisation, les constituants servant d'additifs peuvent être mélangés sous forme d'un concentré, car cela simplifie les opérations de mélange, cela réduit la probabilité d'erreurs de mélange et cela permet de tirer partie des caractéristiques de compatibilité de solubilité conférées par le concentré total.

Dans des formes de réalisation, une composition de carburant peut comprendre la composition d'additifs fluide décrite. Par exemple, une composition de carburant peut comprendre une quantité dominante d'un carburant de base et une petite quantité d'une composition d'additifs fluide. Il est considéré que l'expression "petite quantité" désigne une quantité inférieure à environ 50 %.

Les carburants de base utilisés dans la formulation des compositions de carburants conformes à la présente description comprennent n'importe quels carburants de base pouvant être utilisés convenablement dans le fonctionnement de moteurs à combustion interne à allumage par étincelle, tels que des essences pour moteurs fonctionnant au carburant au plomb et au carburant sans plomb et des essences pour aviation, des carburants diesel et des essences appelées essences reformulées qui contiennent habituellement à la fois des hydrocarbures dans la plage d'ébullition de l'essence et des agents oxygénés de mélange solubles dans les carburants, tels que des alcools, des éthers et d'autres composés organiques convenables contenant de l'oxygène. Des composés oxygénés convenables comprennent, par exemple, le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol, le tertiobutanol, un mélange d'alcools en C. à C5, l'éther méthylique de tertiobutyle, l'éther méthylique de tertioamyle, l'éther éthylique de tertiobutyle et des éthers mixtes. Les composés oxygénés, lorsqu'ils sont utilisés, sont habituellement présents dans le carburant de base en une quantité inférieure à environ 25 % en volume, par exemple en une quantité qui fournit une quantité d'oxygène dans le carburant total comprise dans l'intervalle d'environ 0,5 à environ 5 % en volume.

Les compositions d'additifs fluides, les compositions lubrifiantes et les compositions de carburant décrites ici peuvent entrer en contact avec un injecteur commandé. Des exemples non limitatifs d'injecteurs commandés comprennent des injecteurs d'essence à injection directe, des injecteurs dans le conduit d'admission, des injecteurs de carburant séquentiels dans le conduit d'admission central et des injecteurs à plateau directeur.

Dans diverses formes de réalisation, il est décrit un véhicule comprenant une transmission qui comprend la composition d'additifs fluide, la composition lubrifiante et la composition de carburant décrites. Dans d'autres formes de réalisation, il est décrit des procédés pour améliorer la stabilité au stockage de compositions, telles que des compositions lubrifiantes et compositions de carburants, comprenant l'addition à une composition lubrifiante et à une composition de carburant d'une composition d'additifs fluide décrite ici.

EXEMPLES

Un dispersant ayant un PM égal à 2100 a été préparé à partir d'un polyisobutylène ayant une teneur en vinylidène terminal supérieure à 80 % (forte réactivité) en faisant tout d'abord réagir de l'anhydride maléique avec un polyisobutylène ayant une teneur en vinylidène terminal supérieure à 80 % à des températures élevées. L'anhydride polyisobutylènesuccinique (PISSA) intermédiaire a été en outre amené à réagir avec de la tétraéthylènepentamine en un rapport d'approximativement 2:1 pour produire un dispersant du type bis- succinimide. Le dispersant préparé à partir du polyisobutylène à forte réactivité a été formulé en deux formulations d'additifs fluides pour transmissions automatiques, tout comme le dispersant correspondant préparé à partir d'un polyisobutylène classique. Les formulations d'additifs contenaient les constituants classiques pour réguler le frottement, le moussage, l'usure, l'oxydation, la rouille et la corrosion. En outre, les formulations d'additifs contenaient des polymères du type polyméthacrylate qui jouent le rôle de modificateurs de viscosité. Les compositions des formulations d'additifs et des fluides totalement formulés pour transmissions automatiques qui sont préparés à partir desdites formulations d'additifs sont indiquées ci-dessus.

Tableau 1: Composition des FTA et des formulations d'additifs avec des dispersants à base de PIB. Toutes les 5 valeurs sont mentionnées en pourcentage en poids.

Formulation Formulation Formulation Formulation d'additifs d'additifs d'additifs d'additifs la lb 2a 2b Dispersant à forte réactivité 38,04 55, 6 Dispersant classique 38,04 55,6 Modificateur de viscosité A 19,0 19,0 Modificateur de viscosité B 10,4 10,4 Autres dispersants 3,17 3,17 3,5 3, 5 Détergents 0,70 0,70 1,4 1,4 Modificateurs de frottement 2,0 2,0 4,1 4, 1 Hydrogénophosphite de dibutyle 0,5 0,5 0,56 0,56 Thiadiazole 1,3 1,3 1, 4 1,4 Huile sulfurée 3,5 3,5 Antioxydant 3,2 3,2 1,7 1,7 Constituant secondaire 0,33 0,33 0,55 0,55 Huile diluante 31,7 31,7 17,4 17,4 Huile de base NA NA NA NA Tous les produits ont été stockés à température ambiante. Après 8 semaines, les échantillons ont été examinés. La formulation d'additifs lb avec le dispersant à base de polyisobutylène de forte réactivité était limpide et homogène. Cependant, la formulation d'additifs la préparée avec un dispersant classique s'était séparée en deux phases distinctes. La formulation d'additifs lb avec le polyisobutylène de forte réactivité était placée dans un four à 55 C et stockée pendant 4 semaines. L'étude de cette formulation à la fin de la période de quatre semaines a montré qu'elle était limpide et homogène.

Après 8 semaines, la formulation d'additifs 2b préparée avec le dispersant à base de polyisobutylène à forte réactivité était limpide et homogène. Cependant, la 2890078 19 formulation d'additifs 2a préparée avec le dispersant classique a présenté un trouble et des signes de séparation de phase. Les deux échantillons ont été placés dans un four à 55 C et stockés pendant quatre semaines. L'examen des échantillons après quatre semaines à 55 C a montré que l'échantillon qui utilisait le dispersant préparé à partir d'un polyisobutylène de forte réactivité était limpide et homogène. L'échantillon préparé à partir d'un polyisobutylène classique était trouble et présentait une séparation partielle. Les échantillons ont été stockés pendant un temps supplémentaire de 5 mois à température ambiante. L'examen des échantillons à ce moment a montré que l'échantillon préparé avec le dispersant classique s'était séparé en deux phases distinctes. Cependant, l'échantillon préparé avec le polyisobutylène de forte réactivité est resté limpide et homogène.

Un dispersant ayant un PM égal à 2100 a été préparé à partir d'un polyisobutylène ayant une teneur en vinylidène terminal supérieure à 80 %. Le dispersant a été en outre amené à réagir avec de l'acide borique et de l'acide dérivé du phosphore pour incorporer du bore et du phosphore au dispersant. Le dispersant préparé à partir de polyisobutylène de forte réactivité a été formulé en deux prémélanges avec un modificateur de viscosité et une huile diluante, tout comme le dispersant correspondant préparé à partir d'un polyisobutylène classique. Les prémélanges peuvent être utilisés pour l'incorporation à des FTA totalement formulés ou peuvent être mélangés à d'autres constituants servant d'additifs pour produire la formulation d'additifs achevée.

Les compositions des prémélanges sont indiquées ci-dessous.

Tableau 2: Mélanges modificateur de viscosité - dispersant Dispersant (classique ou HR) 26 Modificateur de viscosité B 26 Huile diluante A 26 Huile diluante B 26 2890078 20 Les prémélanges ont été stockés à température ambiante. Après une semaine, les échantillons ont été examinés. L'échantillon préparé à partir du dispersant qui utilisait un polyisobutylène de forte réactivité était limpide et homogène sans aucun signe de séparation. L'échantillon préparé à partir du dispersant classique s'est séparé. L'échantillon préparé à partir d'un polyisobutylène de forte réactivité a été stocké à 55 C pendant quatre semaines, temps au bout duquel il a été examiné. L'échantillon était limpide et homogène sans aucun signe de séparation.

Les résultats d'essai montrent que les dispersants préparés à partir du polyisobutylène ayant, par exemple, une teneur en vinylidène terminal supérieure à 80 % présentaient une meilleure compatibilité dans les formulations d'additifs que des dispersants préparés à partir d'un polyisobutylène classique. Les formulations qui utilisaient des dispersants à base d'un polyisobutylène de forte réactivité ont été traités pendant des périodes de temps prolongées à température ambiante ou à des températures élevées et sont restées homogènes, sans aucun signe de séparation. Ces formulations peuvent être utilisées pour préparer des fluides de transmission totalement formulés qui possèdent la composition, les propriétés chimiques et les propriétés physiques désirées, tandis que ces mêmes formulations d'additifs préparées à partir de dispersants à base de polyisobutylène classique ne permettent pas une telle préparation. Les résultats montrent également que des mélanges de dispersants à base de polyisobutylène de forte réactivité avec des polymères du type polyméthacrylate sont stables, tandis que des mélanges de dispersants à base classique avec les mêmes polymères du type polyméthacrylate ne sont pas stables.

Aux fins de cette description et des revendications annexées, sauf indication contraire, il doit être entendu que toutes les valeurs numériques désignant des quantités, des pourcentages ou des proportions, et les autres valeurs numériques utilisées dans la description et les revendications sont modifiées dans tous les cas par le terme "environ" ou "approximativement". En conséquence, sauf indication contraire, les paramètres numériques indiqués dans la description suivante et les revendications annexées sont des approximations qui peuvent varier en fonction des propriétés désirées que l'on cherche à obtenir dans la présente invention. Tout au moins, et non à titre de tentative de limiter l'application de la doctrine d'équivalents au cadre des revendications, chaque paramètre numérique doit être au moins envisagé à la lumière du nombre de chiffres indicatifs indiqué et en appliquant les techniques habituelles d'arrondissement.

Bien que les intervalles numériques et paramètres numériques indiquant le cadre large de l'invention soient des approximations, les valeurs numériques indiquées dans les exemples spécifiques sont indiquées aussi précisément que possible. Cependant, n'importe quelle valeur numérique contient de manière inhérente certaines erreurs résultant obligatoirement de l'écart type existant lors de leurs mesures d'essais respectifs. En outre, il doit être entendu tous les intervalles décrits ici comprennent n'importe lesquels et tous les sous-intervalles considérés comme compris dans un ensemble dans le présent mémoire. Par exemple, un intervalle désigné par l'expression "inférieur à 10" comprend n'importe lequel et tous les sous-intervalles entre (et y compris) la valeur minimale zéro et la valeur maximale 10, c'est-à-dire n'importe lequel et tous les intervalles ayant une valeur minimale égale ou supérieure à zéro et une valeur maximale égale ou inférieure à 10, par exemple 1 à 5.

On notera que, de la manière utilisée dans cette description et les revendications annexées, les formes au singulier "un", "une" et "le" et "la", comprennent les références au pluriel, à moins d'une limitation expresse et sans équivoque à une référence. Ainsi, par exemple, la référence à "un succinimide" inclut deux ou plus de deux succinimides différents. De la manière utilisée ici, le terme "inclut" et ses variants grammaticaux sont destinés à être non limitatifs, de telle sorte que l'indication d'entités dans une liste ne soit pas effectuée à l'exclusion d'autres entités similaires qui peuvent être substituées ou ajoutées aux entités énumérées.

Il sera manifeste pour l'homme de l'art que diverses modifications et variantes peuvent être apportées à diverses formes de réalisation décrites ici sans s'écarter de l'esprit ou du cadre des enseignements de la présente invention. Ainsi, il est considéré que les diverses formes de réalisation décrites ici couvrent d'autres modifications et variantes entrant dans le cadre des revendications annexées et de leurs équivalents.

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Claims (26)

REVENDICATIONS

1. Composition d'additifs fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend une quantité stabilisante efficace d'au moins un dispersant comprenant une quantité supérieure ou égale à 50 % de vinylidène terminal, ledit au moins un dispersant étant un produit de réaction d'au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle et d'au moins une amine.

2. Composition d'additifs suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un dispersant est présent dans la composition en une quantité d'environ 1 % à environ 80 % en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence en une quantité d'environ 20 % à environ 70 % en poids par rapport au poids total de la composition.

3. Composition d'additifs suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit au moins un agent acylant à substituant hydrocarbyle est dérivé d'un polyalcène.

4. Composition d'additifs suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le polyalcène est choisi dans le groupe consistant en des homopolymères et interpolymères de monomères oléfiniques comprenant 2 à 16 atomes de carbone.

5. Composition d'additifs suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le polyalcène est le polyisobutène.

6. Composition d'additifs suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le polyalcène est amené à réagir avec au moins un réactif acylant carboxylique, de préférence de l'anhydride maléique.

7. Composition d'additifs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite au moins une amine est choisie dans le groupe consistant en des amines primaires, des amines secondaires et des amines tertiaires.

8. Composition d'additifs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un additif choisi dans le groupe consistant en des dispersants, des détergents, des antioxydants, des fluides servant de véhicule, des désactivateurs de métaux, des colorants, des marqueurs, des inhibiteurs de corrosion, tels que des inhibiteurs de corrosion du cuivre, des biocides, des additifs antistatiques, des agents réduisant le frottement, des désémulsionnants, des agents antibuée, des additifs antigivre, des additifs antidétonants, des additifs anti-retrait des sièges de soupapes, des additifs d'onctuosité, des additifs extrême pression, des agents améliorant la combustion, des agents améliorant l'écoulement à basse température, des modificateurs de frottement, des agents anti-usure, des agents antimousse, des agents améliorant l'indice de viscosité, des additifs antirouille, des agents de gonflement des joints d'étanchéité et des additifs d'expulsion d'air.

9. Composition lubrifiante, caractérisée en ce qu'elle comprend la composition d'additifs fluide de l'une 20 quelconque des revendications 1 à 8.

10. Composition lubrifiante suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une huile de base.

11. Composition lubrifiante suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'huile de base comprend au moins une des huiles consistant en une huile naturelle et une huile synthétique.

12. Composition lubrifiante suivant la revendication 11, caractérisée en ce que l'huile naturelle comprend au moins une des huiles consistant en une huile minérale et une huile végétale.

13. Composition lubrifiante suivant la revendication 11, caractérisée en ce que l'huile synthétique comprend au moins une des huiles consistant en un oligomère d'une alpha-oléfine, un ester, une huile obtenue par un procédé de Fischer-Tropsch, et une huile de traitement de gaz à liquide.

14. Composition lubrifiante suivant l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que l'huile de base est présente dans la composition en une quantité dominante.

15. Composition lubrifiante suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce qu'elle est apte à l'utilisation dans une transmission utilisant au moins un des systèmes consistant en un convertisseur de couple à friction, un convertisseur de couple en prise directe, un embrayage de démarrage, et au moins un embrayage de changement de vitesse.

16. Composition lubrifiante suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce que le fluide est apte à l'utilisation dans une transmission variable de manière continue du type à courroie, à chaîne ou à disque.

17. Composition lubrifiante suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce qu'elle est un fluide de transmission de puissance.

18. Composition lubrifiante suivant la revendication 17, caractérisée en ce que le fluide de transmission de puissance est un fluide pour transmissions automatiques ou manuelles.

19. Véhicule comprenant une transmission, caractérisé en ce que la transmission comprend la composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou la composition lubrifiante suivant l'une quelconque des revendications 9 à 18.

20. Procédé pour améliorer la stabilité au stockage d'une composition lubrifiante, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition à une composition lubrifiante d'une composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.

21. Procédé pour améliorer la stabilité au stockage d'une composition de carburant, caractérisé en ce qu'il 2890078 26 comprend l'addition à une composition de carburant d'une composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.

22. Composition de carburant, caractérisée en ce 5 qu'elle comprend: a) un carburant de base en une quantité dominante et b) une composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 en une petite quantité.

23. Véhicule comprenant un moteur, caractérisé en ce que le moteur comprend la composition de carburant de la revendication 22.

24. Moteur, caractérisé en ce qu'il effectue la combustion de la composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou de la composition de carburant de la revendication 22.

25. Injecteur actionné, caractérisé par sa mise en contact avec la composition d'additifs fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou la composition de carburant de la revendication 22.

26. Injecteur suivant la revendication 25, caractérisé en ce que l'injecteur actionné est choisi dans le groupe consistant en des injecteurs d'essence à injection directe, des injecteurs dans le conduit d'admission, des injecteurs de carburant séquentiels dans le conduit d'admission central et des injecteurs à plateau directeur.