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EP3990588B1 - Utilisation d'un composé de type amine aromatique ou phénol stériquement encombré à titre d'additif anticorrosion dans une composition lubrifiante destinée à un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride - Google Patents

Utilisation d'un composé de type amine aromatique ou phénol stériquement encombré à titre d'additif anticorrosion dans une composition lubrifiante destinée à un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride Download PDF

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EP3990588B1
EP3990588B1 EP20736272.4A EP20736272A EP3990588B1 EP 3990588 B1 EP3990588 B1 EP 3990588B1 EP 20736272 A EP20736272 A EP 20736272A EP 3990588 B1 EP3990588 B1 EP 3990588B1
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EP
European Patent Office
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amine
chosen
group
alkyl
sterically hindered
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EP20736272.4A
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Shimin Zhang
Hakim EL-BAHI
Julien Guérin
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TotalEnergies Onetech SAS
Original Assignee
TotalEnergies Onetech SAS
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Publication date
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    • C10N2040/25—Internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to the field of lubricating compositions for a propulsion system of an electric or hybrid vehicle. It relates more particularly to the use of compounds having at least one sterically hindered amine or phenolic function, to improve the anti-corrosion properties of a lubricating composition incorporating one or more amine anti-wear additive(s) and/or sulfur(s).
  • electric vehicle within the meaning of the present invention is meant a vehicle comprising an electric motor as the sole means of propulsion, unlike a hybrid vehicle which comprises a combustion engine and an electric motor as combined means of propulsion. .
  • propulsion system within the meaning of the present invention, we mean a system comprising the mechanical parts necessary for the propulsion of an electric vehicle.
  • the propulsion system thus includes more particularly an electric motor, or the rotor-stator assembly of the power electronics (dedicated to speed regulation), a transmission and a battery.
  • lubricating compositions also called “lubricants”
  • lubricants for the main purposes of reducing the friction forces between the different parts of the propulsion system. of the vehicle, particularly between moving metal parts in the engines.
  • These lubricating compositions are also effective in preventing premature wear or even damage to these parts, and in particular to their surface.
  • a lubricating composition is conventionally composed of one or more base oil(s), to which are generally associated several additives dedicated to stimulating the lubricating performance of the base oil, such as for example friction modifier additives, but also to provide additional performance.
  • anti-wear additives are considered in order to reduce the wear of the mechanical parts of the engine, and thus prevent a deterioration in the durability of the engine.
  • anti-wear additives among which we can cite for example dimercaptothiadiazoles, polysulphides, in particular sulfur olefins, amine phosphates, or even phospho-sulphur additives, such as metal alkyl thiophosphates, in particular. particularly zinc alkylthiophosphates, and more specifically zinc dialkyldithiophosphates or ZnDTP.
  • amine and/or sulfur-containing anti-wear agents are particularly favored, such as dimercaptothiadiazoles, zinc dithiophosphate or even polysulphides.
  • amine and/or sulfur anti-wear additives such as dimercaptothiadiazoles
  • the corrosion problem is particularly critical in electric propulsion systems.
  • corrosion can lead to a risk of damage to the winding of the stator and rotor, sensors in the propulsion system, solenoid valves in the hydraulic system, but also bearings located between the rotor and the stator of a motor.
  • electrical generally based on copper, and therefore particularly sensitive to corrosion, or even seals or varnishes present in the propulsion system.
  • the present invention aims precisely to overcome this drawback.
  • the lubricant be insulating in order to avoid any failure of the electrical components.
  • a conductive lubricant can cause a risk of electrical current leakage at the level of the stator and rotor winding, which thus reduces the efficiency of the propulsion systems, and creates possible overheating at the level of the electrical components, even going as far as 'to deteriorate the system. It is therefore crucial, in in the context of the implementation of lubricants for engine systems of electric or hybrid vehicles, that the lubricants have good “electrical” properties in addition to non-corrosive properties.
  • the present invention aims precisely to obtain such properties.
  • US 2008/194442 A discloses the method of lubricating a transmission having at least one electromechanical component and at least one mechanical component in a single housing comprising providing the transmission with a lubricating composition comprising: (a) a base oil; (b) an oil-soluble phosphorus-containing material; and (c) a corrosion inhibitor.
  • the present invention relates to the use of at least one compound having at least one sterically hindered amine or phenolic function, as an anti-corrosion additive in a lubricating composition, intended for a propulsion system of a vehicle electric or hybrid and comprising one or more amine and/or sulfur anti-wear additive(s).
  • anti-oxidant agents for example in engine lubricants, as described for example in the request WO 2006/064138 .
  • These anti-oxidant agents generally make it possible to delay the degradation of the composition in service. This degradation can notably result in the formation of deposits, the presence of sludge or an increase in the viscosity of the composition.
  • the anti-oxidant agents are able to capture free radicals formed during the use of the lubricant, thus making it possible to interrupt the chain reactions likely to lead to the accumulation of acids.
  • the addition of at least one compound with a sterically hindered amine or phenolic function, in particular of the aromatic amine or alkylphenol type, advantageously makes it possible to improve the anti-corrosion properties of a lubricant comprising one or more additive(s). anti-wear amine(s) and/or sulfur(s).
  • anti-corrosion additive within the meaning of the present invention is meant an additive making it possible to prevent or reduce corrosion of metal parts.
  • An anti-corrosion additive used in a composition thus makes it possible to improve the so-called “anti-corrosion” properties of this composition.
  • a composition according to the invention thus has both good anti-wear and anti-corrosion properties.
  • the corrosive (or corroding) power of a compound can be evaluated according to a test studying the variation in the value of the electrical resistance of a copper wire of a pre-established diameter, as a function of the duration of immersion of this wire. within a composition comprising, in a non-corrosive medium, for example in one or more base oils, said compound to be tested. We correlate the variation in the value of this electrical resistance directly with the variation in the diameter of the wire tested.
  • a compound is qualified as “non-corrosive” when the loss of diameter of the copper wire studied is less than or equal to 2 ⁇ m after immersion for 80 hours, in particular less than or equal to 0 .3 ⁇ m after immersion for 20 hours in the composition comprising said compound.
  • the dielectric properties of a lubricant are represented in particular by the electrical resistivity and the dielectric loss (tan ⁇ ), and they can be measured according to the IEC 60247 standard.
  • Electrical resistivity represents the ability of the material to oppose the flow of electric current. It is expressed in ohm meter (S2.m). The resistivity should not be low to avoid electrical conduction.
  • the electrical dissipation factor or the tangent of the loss angle also make it possible to measure the properties of a lubricant.
  • the loss angle ⁇ is the complementary angle of the phase shift between the applied voltage and the alternating current. This factor reflects energy losses through the Joule effect. Heating is therefore directly linked to the value of ⁇ .
  • a transmission oil typically has a tan ⁇ value of around unity at ambient temperature.
  • a good insulating lubricant should maintain a low level of tan ⁇ .
  • the compound with a sterically hindered amine or phenolic function according to the invention used according to the invention is chosen from aromatic amines, in particular compounds of the diarylamine type and more particularly of the diphenylamine type; sterically hindered phenols, in particular alkylphenols; and their mixtures.
  • the compound with a sterically hindered amine or phenolic function is chosen from substituted diphenylamines, in particular substituted on at least one of the para positions of the amine function, by at least one alkyl or alkenyl group, comprising from 1 to 12 carbon atoms, preferably from 3 to 10 carbon atoms.
  • it may be p,p'-butyl-octyl-diphenylamine.
  • the compound with a sterically hindered amine or phenolic function is chosen from compounds comprising a phenol group of which at least one vicinal carbon of the carbon carrying the alcohol function is substituted by at least one group chosen from an alkyl group. optionally substituted C 1 -C 10 and a hydroxyl function.
  • it may be octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate or 2,6-di-tert-butylphenol.
  • a lubricating composition intended for a propulsion system of an electric or hybrid vehicle of one or more compound(s) with a sterically hindered amine or phenolic function according to the invention thus advantageously authorizes the implementation, in the composition, amine- and/or sulfur-containing anti-wear additive(s), such as dimercaptothiadiazoles, without causing an undesirable corrosive effect.
  • amine- and/or sulfur-containing anti-wear additive(s) such as dimercaptothiadiazoles
  • amine and/or sulfur anti-wear additives used in a lubricating composition according to the invention are more particularly detailed in the remainder of the text. They are chosen preferably among amine and sulfur anti-wear additives. These may preferably be compounds of the thia(di)azole type, in particular dimercaptothiadiazole derivatives.
  • composition suitable for the invention has the advantage of being easy to formulate. It has, in addition to good anti-wear and anti-corrosion performances, good stability, particularly against oxidation, as well as good electrical insulation properties.
  • the present disclosure also relates to a method of lubricating a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, comprising at least one step of bringing into contact at least one mechanical part of said system with a lubricating composition comprising at least a compound with a sterically hindered amine or phenolic function as defined in the invention, as an anti-corrosion additive and at least one amine and/or sulfur anti-wear additive as defined in the invention.
  • a lubricating composition according to the invention is used to lubricate the electric motor itself, in particular the bearings located between the rotor and the stator of an electric motor, and/or the transmission, in particular the reduction gear in an electric or hybrid vehicle.
  • FIG. 1 schematically represents an electric or hybrid vehicle propulsion system.
  • the additive used as an anti-corrosion agent according to the invention, together with one or more amine and/or sulfur anti-wear additives, in a lubricating composition for a vehicle engine system electric or hybrid is a compound having at least one sterically hindered amine or phenolic function.
  • compounds with a sterically hindered amine or phenolic function and more particularly of the aromatic amine and hindered phenol type, are known to those skilled in the art, in the field of lubricants, for their antioxidant action. These compounds are capable of acting as free radical inhibitors.
  • sterically congested function we mean that the function is congested by steric effect or constraint. This hindrance has the particular effect of making the amine or phenolic function significantly less nucleophilic than the unhindered amine or phenolic function, and thus of preventing nucleophilic addition reactions.
  • the compounds with hindered amine function are chosen from aromatic amines, as defined in the remainder of the text.
  • the compounds with a hindered phenolic function are chosen from sterically hindered phenols, in particular alkylphenols, as defined in the remainder of the text.
  • said compound(s) with hindered amine or phenolic function are chosen from aromatic amines, sterically hindered phenols, and mixtures thereof.
  • the aromatic amines may be more particularly chosen from substituted or unsubstituted diphenylamines, substituted or unsubstituted phenylnaphthylamines, substituted or unsubstituted phenothiazines, substituted or unsubstituted imidodibenzyles, substituted or unsubstituted N,N'diphenyl(phenylenediamines). , and their mixtures.
  • the compounds with hindered amine function are chosen from secondary amines whose nitrogen atom is linked to at least one aryl group, preferably to at least one phenyl group.
  • the compound with a hindered amine function is chosen from compounds of the diarylamine type, in particular of which at least one of the aryl groups is a phenyl, and more particularly compounds of the diphenylamine type.
  • the compound with a hindered amine function is chosen from diphenylamine compounds, preferably substituted, in particular substituted on at least one of the para positions of the amine function, by at least one alkyl or alkenyl group, comprising from 1 to 12 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • the compound with a hindered amine function can advantageously have the following formula (I): in which R 1 and R 2 are chosen, independently of each other, from a hydrogen atom, alkyl or alkenyl groups, preferably alkyl, linear or branched, comprising from 1 to 12 carbon atoms, preferably from 3 to 10 carbon atoms.
  • the compound with a hindered amine function is of formula (I) above, in which at least one of R 1 and R 2 is an alkyl or alkenyl group, preferably alkyl, linear or branched, comprising from 1 to 12 carbon atoms, preferably from 3 to 10 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are chosen, independently of each other, from alkyl or alkenyl groups, preferably alkyl, linear or branched, comprising from 1 to 12 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are in the para position of the amine function.
  • the compound with a hindered amine function can advantageously be of formula (I'): in which R 1 and R 2 are as defined above.
  • R 1 and R 2 identical or different, represent alkyl groups, linear or branched, in C 1 to C 12 , preferably in C 3 to C 10 , for example chosen from octyl and butyl groups, linear or branched .
  • Compounds with hindered amine or phenolic function can still be compounds of sterically hindered phenol type.
  • sterically hindered phenol type compounds mention may be made of so-called 2,6-butyl-4-methylphenol (BHT), t-butyl hydroquinone (TBHQ), 2,6 and 2,4 di-t-butyl phenol, 2,4-dimethyl-6-t-butyl phenol, pyrogallol, octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate, alone or as a mixture.
  • BHT 2,6-butyl-4-methylphenol
  • TBHQ t-butyl hydroquinone
  • 2,6 and 2,4 di-t-butyl phenol 2,4-dimethyl-6-t-butyl phenol
  • pyrogallol 2,4-dimethyl-6-t-butyl phenol
  • octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate alone or as a mixture.
  • the sterically hindered phenol type compound is chosen from compounds, called “alkylphenols”, comprising a phenol group having on at least one of the ortho positions of the hydroxyl function, preferably on the two ortho positions, an alkyl group with steric hindrance, preferably C 1 to C 10 , in particular C 1 -C 6 , in particular a C 4 alkyl group, preferably tert-butyl.
  • alkylphenols comprising a phenol group having on at least one of the ortho positions of the hydroxyl function, preferably on the two ortho positions, an alkyl group with steric hindrance, preferably C 1 to C 10 , in particular C 1 -C 6 , in particular a C 4 alkyl group, preferably tert-butyl.
  • it may be a compound of formula (II) above, in particular of formula (II') above, in which at least one of R 1 and R 2 , or even the two groups R 1 and R2 , is(are) chosen from C 1 -C 10 alkyl groups, preferably C 1 -C 6 alkyl groups, preferably a C 4 alkyl group, preferably tert-butyl.
  • a preferred sterically hindered phenol type compound mention may be made of octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate or 2,6-di-tert-butylphenol.
  • octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate mention may be made of octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate.
  • the compound of the sterically hindered aromatic or phenolic amine type is chosen from p,p'-butyl-octyl-diphenylamine, octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- hydrocinnamate, 2,6-di-tert-butylphenol, and mixtures thereof.
  • the compound of the sterically hindered aromatic or phenolic amine type is chosen from p,p'-butyl-octyl-diphenylamine, octyl-3,5-di-tert-butyl-4- hydroxy-hydrocinnamate, and mixtures thereof.
  • the invention is not limited to the aromatic amine or hindered phenol type compounds described above.
  • Other compounds with sterically hindered amine or phenol functions in particular known as anti-oxidant agents, can be used as anti-corrosion additives according to the invention.
  • a compound with a sterically hindered amine or phenolic function can be in the form of a mixture of at least two compounds with a sterically hindered amine or phenolic function, for example a mixture of at least one compound with a sterically hindered amine function and at least one compound with a sterically hindered phenol function.
  • the compound(s) with a sterically hindered amine or phenolic function, in particular as defined above, can be used in a lubricating composition according to the invention, at a rate of 0.01% to 5% by mass, in particular 0 .1% to 3% by mass, and more particularly from 0.1% to 1% by mass, relative to the total mass of the lubricating composition.
  • a lubricating composition considered according to the invention does not comprise other anti-corrosion additives distinct from compounds with a sterically hindered amine or phenolic function.
  • a lubricating composition used according to the invention is free of anti-corrosion additive of the triazole type or of the succinimide type.
  • a lubricating composition considered according to the invention comprises one or more amine and/or sulfur anti-wear additives.
  • amine and/or sulfur anti-wear additive is meant an additive chosen from amine anti-wear additives, sulfur anti-wear additives and amine and sulfur anti-wear additives.
  • anti-wear additive is meant a compound which, used in a lubricating composition, in particular a lubricating composition for a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, makes it possible to improve the anti-wear properties of the composition.
  • the amine and/or sulfur anti-wear additive can for example be chosen from thia(di)azole type additives, in particular derivatives of dimercaptothiadiazole; polysulfide additives, in particular sulfur olefins, amine phosphates, phospho-sulfur additives such as alkyl thiophosphates, and mixtures thereof.
  • a lubricating composition considered according to the invention comprises at least one anti-wear additive of the thia(di)azole type.
  • Thia(di)azole compounds are compounds that contain both a sulfur atom and at least one nitrogen atom in a five-atom ring.
  • Benzothiazoles are a special type of thia(di)azoles. This term thia(di)azole includes, in addition to cyclic compounds containing one sulfur atom and one nitrogen atom per five-atom ring, also thiadiazoles which contain sulfur and two nitrogen atoms in such a ring.
  • thia(di)azole type compounds can be chosen from benzothiazole derivatives, thiazole derivatives and thiadiazole derivatives.
  • the anti-wear additive may be a thiadiazole derivative.
  • Thiadiazoles are heterocyclic compounds comprising two nitrogen atoms, one sulfur atom, two carbon atoms and two double bonds, of general formula C 2 N 2 SH 2 , which can exist in the following forms, respectively: 1.2, 3-thiadiazole; 1,2,4-thiadiazole; 1,2,5-thiadiazole; 1,3,4-thiadiazole:
  • the thiadiazole derivative is a dimercaptothiadiazole derivative.
  • a lubricating composition according to the invention comprises at least one anti-wear additive chosen from dimercaptothiazole derivatives.
  • dimercaptothiadiazole derivative is meant chemical compounds derived from the following four dimercaptothiadiazole molecules, below: 4,5-dimercapto-1,2,3-thiadiazole, 3,5-dimercapto-1,2,4 -thiadiazole, 3,4-dimercapto-1,2,5-thiadiazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, taken alone or in mixture:
  • the derivatives of 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole are molecules of the following formulas taken alone or in mixture: in which the R 1 group(s) represent, independently of one another, hydrogen atoms, linear or branched alkyl or alkenyl groups, comprising from 1 to 24 carbon atoms, preferably from 2 to 18, more preferably from 4 to 16, even more preferably from 8 to 12 or aromatic substituents, n being independently of one another integers equal to 1, 2, 3 or 4, preferably n being equal to 1.
  • R 1 represent, independently of one another, linear alkyl groups, C 1 to C 24 , preferably C 2 to C 18 , in particular C 4 to C 16 , more particularly C 8 at C 12 and preferably at C 12 .
  • dimercaptothiadiazole derivatives used in the present invention may be commercially available, for example from suppliers Vanderbilt, Rhein Chemie or Afton.
  • the amine and/or sulfur anti-wear additive(s) used in a lubricating composition according to the invention can also be chosen from sulfur anti-wear additives of the polysulphide type, in particular sulfur olefins.
  • the sulfur olefins used in a lubricating composition according to the invention may in particular be dialkyl sulphides represented by the general formula R a -S x -R b , where R a and R b are alkyl groups comprising from 3 to 15 carbon atoms , preferably from 1 to 5 carbon atoms, preferably 3 carbon atoms, and x is an integer between 2 and 6.
  • the polysulfide additive is chosen from dialkyl trisulfides.
  • the anti-wear additive present in a composition used according to the invention is chosen from amine and sulfur anti-wear additives, and advantageously from thia(di)azole compounds as described above and more. preferably among dimercaptothiadiazole derivatives.
  • a lubricating composition considered according to the invention may comprise from 0.01% to 5% by weight, in particular from 0.1% to 3% by weight and more particularly from 0.1% to 1% by weight of additive(s). ) amine and/or sulfur anti-wear, preferably of the thia(di)azole type and more preferably chosen from dimercaptothiadiazole derivatives.
  • anti-wear additives known in particular for lubricants for propulsion systems, distinct from amine and/or sulfur additives, is possible, provided that they do not affect the properties conferred by the combination of the said compound with a sterically hindered amine or phenolic function and said amine and/or sulfur anti-wear additive(s) according to the invention.
  • a lubricating composition required according to the invention is free of anti-wear additive other than said amine and/or sulfur anti-wear additive(s) used according to the invention.
  • a composition used according to the invention may comprise, in addition to one or more additives with a sterically hindered amine or phenolic function and one or more anti-wear additives containing amine(s) and/or sulfur(s), in particular as defined above. , one or more base oils, as well as other additives, conventionally considered in lubricating compositions.
  • a lubricating composition considered according to the invention can thus comprise one or more base oils.
  • base oils can be chosen from base oils conventionally used in the field of lubricating oils, such as mineral, synthetic or natural, animal or vegetable oils or mixtures thereof.
  • It may be a mixture of several base oils, for example a mixture of two, three, or four base oils.
  • the base oils of the lubricating compositions considered according to the invention may in particular be oils of mineral or synthetic origin belonging to groups I to V according to the classes defined in the API classification (or their equivalents according to the ATIEL classification) and presented in Table 1 below or their mixtures.
  • Table 1 Saturates content Sulfur content Viscosity index (VI) Group I ⁇ 90% > 0.03% 80 ⁇ VI ⁇ 120 Mineral oils Group II ⁇ 90% ⁇ 0.03% 80 ⁇ VI ⁇ 120 Hydrocracked oils Group III ⁇ 90% ⁇ 0.03% ⁇ 120 Hydrocracked or hydroisomerized oils
  • PAO Polyalphaolefins
  • Mineral base oils include all types of base oils obtained by atmospheric and vacuum distillation of crude oil, followed by refining operations such as solvent extraction, desalphating, solvent dewaxing, hydrotreating, hydrocracking, hydroisomerization and hydrofinishing .
  • Blends of synthetic and mineral oils, which can be biosourced, can also be used.
  • the base oils of the compositions used according to the invention can also be chosen from synthetic oils, such as certain esters of carboxylic acids and alcohols, polyalphaolefins (PAO), and polyalkylene glycol (PAG) obtained by polymerization. or copolymerization of alkylene oxides comprising from 2 to 8 carbon atoms, in particular from 2 to 4 carbon atoms.
  • synthetic oils such as certain esters of carboxylic acids and alcohols, polyalphaolefins (PAO), and polyalkylene glycol (PAG) obtained by polymerization. or copolymerization of alkylene oxides comprising from 2 to 8 carbon atoms, in particular from 2 to 4 carbon atoms.
  • the PAOs used as base oils are for example obtained from monomers comprising 4 to 32 carbon atoms, for example from octene or decene.
  • the weight average molecular weight of PAO can vary quite widely. Preferably, the weight average molecular mass of the PAO is less than 600 Da.
  • the weight average molecular mass of the PAO can also range from 100 to 600 Da, from 150 to 600 Da, or even from 200 to 600 Da.
  • the base oil or oils of the composition used according to the invention are chosen from polyalphaolefins (PAO), polyalkylene glycol (PAG) and esters of carboxylic acids and alcohols.
  • PAO polyalphaolefins
  • PAG polyalkylene glycol
  • esters of carboxylic acids and alcohols are chosen from polyalphaolefins (PAO), polyalkylene glycol (PAG) and esters of carboxylic acids and alcohols.
  • the oil or base oils of the composition used according to the invention can be chosen from group II or III base oils. It is up to those skilled in the art to adjust the base oil content to be used in a composition suitable for the invention.
  • a lubricating composition considered according to the invention may comprise at least 50% by mass of base oil(s) relative to its total mass, in particular from 60 to 99% by mass of base oil(s), for example relative to its total mass.
  • a lubricating composition suitable for the invention may also comprise all types of additives, distinct from additives with sterically hindered amine or phenolic function and anti-wear additives amine(s) and/or sulfur(s) defined in the context of the present invention, suitable for use in a lubricant for the propulsion system of an electric or hybrid vehicle.
  • additives used are chosen so as not to affect the properties in terms of anti-wear and anti-corrosion performance. conferred by the combination of said compound(s) with a sterically hindered amine or phenolic function and of said amine(s) and/or sulfur additive(s) used according to the invention.
  • Such additives can be chosen from friction modifiers, detergents, extreme pressure additives, anti-foaming agents, pour point depressant additives, dispersants, antioxidants distinct from compounds with sterically hindered amine or phenolic function according to the invention, pour point depressants, anti-foaming agents and their mixtures.
  • a composition suitable for the invention comprises at least one additional additive chosen from friction modifiers, detergents, extreme pressure additives, anti-foaming agents, pour point depressant additives, dispersants, antioxidants distinct from compounds with sterically hindered amine or phenolic functions according to the invention, and mixtures thereof.
  • additives can be introduced separately and/or in the form of a mixture like those already available for sale for commercial lubricant formulations for vehicle engines, with a performance level as defined by the ACEA ( Association of European Automobile Manufacturers) and/or the API (American Petroleum Institute), well known to those skilled in the art.
  • ACEA Association of European Automobile Manufacturers
  • API American Petroleum Institute
  • a lubricating composition suitable for the invention may comprise at least one friction modifier additive.
  • the friction modifier additive can be chosen from a compound providing metallic elements and an ash-free compound.
  • the compounds providing metallic elements mention may be made of transition metal complexes such as Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn whose ligands can be hydrocarbon compounds comprising atoms of oxygen, nitrogen, sulfur or phosphorus.
  • the ash-free friction modifier additives are generally of organic origin and can be chosen from monoesters of fatty acids and polyols, alkoxylated amines, alkoxylated fatty amines, fatty epoxides, fatty borate epoxides; fatty amines or glycerol esters of fatty acids.
  • the compounds Fats comprise at least one hydrocarbon group comprising from 10 to 24 carbon atoms.
  • a lubricating composition suitable for the invention may comprise from 0.01 to 2% by weight or from 0.01 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 1.5% by weight or from 0.1 to 2%. by weight of friction modifier additive, relative to the total weight of the composition.
  • a lubricating composition used according to the invention may comprise at least one antioxidant additive distinct from compounds with a sterically hindered amine or phenolic function, as defined according to the invention.
  • the antioxidant additive generally makes it possible to delay the degradation of the composition in service. This degradation can notably result in the formation of deposits, the presence of sludge or an increase in the viscosity of the composition.
  • Antioxidant additives act in particular as free radical inhibitors or hydroperoxide destroyers.
  • Antioxidant additives distinct from compounds with a sterically hindered amine or phenolic function, can be for example copper compounds, for example copper thio- or dithio-phosphates, copper salts and carboxylic acids, dithiocarbamates, sulphonates, phenates, copper acetylacetonates. Copper I and II salts, succinic acid or anhydride salts can also be used.
  • a lubricating composition used according to the invention may contain all types of antioxidant additives known to those skilled in the art.
  • a lubricating composition used according to the invention may comprise from 0.5 to 2% by weight of at least one antioxidant additive, relative to the total weight of the composition.
  • the lubricating composition used in the present invention does not comprise an antioxidant other than compounds with a sterically hindered amine or phenolic function, as defined according to the invention.
  • a lubricating composition suitable for the invention may also comprise at least one detergent additive.
  • Detergent additives generally help reduce the formation of deposits on the surface of metal parts by dissolving secondary oxidation and combustion products.
  • the detergent additives which can be used in a lubricating composition used according to the invention are generally known to those skilled in the art.
  • the detergent additives may be anionic compounds comprising a long lipophilic hydrocarbon chain and a hydrophilic head.
  • the associated cation may be a metal cation of an alkali or alkaline earth metal.
  • the detergent additives are preferably chosen from alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, sulfonates, salicylates, naphthenates, as well as phenate salts.
  • the alkali and alkaline earth metals are preferably calcium, magnesium, sodium or barium.
  • metal salts generally include the metal in stoichiometric quantity or in excess, therefore in quantity greater than the stoichiometric quantity.
  • overbased detergent additives the excess metal providing the overbased character to the detergent additive is then generally in the form of a metal salt insoluble in the oil, for example a carbonate, a hydroxide, an oxalate, an acetate, a glutamate, preferably a carbonate .
  • a lubricating composition suitable for the invention may for example comprise from 2 to 4% by weight of detergent additive, relative to the total weight of the composition.
  • a lubricating composition used according to the invention may comprise at least one dispersing agent.
  • the dispersing agent can be chosen from Mannich bases, succinimides and their derivatives.
  • a lubricating composition used according to the invention may for example comprise from 0.2 to 10% by weight of dispersing agent(s), relative to the total weight of the composition.
  • a lubricating composition used according to the invention is free of succinimide type dispersing additive.
  • a lubricating composition suitable for the invention may further comprise at least one anti-foaming agent.
  • the anti-foaming agent can be chosen from silicones.
  • a lubricating composition suitable for the invention may comprise from 0.01 to 2% by weight or from 0.01 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 1.5% by weight or from 0.1 to 2% by weight of anti-foaming agent, relative to the total weight of the composition.
  • a lubricating composition suitable for the invention may also comprise at least one pour point depressant additive (also known as “PPD” agents for “Pour Point Depressant” in English).
  • PPD pour point depressant additive
  • pour point depressant additives By slowing the formation of paraffin crystals, pour point depressant additives generally improve the cold behavior of the composition.
  • pour point depressant additives mention may be made of polyalkyl methacrylates, polyacrylates, polyarylamides, polyalkylphenols, polyalkylnaphthalenes and alkylated polystyrenes.
  • a lubricating composition used according to the invention may be free of anti-corrosion additive of the triazole type and of dispersing additive of the succinimide type.
  • said compound(s) with sterically hindered amine or phenolic function can be added to a base oil or mixture of oils, then the other complementary additives, including the amine(s) and/or sulfur(s) anti-wear additives, added.
  • said compound(s) with a sterically hindered amine or phenolic function can be added to a pre-existing conventional lubricating formulation, comprising in particular one or more base oils, one or more anti-wear additives containing amine(s) and/or sulfur(s). , and possibly additional additives.
  • said additive(s) with sterically hindered amine or phenolic function according to the invention can be combined with one or more additional additives, and the “package” of additives thus formed added to an oil or mixture of oils. base.
  • a lubricating composition used according to the invention has a kinematic viscosity, measured at 100°C according to the ASTM D445 standard, ranging from 1 to 15 mm 2 /s, in particular ranging from 3 to 10 mm 2 /s.
  • a lubricating composition used according to the invention has a kinematic viscosity, measured at 40°C according to the ASTM D445 standard, ranging from 3 to 80 mm 2 /s, in particular from 15 to 70 mm 2 /s.
  • the electrical resistivity values measured at 90°C of the lubricating compositions used according to the invention are between 5 and 10,000 Mohm.m, more preferably between 6 and 5,000 Mohm. mr.
  • the dielectric loss values measured at 90°C of the lubricating compositions used according to the invention are between 0.01 and 30, more preferably between 0.02 and 25, more preferably between 0.02 and 10.
  • a lubricating composition used according to the invention can be of grade according to the SAEJ300 classification defined by the formula (X)W(Y), in which X represents 0 or 5; and Y represents an integer ranging from 4 to 20, in particular ranging from 4 to 16 or from 4 to 12.
  • a lubricating composition suitable for the invention is used as a lubricant for a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, and more particularly of the engine and power electronics.
  • the present invention relates to the use of a lubricating composition as defined above, combining one or more compounds with a sterically hindered amine or phenolic function, as defined above, and one or more amine and/or sulfur anti-wear additives. , preferably dimercaptothiazole derivatives, for lubricating a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, in particular for lubricating the electric motor and the power electronics of an electric or hybrid vehicle.
  • the propulsion system of an electric or hybrid vehicle comprises in particular the electric motor part (1), an electric battery (2) and a transmission, and in particular a speed reducer (3).
  • the electric motor typically comprises power electronics (11) connected to a stator (13) and a rotor (14).
  • the stator comprises coils, in particular copper coils, which are alternately supplied with an electric current. This generates a rotating magnetic field.
  • the rotor itself includes coils, permanent magnets or other magnetic materials, and is rotated by the rotating magnetic field.
  • a bearing (12) is generally integrated between the stator (13) and the rotor (14).
  • a transmission, and in particular a speed reducer (3), makes it possible to reduce the rotational speed at the output of the electric motor and to adapt the speed transmitted to the wheels, at the same time making it possible to control the speed of the vehicle.
  • the bearing (12) is in particular subjected to strong mechanical stresses and poses fatigue wear problems. It is therefore necessary to lubricate the bearing in order to increase its lifespan. Also, the gearbox is subject to strong constraints in friction and therefore requires appropriate lubrication to prevent it from being damaged too quickly.
  • the invention relates in particular to the use of a composition as described above for lubricating an electric motor of an electric or hybrid vehicle, in particular for lubricating the bearings located between the rotor and the stator of an electric motor. .
  • compositions as described above to lubricate the transmission, in particular the reduction gear, in an electric or hybrid vehicle.
  • a composition according to the invention can thus be used to lubricate the various parts of a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, in particular bearings located between the rotor and the stator of an electric motor and/or the transmission, in particular the reduction gear, in an electric or hybrid vehicle.
  • a lubricating composition according to the invention has excellent anti-wear and anti-corrosion performances.
  • the invention also relates, according to another of its aspects, to a method of lubricating at least one part of a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, in particular bearings located between the rotor and the stator of the vehicle. an electric motor; and/or transmission, in particular of the reducer, comprising at least one step of bringing at least said part into contact with a composition as described above.
  • the present invention thus proposes a method for simultaneously reducing wear and corrosion of at least one part of a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, in particular of the bearings located between the rotor and the stator of a electric motor; and/or transmission, in particular of the reducer, said method comprising at least one step of bringing at least said part into contact with a composition as described above.
  • a composition according to the invention can have, in addition to lubricating properties, good electrical insulation properties.
  • a composition according to the invention can simultaneously be used to lubricate one or more parts of a propulsion system of an electric or hybrid vehicle, in particular for the lubrication of sensors and solenoid valves of the engine, bearings, but also the winding located at the level of the rotor and the stator of an electric motor, or even the lubrication at the level of the transmission, in particular the gears, the sensors, the solenoid valves, or the reducer which we find in an electric or hybrid vehicle, and to electrically isolate at least one part of said propulsion system, in particular the battery.
  • a lubricating composition considered according to the invention advantageously has a kinematic viscosity, measured at 100°C according to the ASTM D445 standard, of between 2 and 8 mm 2 /s, preferably between 3 and 7 mm 2 /s. It is understood that the uses described above can be combined, a composition as described above being able to be used both as a lubricant, an electrical insulator but also as a cooling fluid for the engine, the battery and the transmission of an electric or hybrid vehicle.
  • composition according to the invention make it possible to define uses according to the invention which are also particular, advantageous or preferred.
  • Compositions C1 to C3 comprise, in addition to the aforementioned compounds, a group V base oil.
  • compositions and quantities are indicated in the following Table 2.
  • Table 2 C1 C2 C3 Base oil 99% 98% 98% Anti-wear dimercaptothiadiazole 1% 1% 1% p,p'-butyl-octyl-diphenylamine - 1% - Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate - - 1%
  • the corrosive (or corroding) power of a composition can be evaluated according to a test implementing the study of the variation in the value of the electrical resistance of a copper wire having a preestablished diameter, as a function of the duration of immersion of this thread within the composition. We correlate the variation in the value of this electrical resistance directly with the variation in the diameter of the wire tested.
  • the diameter of the wire chosen is 70 ⁇ m.
  • compositions C2 and C3 being compositions according to the invention and composition C1 being a composition serving as comparative).
  • the resistance of the wire is measured using an ohmmeter.
  • the measurement current is 1mA.
  • the temperature of the composition to be tested is raised to 150°C.
  • R the resistance
  • ⁇ the resistivity of the copper
  • L the length of the wire
  • S the cross-sectional area
  • the loss of wire diameter is therefore calculated directly from the measured resistance. When the measured resistance is infinite, it is an open circuit. So the wire broke, which defines very severe corrosion.
  • a composition is considered “non-corrosive” when the loss of diameter of the copper wire studied is less than or equal to 2 ⁇ m after immersion for 80 hours, in particular less than or equal to 0.3 ⁇ m after immersion for 20 hours in composition.
  • [Table 3] Compositions C1 C2 C3 Loss of diameter ( ⁇ m) at 8 p.m. 0.29 0.01 0.30 Loss of diameter ( ⁇ m) at 40 hours Broken wire 0.69 0.41 Loss of diameter ( ⁇ m) at 60 hours Broken wire 1.28 0.60 Loss of diameter ( ⁇ m) at 80 hours Broken wire 1.85 0.76

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne le domaine des compositions lubrifiantes pour un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride. Elle concerne plus particulièrement l'utilisation de composés présentant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, pour améliorer les propriétés anti-corrosion d'une composition lubrifiante incorporant un ou plusieurs additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s).
  • L'évolution des normes internationales pour la réduction des émissions de CO2, mais également pour la diminution de la consommation d'énergie, pousse les constructeurs automobiles à proposer des solutions alternatives aux moteurs à combustion.
  • L'une des solutions identifiées par les constructeurs automobiles consiste à remplacer les moteurs à combustion par des moteurs électriques. Les recherches pour la réduction des émissions de CO2 ont donc mené au développement des véhicules électriques par un certain nombre de compagnies automobiles.
  • Par « véhicule électrique » au sens de la présente invention, on entend désigner un véhicule comprenant un moteur électrique comme unique moyen de propulsion à l'inverse d'un véhicule hybride qui comprend un moteur à combustion et un moteur électrique comme moyens de propulsion combinés.
  • Par « système de propulsion » au sens de la présente invention, on entend désigner un système comprenant les pièces mécaniques nécessaires à la propulsion d'un véhicule électrique. Le système de propulsion englobe ainsi plus particulièrement un moteur électrique, ou l'ensemble rotor-stator de l'électronique de puissance (dédié à la régulation de la vitesse), une transmission et une batterie.
  • D'une manière générale, il est nécessaire de mettre en oeuvre, dans les véhicules électriques ou hydrides, des compositions lubrifiantes, dites encore « les lubrifiants », à des fins principales de réduction des forces de frottement entre les différentes pièces du système de propulsion du véhicule, notamment entre les pièces métalliques en mouvement dans les moteurs. Ces compositions lubrifiantes sont en outre efficaces pour prévenir une usure prématurée voire un endommagement de ces pièces, et en particulier de leur surface.
  • Pour ce faire, une composition lubrifiante est classiquement composée d'une ou plusieurs huile(s) de base, auxquelles sont généralement associés plusieurs additifs dédiés à stimuler les performances lubrifiantes de l'huile de base, comme par exemple des additifs modificateurs de frottement, mais aussi à procurer des performances supplémentaires.
  • En particulier, des additifs dits « anti-usure » sont considérés afin de réduire l'usure des pièces mécaniques du moteur, et ainsi prévenir une dégradation de la durabilité du moteur. Il existe une grande variété d'additifs anti-usure, parmi lesquels on peut citer par exemple les dimercaptothiadiazoles, les polysulfures, notamment les oléfines soufrées, les phosphates d'amine, ou encore des additifs phospho-soufrés, comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP.
  • Parmi ces additifs anti-usure, sont notamment privilégiés les agents anti-usure aminés et/ou soufrés, à l'instar des dimercaptothiadiazoles, le dithiophosphate de zinc ou encore les polysulfures.
  • Malheureusement, ces additifs anti-usure aminés et/ou soufrés, tels que les dimercaptothiadiazoles, présentent l'inconvénient d'être corrosifs. Le problème de corrosion est particulièrement critique dans les systèmes de propulsion électrique. En particulier, une corrosion peut entraîner un risque de détérioration au niveau du bobinage du stator et rotor, des capteurs dans le système de propulsion, des électrovannes dans le système hydraulique, mais aussi des roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique, généralement à base de cuivre, et donc particulièrement sensibles à la corrosion, ou encore des joints ou vernis présents dans le système de propulsion.
  • La présente invention vise précisément à pallier cet inconvénient.
  • En outre, pour pouvoir refroidir les systèmes de propulsion de véhicules électriques ou hybrides, il est impératif que le lubrifiant soit isolant afin d'éviter toute défaillance au niveau des composants électriques. En particulier, un lubrifiant conducteur peut entraîner un risque de fuite de courant électrique au niveau du bobinage du stator et rotor, ce qui réduit ainsi l'efficacité des systèmes de propulsion, et crée une éventuelle surchauffe au niveau des composants électriques, allant même jusqu'à détériorer le système. Il est donc crucial, dans le cadre de la mise en oeuvre de lubrifiants pour systèmes de motorisation de véhicules électriques ou hybrides, que les lubrifiants aient des bonnes propriétés « électriques » en plus de propriétés non corrosives.
  • La présente invention vise précisément à obtenir de telles propriétés.
  • US 2008/194442 A divulgue le procédé de lubrification d'une transmission ayant au moins un composant électromécanique et au moins un composant mécanique dans un seul boîtier comprenant la fourniture à la transmission d'une composition lubrifiante comprenant: (a) une huile de base; (b) un matériau contenant du phosphore soluble dans l'huile; et (c) un inhibiteur de corrosion.
    • Résumé de l'invention
  • Plus précisément, la présente invention concerne l'utilisation d'au moins un composé présentant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, à titre d'additif anti-corrosion dans une composition lubrifiante, destinée à un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride et comprenant un ou plusieurs additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s).
  • Les composés présentant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier présentant une unique fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, sont désignés, dans la suite du texte, sous l'appellation « composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée ».
  • Les composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, comme par exemple les amines aromatiques ou les phénols encombrés, notamment les alkylphénols, sont déjà décrits pour leur fonction en tant qu'agents anti-oxydants, par exemple dans des lubrifiants pour moteurs, comme décrit par exemple dans la demande WO 2006/064138 . Ces agents anti-oxydants permettent généralement de retarder la dégradation de la composition en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition. Les agents anti-oxydants sont aptes à capter des radicaux libres formés pendant l'usage du lubrifiant, permettant ainsi d'interrompre les réactions en chaîne susceptibles de conduire à l'accumulation d'acides.
  • A la connaissance des inventeurs, il n'a toutefois jamais été proposé de mettre en oeuvre ces composés, à titre d'additifs anti-corrosion, dans le cadre de l'utilisation d'un lubrifiant pour un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, pour pallier les effets de corrosion engendrés par la mise en oeuvre d'additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s). De manière surprenante, comme illustré dans l'exemple qui suit, les inventeurs ont constaté que de tels additifs à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, par exemple de type diarylamine, permettent de réduire efficacement les effets de corrosion induits par des additifs anti-usure aminés et/ou soufrés.
  • Ainsi, l'ajout d'au moins un composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier de type amine aromatique ou alkylphénol, permet avantageusement d'améliorer les propriétés anti-corrosion d'un lubrifiant comprenant un ou plusieurs additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s).
  • Par « additif anti-corrosion » au sens de la présente invention, on entend désigner un additif permettant de prévenir ou de réduire la corrosion des pièces métalliques. Un additif anti-corrosion mis en oeuvre dans une composition permet ainsi d'améliorer les propriétés dites « anti-corrosion » de cette composition.
  • La mise en oeuvre d'un ou plusieurs composé(s) à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention, conjointement à un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés permet avantageusement d'accéder à une composition lubrifiante présentant conjointement de bonnes performances anti-usure, tout en s'affranchissant des problèmes de corrosion, discutés précédemment. Une composition selon l'invention présente ainsi à la fois de bonnes propriétés anti-usure et anti-corrosion.
  • Le pouvoir corrosif (ou corrodant) d'un composé peut être évalué selon un test étudiant la variation de la valeur de la résistance électrique d'un fil de cuivre d'un diamètre préétabli, en fonction de la durée d'immersion de ce fil au sein d'une composition comprenant, dans un milieu non corrosif, par exemple dans une ou plusieurs huiles de base, ledit composé à tester. On corrèle la variation de la valeur de cette résistance électrique directement avec la variation du diamètre du fil testé. Ainsi, dans le cadre de la présente invention, un composé est qualifié de « non-corrosif » lorsque la perte de diamètre du fil de cuivre étudié est inférieure ou égale à 2 µm après immersion pendant 80 heures, en particulier inférieure ou égale à 0,3 µm après immersion pendant 20 heures dans la composition comprenant ledit composé.
  • Les propriétés diélectriques d'un lubrifiant sont représentées notamment par la résistivité électrique et la perte diélectrique (tan δ), et elles peuvent être mesurées selon la norme IEC 60247.
  • La résistivité électrique représente la capacité du matériau à s'opposer à la circulation du courant électrique. Elle s'exprime en ohm-mètre (S2.m). La résistivité ne doit pas être faible pour éviter la conduction électrique.
  • Le facteur de dissipation électrique ou la tangente de l'angle de pertes permettent également de mesurer les propriétés d'un lubrifiant. L'angle de perte δ est l'angle complémentaire du déphasage entre la tension appliquée et le courant alternatif. Ce facteur traduit les pertes d'énergie par effet Joule. Les échauffements sont donc directement liés à la valeur de δ. Une huile transmission a typiquement une valeur de tan δ de l'ordre de l'unité à température ambiante. Un bon lubrifiant isolant doit maintenir un niveau faible de tan δ.
  • De manière avantageuse, le composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention mis en oeuvre selon l'invention est choisi parmi les amines aromatiques, en particulier les composés de type diarylamine et plus particulièrement de type diphénylamine ; les phénols stériquement encombrés, en particulier les alkylphénols ; et leurs mélanges.
  • Selon un mode de réalisation préféré, le composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée est choisi parmi les diphénylamines substituées, en particulier substituées sur au moins l'une des positions en para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle ou alcényle, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • A titre d'exemple, il peut s'agir de la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine.
  • Selon un autre mode de réalisation préféré, le composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée est choisi parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement choisi parmi un groupe alkyle en C1-C10 éventuellement substitué et une fonction hydroxyle.
  • A titre d'exemple, il peut s'agir de l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate ou du 2,6-di-tert-butylphénol.
  • L'introduction, dans une composition lubrifiante destinée à un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, d'un ou plusieurs composé(s) à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention autorise ainsi avantageusement la mise en oeuvre, dans la composition, d'additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s), tels que des dimercaptothiadiazoles, sans entraîner pour autant un effet corrosif indésirable.
  • Les additifs anti-usures aminés et/ou soufrés mis en oeuvre dans une composition lubrifiante selon l'invention sont plus particulièrement détaillés dans la suite du texte. Ils sont choisis de préférence parmi des additifs anti-usures aminés et soufrés. Il peut s'agir de préférence de composés de type thia(di)azoles, en particulier de dérivés de dimercaptothiadiazole.
  • Également, une composition convenant à l'invention présente l'avantage d'être aisée à formuler. Elle présente, outre de bonnes performances anti-usure et anticorrosion, une bonne stabilité, notamment à l'oxydation, ainsi que de bonnes propriétés en termes d'isolation électrique.
  • La présente divulgation concerne encore l'utilisation, pour lubrifier un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier pour la lubrification du moteur électrique et de l'électronique de puissance d'un véhicule électrique ou hybride, d'une composition lubrifiante comprenant :
    • un ou plusieurs composés comprenant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée tel(s) que défini(s) dans l'invention, à titre d'additif(s) anti-corrosion ; et
    • un ou plusieurs additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s) tel(s) que défini(s) dans l'invention.
  • La présente divulgation a également pour objet un procédé de lubrification d'un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, comprenant au moins une étape de mise en contact d'au moins une pièce mécanique dudit système avec une composition lubrifiante comprenant au moins un composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée tel que défini dans l'invention, à titre d'additif anti-corrosion et au moins un additif anti-usure aminé et/ou soufré tel que défini dans l'invention.
  • Avantageusement, une composition lubrifiante selon l'invention est mise en oeuvre pour lubrifier le moteur électrique lui-même, en particulier les roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique, et/ou la transmission, en particulier le réducteur dans un véhicule électrique ou hybride.
  • D'autres caractéristiques, variantes et avantages de la mise en oeuvre des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée à titre d'additifs anti-corrosion selon l'invention, ressortiront mieux à la lecture de la description et des exemples qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention.
  • Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.
    • Brève description des dessins
  • [Fig 1] représente schématiquement un système de propulsion de véhicule électrique ou hybride.
    • Description détaillée ADDITIFS ANTI-CORROSION A FONCTION AMINE OU PHENOLIQUE STERIOUEMENT ENCOMBREE
  • Comme précisé précédemment, l'additif mis en oeuvre à titre d'agent anti-corrosion selon l'invention, conjointement à un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés, dans une composition lubrifiante pour système de motorisation d'un véhicule électrique ou hybride, est un composé présentant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée.
  • Comme évoqué précédemment, les composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, et plus particulièrement de type amine aromatique et phénol encombré, sont connus de l'homme du métier, dans le domaine des lubrifiants, pour leur action antioxydante. Ces composés sont aptes à agir comme inhibiteurs radicalaires.
  • Par fonction « stériquement encombrée », on entend signifier que la fonction est encombrée par effet ou contrainte stérique. Cet encombrement a notamment pour effet de rendre la fonction amine ou phénolique significativement moins nucléophile que la fonction amine ou phénolique non encombrée, et ainsi de prévenir des réactions d'addition nucléophile.
  • De tels composés ont par exemple été décrits dans les demandes WO 2006/064138 , WO 2011/073960 , etc.
  • Toutefois, comme indiqué précédemment, de tels composés n'ont jamais été proposés à titre d'additifs anti-corrosion dans un lubrifiant pour système de motorisation d'un véhicule électrique ou hybride, à des fins de réduire, voire d'inhiber, les effets de corrosion induits par la mise en oeuvre d'un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés.
  • Les composés à fonction amine encombrée sont choisis parmi les amines aromatiques, tels que définis dans la suite du texte.
  • Les composés à fonction phénolique encombrée sont choisis parmi les phénols stériquement encombrés, en particulier les alkylphénols, tels que définis dans la suite du texte.
  • Ainsi, le ou lesdits composés à fonction amine ou phénolique encombrée sont choisis parmi les amines aromatiques, les phénols stériquement encombrés, et leurs mélanges.
  • Les composés de type amine aromatique sont de formule :

            [Chem 1]     R3R4R5N

    • dans laquelle R3 et R4 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe aliphatique en C1-20, de préférence en C4-16, ou un groupe aromatique ou hétéroaromatique, monocyclique ou polycyclique condensé, substitué ou non substitué ; R5 est un groupe aromatique ou hétéroaromatique, monocylique ou polycyclique condensé, non substitué ou portant au moins un substituant alkyle en C1-20 ; ou
    • R3 et R5 forment conjointement un groupe aromatique ou hétéroaromatique, monocyclique ou polycyclique condensé.
  • Les amines aromatiques peuvent être plus particulièrement choisies parmi les diphénylamines substituées ou non substituées, les phénylnaphtylamines substituées ou non substituées, les phénothiazines substituées ou non substituées, les imidodibenzyles substituées ou non substituées, les N,N'diphényl(phénylènediamines) substituées ou non substituées, et leurs mélanges.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les composés à fonction amine encombrée sont choisies parmi les amines secondaires dont l'atome d'azote est relié à au moins un groupement aryle, de préférence à au moins un groupement phényle.
  • De préférence, le composé à fonction amine encombrée est choisie parmi les composés de type diarylamine, en particulier dont au moins l'un des groupes aryles est un phényle, et plus particulièrement les composés de type diphénylamine.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le composé à fonction amine encombrée est un composé de type amine aromatique choisi parmi les diarylamines, de préférence répondant à la formule :

            [Chem 2]     R6-NH-R7

    dans laquelle R6 et R7 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi :
    • un groupement phényle, éventuellement substitué, de préférence en para de la fonction amine, par des groupements hydrocarbonés, en particulier choisis parmi des groupements alkyles ou alcényles, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone ; et
    • un groupe naphtyle, éventuellement substitué, de préférence en para de la fonction amine, par des groupements hydrocarbonés, en particulier choisis parmi des groupements alkyle ou alcényle, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • Avantageusement, le composé à fonction amine encombrée est choisi parmi les composés diphénylamines, de préférence substitués, en particulier substitués sur au moins l'une des positions en para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle ou alcényle, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • Autrement dit, le composé à fonction amine encombrée peut être avantageusement de formule (I) suivante :
    Figure imgb0001
     dans laquelle R1 et R2 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi un atome d'hydrogène, des groupements alkyles ou alcényles, de préférence alkyles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le composé à fonction amine encombrée est de formule (I) précitée, dans laquelle l'un au moins des R1 et R2 est un groupement alkyle ou alcényle, de préférence alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • De préférence, il est de formule (I) précitée, dans laquelle R1 et R2 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi des groupements alkyles ou alcényles, de préférence alkyles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
  • De préférence, R1 et R2 sont en position para de la fonction amine.
  • Autrement dit, le composé à fonction amine encombrée peut être avantageusement de formule (I') :
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
     dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis précédemment.
  • Avantageusement, R1 et R2, identiques ou différents, représentent des groupements alkyles, linéaires ou ramifiés, en C1 à C12, de préférence en C3 à C10, par exemple choisis parmi des groupements octyle et butyle, linéaires ou ramifiés.
  • Les composés à fonction amine encombrée peuvent être disponibles dans le commerce, ou encore préparés selon des méthodes de synthèses connues de l'homme du métier.
  • A titre d'exemple, on peut citer la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine.
  • Les composés à fonction amine ou phénolique encombrée peuvent encore être des composés de type phénol stériquement encombré.
  • Le composé à fonction phénolique encombrée est de formule (II') suivante :
    Figure imgb0004
     dans laquelle
    • au moins l'un des R1 et R2 représente un groupement alkyle en C1-C10, de préférence un groupement alkyle en C1-C6, de préférence un groupement alkyle en C4, par exemple tert-butyle ; ou un groupe hydroxyle ;
    • n étant un entier compris entre 0 et 3 ;
    • R étant choisi, indépendamment les uns des autres, parmi des groupements alkyles en C1-C10, éventuellement substitués par un ou plusieurs groupements alcoxycarbonyle(s) en C2 à C10 tels qu'un groupement octyloxycarbonyle et /ou par un ou plusieurs groupements aryles, le ou les groupements aryle(s) étant eux-mêmes éventuellement substitués par un ou plusieurs groupes alkyles; et un groupement hydroxyle.
  • A titre d'exemples de composés de type phénol stériquement encombré, on peut citer le dit-butyl-2,6 méthyl-4 phénol (BHT), la t-butyl hydroquinone (TBHQ), le 2,6 et le 2,4 di-t-butyl phénol, le 2,4-diméthyl-6-t-butyl phénol, le pyrogallol, l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate, seuls ou en mélange.
  • De préférence, le composé de type phénol stériquement encombré est choisi parmi les composés, dits « alkylphénols », comprenant un groupement phénol présentant sur au moins une des positions ortho de la fonction hydroxyle, de préférence sur les deux positions ortho, un groupement alkyle à encombrement stérique, de préférence en C1 à C10, en particulier en C1-C6, en particulier un groupement alkyle en C4, de préférence tert-butyle.
  • En particulier, il peut s'agir d'un composé de formule (II) précitée, en particulier de formule (II') précitée, dans laquelle au moins l'un des R1 et R2, voire les deux groupes R1 et R2, est(sont) choisi(s) parmi des groupements alkyles en C1-C10, de préférence des groupements alkyles en C1-C6, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence tert-butyle.
  • Les composés à fonction phénolique encombrée peuvent être disponibles dans le commerce, ou encore préparés selon des méthodes de synthèses connues de l'homme du métier.
  • A titre d'exemple de composé de type phénol stériquement encombré préféré, on peut citer l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate ou le 2,6-di-tert-butylphénol. A titre d'exemple de composé de type phénol stériquement encombré encore plus préféré, on peut citer l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate.
  • Selon un mode de réalisation préféré, le composé de type amine aromatique ou phénolique stériquement encombrée est choisi parmi la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine, l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate, le 2,6-di-tert-butylphénol, et leurs mélanges.
  • Selon un mode de réalisation encore plus préféré, le composé de type amine aromatique ou phénolique stériquement encombrée est choisi parmi la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine, l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate, et leurs mélanges.
  • L'invention n'est pas limitée aux composés de type amine aromatique ou phénol encombré décrits ci-dessus. D'autres composés à fonction amine ou phénols stériquement encombré, notamment connus comme agents anti-oxydants, peuvent être mis en oeuvre à titre d'additifs anti-corrosion selon l'invention.
  • Dans le cadre de l'invention, on entend par :
    • alkyle, un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié ; par exemple, un alkyle en Cx à Cy représente une chaîne hydrocarbonée de x à y atomes de carbone, linéaire ou ramifiée ;
    • alcényle, un groupe aliphatique insaturé, linéaire ou ramifié ; par exemple, un groupe alcényle en Cx à Cy représente une chaîne carbonée insaturée de x à y atomes de carbone, linéaire ou ramifiée ;
    • alcoxy, un radical -O-alkyle, dans lequel le groupe alkyle est tel que défini précédemment ;
    • aryle, un groupe aromatique mono- ou polycyclique, en particulier comprenant entre 5 et 10 atomes de carbones. A titre d'exemple de groupe aryle, on peut citer les groupes phényle, tolyle ou naphtyle.
  • Avantageusement, le ou lesdits composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée mis en oeuvre selon l'invention sont choisis parmi :
    • les amines aromatiques, en particulier telle que décrites précédemment, notamment les diarylaromatiques, et plus particulièrement les diphénylamines, de préférence substituées, avantageusement en position para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle en C1-C12 ;
    • les phénols stériquement encombrés, en particulier tels que définis précédemment, et de préférence les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence en C1-C6, notamment en C4, en particulier tert-butyle ; et
    • leurs mélanges.
  • Il est entendu, dans le cadre de la présente invention, qu'un composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée peut être sous la forme d'un mélange d'au moins deux composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, par exemple d'un mélange d'au moins un composé à fonction amine stériquement encombrée et d'au moins un composé à fonction phénol stériquement encombrée.
  • Le ou les composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier tels que définis précédemment, peuvent être mis en oeuvre dans une composition lubrifiante selon l'invention, à raison de 0,01% à 5% en masse, en particulier de 0,1% à 3% en masse, et plus particulièrement de 0,1% à 1% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
  • De manière avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l'invention ne comprend pas d'autres additifs anti-corrosion distincts des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention est exempte d'additif anti-corrosion de type triazole ou de type succinimide.
    • COMPOSITION LUBRIFIANTE Additifs anti-usure aminés et/ou soufrés
  • Comme indiqué précédemment, une composition lubrifiante considérée selon l'invention comprend un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés.
  • Par « additif anti-usure aminé et/ou soufré », on entend désigner un additif choisi parmi les additifs anti-usure aminés, les additifs anti-usure soufrés et les additifs anti-usure aminés et soufrés.
  • Par « additif anti-usure », on entend désigner un composé qui, mis en oeuvre dans une composition lubrifiante, notamment une composition lubrifiante pour un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, permet d'améliorer les propriétés anti-usure de la composition.
  • L'additif anti-usure aminé et/ou soufré peut par exemple être choisi parmi les additifs de type thia(di)azole, en particulier dérivés de dimercaptothiadiazole ; les additifs polysulfures, notamment les oléfines soufrées, les phosphates d'amine, les additifs phospho-soufrés comme les alkylthiophosphates, et leurs mélanges.
    • Additifs thia(di)azoles.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, une composition lubrifiante considérée selon l'invention comprend au moins un additif anti-usure de type thia(di)azoles. Les composés de type thia(di)azoles sont des composés qui contiennent à la fois un atome de soufre et au moins un atome d'azote dans un cycle à cinq atomes. Les benzothiazoles sont un type particulier de thia(di)azoles. Ce terme thia(di)azole inclut, outre les composés cycliques contenant un atome de soufre et un atome d'azote par cycle à cinq atomes, également les thiadiazoles qui contiennent du soufre et deux atomes d'azote dans un tel cycle.
  • En particulier, les composés de type thia(di)azoles peuvent être choisis parmi des dérivés de benzothiazole, des dérivés de thiazole et des dérivés de thiadiazole.
  • De préférence, l'additif anti-usure peut être un dérivé de thiadiazole.
  • Les thiadiazoles sont des composés hétérocycliques comprenant deux atomes d'azote, un atome de soufre, deux atomes de carbones et deux doubles liaisons, de formule générale C2N2SH2, pouvant exister sous les formes suivantes, respectivement : 1,2,3-thiadiazole ; 1,2,4-thiadiazole ; 1,2,5-thiadiazole ; 1,3,4-thiadiazole :
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
  • De préférence, le dérivé de thiadiazole est un dérivé du dimercaptothiadiazole.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, une composition lubrifiante selon l'invention comprend au moins un additif anti-usure choisi parmi les dérivés du dimercaptothiazole.
  • Par dérivé du dimercaptothiadiazole selon l'invention, on entend des composés chimiques dérivés des quatre molécules dimercaptothiadiazoles suivantes, ci-dessous : 4,5-dimercapto-1,2,3-thiadiazole, 3,5-dimercapto-1,2,4-thiadiazole, 3,4-dimercapto-1,2,5-thiadiazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, pris seules ou en mélange :
    Figure imgb0007
  • Les dérivés de dimercaptothiadiazole sont plus particulièrement des molécules ou mélange de molécules à base de 4,5-dimercapto-1,2,3-thiadiazole, 3,5-dimercapto-1,2,4-thiadiazole, 3,4-dimercapto-1,2,5-thiadiazole ou 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, tels que représentés ci-dessus, dans lesquels au moins l'une des substitutions =S, voire les deux substitutions =S sur le cycle thiadiazole est remplacée par un substituant :
    Figure imgb0008
     dans lequel * représente la liaison avec un atome de carbone du cycle à 5 chaînons ; n représente un entier égal à 1, 2, 3 ou 4 ; et R1 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, comprenant de 1 à 24 atomes de carbone, de préférence de 2 à 18, plus préférentiellement de 4 à 16, encore plus préférentiellement de 8 à 12 ou un substituant aromatique.
  • En particulier, en prenant comme exemple le 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, les dérivés du 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole sont des molécules de formules suivantes prises seules ou en mélange :
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010
     dans lesquelles le ou les groupes R1 représentent, indépendamment l'un de l'autre, des atomes d'hydrogène, des groupes alkyles ou alcényles linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 24 atomes de carbone, de préférence de 2 à 18, plus préférentiellement de 4 à 16, encore plus préférentiellement de 8 à 12 ou des substituants aromatiques, n étant indépendamment l'un de l'autre des entiers égaux à 1, 2, 3 ou 4, de préférence n étant égal 1.
  • De préférence, R1 représentent, indépendamment l'un de l'autre, des groupes alkyles linéaires, en C1 à C24, de préférence en C2 à C18, notamment en C4 à C16, plus particulièrement en C8 à C12 et de préférence en C12.
  • Les dérivés du dimercaptothiadiazole utilisés dans la présente invention peuvent être disponibles dans le commerce, par exemple auprès des fournisseurs Vanderbilt, Rhein Chemie ou Afton.
    • Additifs polysulfures
  • L'additif ou les additifs anti-usure aminés et/ou soufrés mis en oeuvre dans une composition lubrifiante selon l'invention peu(ven)t encore être choisi(s) parmi des additifs anti-usure soufrés de type polysulfure, en particulier des oléfines soufrées.
  • Les oléfines soufrées utilisées dans une composition lubrifiante selon l'invention peuvent être notamment des dialkyle sulfures représentés par la formule générale Ra-Sx-Rb, où Ra et Rb sont des groupes alkyles comportant de 3 à 15 atomes de carbone, préférentiellement de 1 à 5 atomes de carbone, préférentiellement 3 atomes de carbone, et x est un entier compris entre 2 et 6.
  • De préférence, l'additif polysulfure est choisi parmi les dialkyle trisulfures.
  • De préférence, l'additif anti-usure présent dans une composition mise en oeuvre selon l'invention est choisi parmi les additifs anti-usure aminés et soufrés, et avantageusement parmi les composés thia(di)azoles tels que décrits ci-dessus et plus préférentiellement parmi les dérivés du dimercaptothiadiazole.
  • Une composition lubrifiante considérée selon l'invention peut comprendre de 0,01% à 5 % en masse, en particulier de 0,1% à 3% en masse et plus particulièrement de 0,1% à 1% massique d'additif(s) anti-usure aminés et/ou soufrés, de préférence de type thia(di)azole et plus préférentiellement choisis parmi des dérivés du dimercaptothiadiazole.
  • La mise en oeuvre d'autres additifs anti-usures, connus notamment pour les lubrifiants pour système de propulsion, distincts d'additifs aminés et/ou soufrés, est envisageable, pour autant qu'ils n'affectent pas les propriétés conférées par la combinaison du ou desdits composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée et du ou desdits additifs anti-usures aminés et/ou soufrés selon l'invention.
  • De préférence, une composition lubrifiante requise selon l'invention est exempte d'additif anti-usure autre que le ou lesdits additifs anti-usure aminés et/ou soufrés mis en oeuvre selon l'invention.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, une composition lubrifiante considérée selon l'invention associe :
    • un ou plusieurs composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier choisis parmi :
      • . les amines aromatiques, en particulier telle que décrites précédemment, notamment les diarylaromatiques, et plus particulièrement les diphénylamines, de préférence substituées, avantageusement en position para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle en C1-C12 ;
      • . les phénols stériquement encombrés, en particulier tels que définis précédemment, et de préférence les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence en C1-C6, notamment en C4, en particulier tert-butyle ;
      et leurs mélanges ; et
    • un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et soufrés, de préférence choisis parmi des dérivés du dimercaptothiazole, en particulier tels que définis ci-dessus.
  • Une composition mise en oeuvre selon l'invention peut comprendre, outre un ou plusieurs additifs à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée et un ou plusieurs additifs anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s), en particulier tels que définis précédemment, une ou plusieurs huiles de base, ainsi que d'autres additifs, classiquement considérés dans les compositions lubrifiantes.
    • Huiles de base
  • Une composition lubrifiante considérée selon l'invention peut ainsi comprendre une ou plusieurs huiles de base.
  • Ces huiles de base peuvent être choisies parmi les huiles de base conventionnellement utilisées dans le domaine des huiles lubrifiantes, telles que les huiles minérales, synthétiques ou naturelles, animales ou végétales ou leurs mélanges.
  • Il peut s'agir d'un mélange de plusieurs huiles de base, par exemple un mélange de deux, trois, ou quatre huiles de base.
  • Les huiles de base des compositions lubrifiantes considérées selon l'invention peuvent être en particulier des huiles d'origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) et présentées dans le tableau 1 ci-dessous ou leurs mélanges. [Tableau 1]
    Teneur en saturés Teneur en soufre Indice de viscosité (VI)
    Groupement I < 90 % > 0,03 % 80 ≤VI < 120
    Huiles minérales
    Groupement II ≥90 % ≤0,03 % 80 ≤VI < 120
    Huiles hydrocraquées
    Groupement III ≥90 % ≤0,03 % ≥120
    Huiles hydrocraquées ou hydro-isomérisées
    Groupement IV Polyalphaoléfines (PAO)
    Groupement V Esters et autres bases non incluses dans les groupes I à IV
  • Les huiles de base minérales incluent tous types d'huiles de base obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d'opérations de raffinage telles qu'extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydrofinition.
  • Des mélanges d'huiles synthétiques et minérales, pouvant être biosourcées, peuvent également être employés.
  • Il n'existe généralement aucune limitation quant à l'emploi d'huiles de base différentes pour réaliser les compositions mises en oeuvre selon l'invention, si ce n'est qu'elles doivent avoir des propriétés, notamment en termes de viscosité, d'indice de viscosité, ou de résistance à l'oxydation, adaptées à une utilisation pour des systèmes de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride.
  • Les huiles de bases des compositions mises en oeuvre selon l'invention peuvent également être choisies parmi les huiles synthétiques, telles certains esters d'acides carboxyliques et d'alcools, les polyalphaoléfines (PAO), et les polyalkylène glycol (PAG) obtenus par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, en particulier de 2 à 4 atomes de carbone.
  • Les PAO utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant de 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir d'octène ou de décène. La masse moléculaire moyenne en poids de la PAO peut varier assez largement. De manière préférée, la masse moléculaire moyenne en poids de la PAO est inférieure à 600 Da. La masse moléculaire moyenne en poids de la PAO peut également aller de 100 à 600 Da, de 150 à 600 Da, ou encore de 200 à 600 Da.
  • Avantageusement, l'huile ou les huiles de base de la composition mise en oeuvre selon l'invention sont choisies parmi les polyalphaoléfines (PAO), les polyalkylène glycol (PAG) et les esters d'acides carboxyliques et d'alcools.
  • Selon un mode de réalisation alternatif, l'huile ou les huiles de base de la composition mise en oeuvre selon l'invention peuvent être choisies parmi les huiles de base du groupe II ou III. Il appartient à l'homme du métier d'ajuster la teneur en huile de base à mettre en oeuvre dans une composition convenant à l'invention.
  • Une composition lubrifiante considérée selon l'invention peut comprendre au moins 50 % en masse d'huile(s) de base par rapport à sa masse totale, en particulier de 60 à 99 % en masse d'huile(s) de base, par rapport à sa masse totale.
    • Additifs complémentaires
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut également comprendre en outre tous types d'additifs, distincts des additifs à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée et des additifs anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s) définis dans le contexte de la présente invention, adaptés à une utilisation dans un lubrifiant pour système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride.
  • Il est entendu que la nature et la quantité d'additifs mis en oeuvre sont choisies de manière à ne pas affecter les propriétés en termes de performances anti-usure et anti-corrosion conférées par la combinaison du ou desdits composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée et du ou desdits additifs aminé(s) et/ou soufré(s) mise en oeuvre selon l'invention.
  • De tels additifs, connus de l'homme du métier dans le domaine de la lubrification et/ou du refroidissement des systèmes de propulsion de véhicules électriques ou hybrides, peuvent être choisis parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs extrême-pression, les agents anti-mousse, les additifs abaisseurs de point d'écoulement, les dispersants, les antioxydants distincts des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention, les abaisseurs du point d'écoulement, les agents anti-mousse et leurs mélanges.
  • Avantageusement, une composition convenant à l'invention comprend au moins un additif additionnel choisi parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs extrême-pression, les agents anti-mousse, les additifs abaisseurs de point d'écoulement, les dispersants, les antioxydants distincts des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention, et leurs mélanges.
  • Ces additifs peuvent être introduits isolément et/ou sous la forme d'un mélange à l'image de ceux déjà disponibles à la vente pour les formulations de lubrifiants commerciaux pour moteurs de véhicules, de niveau de performance tels que définis par l'ACEA (Association des Constructeurs Européens d'Automobiles) et/ou l'API (American Petroleum Institute), bien connus de l'homme du métier.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement. L'additif modificateur de frottement peut être choisi parmi un composé apportant des éléments métalliques et un composé exempt de cendres. Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d'oxygène, d'azote, de soufre ou de phosphore. Les additifs modificateurs de frottement exempt de cendres sont généralement d'origine organique et peuvent être choisis parmi les monoesters d'acides gras et de polyols, les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate ; les amines grasses ou les esters de glycérol d'acide gras. Selon l'invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut comprendre de 0,01 à 2 % en poids ou de 0,01 à 5 % en poids, préférentiellement de 0,1 à 1,5 % en poids ou de 0,1 à 2 % en poids d'additif modificateur de frottement, par rapport au poids total de la composition. Une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut comprendre au moins un additif antioxydant distinct des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, tels que définis selon l'invention.
  • L'additif antioxydant permet généralement de retarder la dégradation de la composition en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition.
  • Les additifs antioxydants agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d'hydropéroxydes.
  • Des additifs antioxydants, distincts de composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée peuvent être par exemple des composés cuivrés, par exemples les thio- ou dithio-phosphates de cuivre, les sels de cuivre et d'acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les sulphonates, les phénates, les acétylacétonates de cuivre. Les sels de cuivre I et II, les sels d'acide ou d'anhydride succiniques peuvent également être utilisés. Une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut contenir tous types d'additifs antioxydants connus de l'homme du métier.
  • Une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut comprendre de 0,5 à 2 % en poids d'au moins un additif antioxydant, par rapport au poids total de la composition. De façon avantageuse, la composition lubrifiante mise en oeuvre dans la présente invention ne comprend pas d'antioxydant différent des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, tels que définis selon l'invention.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut également comprendre au moins un additif détergent.
  • Les additifs détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d'oxydation et de combustion.
  • Les additifs détergents utilisables dans une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention sont généralement connus de l'homme de métier. Les additifs détergents peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d'un métal alcalin ou alcalino-terreux.
  • Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d'acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum.
  • Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stoechiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stoechiométrique. Il s'agit alors d'additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l'additif détergent est alors généralement sous la forme d'un sel métallique insoluble dans l'huile, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut par exemple comprendre de 2 à 4 % en poids d'additif détergent, par rapport au poids total de la composition.
  • Également, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut comprendre au moins un agent dispersant.
  • L'agent dispersant peut être choisi parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.
  • Une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut par exemple comprendre de 0,2 à 10 % en poids d'agent(s) dispersant(s), par rapport au poids total de la composition. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention est exempte d'additif dispersant de type succinimide.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut comprendre en outre au moins un agent antimousse.
  • L'agent antimousse peut être choisi parmi les silicones.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut comprendre de 0,01 à 2 % massique ou de 0,01 à 5 % massique, préférentiellement de 0,1 à 1,5 % massique ou de 0,1 à 2 % massique d'agent antimousse, par rapport au poids total de la composition.
  • Une composition lubrifiante convenant à l'invention peut également comprendre au moins un additif abaisseur du point d'écoulement, (dits encore agents « PPD » pour « Pour Point Depressant » en langue anglaise).
  • En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d'écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition. Comme exemple d'additifs abaisseurs de point d'écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d'alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes, les polystyrènes alkylés.
  • En particulier, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut être exempte d'additif anti-corrosion de type triazole et d'additif dispersant de type succinimide.
  • En termes de formulation d'une telle composition lubrifiante, le ou lesdits composé(s) à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée peuvent être additionnés à une huile ou mélange d'huiles de base, puis les autres additifs complémentaires, y compris le ou les additifs anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s), ajoutés.
  • Alternativement, le ou lesdits composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée peuvent être additionnés à une formulation lubrifiante conventionnelle préexistante, comprenant notamment une ou plusieurs huiles de base, un ou plusieurs additifs anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s), et éventuellement des additifs complémentaires. Alternativement, le ou lesdits additif(s) à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention peuvent être combinés avec un ou plusieurs additifs additionnels, et le « paquet » d'additifs ainsi formé additionné à une huile ou mélange d'huiles de base.
  • Avantageusement, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention présente une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 allant de 1 à 15 mm2/s, en particulier allant de 3 à 10 mm2/s.
  • Avantageusement, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention présente une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 allant de 3 à 80 mm2/s, en particulier de 15 à 70 mm2/s.
  • Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, les valeurs de résistivité électrique mesurées à 90°C des compositions lubrifiantes mises en oeuvre selon l'invention sont comprises entre 5 et 10000 Mohm.m, de préférence encore entre 6 et 5000 Mohm.m. Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, les valeurs de perte diélectrique mesurées à 90°C des compositions lubrifiantes mises en oeuvre selon l'invention sont comprises entre 0,01 et 30, de préférence encore entre 0,02 et 25, plus préférentiellement entre 0,02 et 10.
  • Avantageusement, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention peut être de grade selon la classification SAEJ300 défini par la formule (X)W(Y), dans laquelle X représente 0 ou 5 ; et Y représente un nombre entier allant de 4 à 20, en particulier allant de 4 à 16 ou de 4 à 12.
  • Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention comprend, voire est constituée de :
    • une huile de base ou mélange d'huiles de base, de préférence choisies parmi les polyalphaoléfines (PAO), les polyalkylène glycol (PAG) et les esters d'acides carboxyliques et d'alcools ;
    • un ou plusieurs composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier choisis parmi :
      • . les amines aromatiques, en particulier telle que décrites précédemment, notamment les diarylaromatiques, et plus particulièrement les diphénylamines, de préférence substituées, avantageusement en position para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle en C1-C12 ;
      • . les phénols stériquement encombrés, en particulier tels que définis précédemment, et de préférence les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence en C1-C6, notamment en C4, en particulier tert-butyle ;
      et leurs mélanges ;
    • un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés, de préférence un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et soufrés, et plus préférentiellement choisis parmi des composés de type thia(di)azoles, en particulier des dérivés du dimercaptothiazole tels que définis ci-dessus ;
    • éventuellement un ou plusieurs additifs additionnels choisis parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs extrême-pression, les agents anti-mousse, les additifs abaisseurs de point d'écoulement, les dispersants, les antioxydants distincts des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention, et leurs mélanges.
  • Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante mise en oeuvre selon l'invention comprend, voire est constituée de :
    • de 0,01% à 5% massique, en particulier de 0,1% à 3% massique, et plus particulièrement de 0,1 % à 1 % massique, d'un ou plusieurs composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, en particulier choisis parmi :
      • . les amines aromatiques, en particulier telle que décrites précédemment, notamment les diarylaromatiques, et plus particulièrement les diphénylamines, de préférence substituées, avantageusement en position para de la fonction amine, par au moins un groupement alkyle en C1-C12 ;
      • . les phénols stériquement encombrés, en particulier tels que définis précédemment, et de préférence les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence en C1-C6, notamment en C4, en particulier tert-butyle ;
      et leurs mélanges ; et
    • de 0,01% à 5% massique, en particulier de 0,1% à 3% massique, et plus particulièrement de 0,1 % à 1 % massique, d'un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés, de préférence d'un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et soufrés, et plus préférentiellement choisis parmi des composés de type thia(di)azoles, en particulier des dérivés du dimercaptothiazole ;
    • de 60% à 99,9% massique d'huile(s) de base, de préférence choisies parmi les polyalphaoléfines (PAO), les polyalkylène glycol (PAG), les esters d'acides carboxyliques et d'alcools et leurs mélanges ;
    • éventuellement de 0,01 % à 5 % massique d'un ou plusieurs additifs choisis parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs extrême-pression, les agents anti-mousse, les additifs abaisseurs de point d'écoulement, les dispersants, les antioxydants distincts des composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention, et leurs mélanges;
    les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. APPLICATION
  • Comme indiqué précédemment, une composition lubrifiante convenant à l'invention, telle que décrite précédemment, est mise en oeuvre comme lubrifiant pour un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, et plus particulièrement du moteur et de l'électronique de puissance.
  • Ainsi, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition lubrifiante telle que définie précédemment, associant un ou plusieurs composés à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, tels que définis précédemment, et un ou plusieurs additifs anti-usure aminés et/ou soufrés, de préférence dérivés de dimercaptothiazole, pour lubrifier un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier pour la lubrification du moteur électrique et de l'électronique de puissance d'un véhicule électrique ou hybride.
  • Comme représenté schématiquement en Figure 1, le système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, comprend notamment la partie moteur électrique (1), une batterie électrique (2) et une transmission, et en particulier un réducteur de vitesse (3).
  • Le moteur électrique comprend typiquement une électronique de puissance (11) reliée à un stator (13) et un rotor (14). Le stator comprend des bobines, en particulier des bobines de cuivre, qui sont alimentées alternativement par un courant électrique. Ceci permet de générer un champ magnétique tournant. Le rotor comprend lui-même des bobines, des aimants permanents ou d'autres matériaux magnétiques, et est mis en rotation par le champ magnétique tournant.
  • Un roulement (12) est généralement intégré entre le stator (13) et le rotor (14). Une transmission, et en particulier un réducteur de vitesse (3), permet de réduire la vitesse de rotation en sortie du moteur électrique et d'adapter la vitesse transmise aux roues, permettant dans le même temps de contrôler la vitesse du véhicule.
  • Le roulement (12) est notamment soumis à de fortes contraintes mécaniques et pose des problèmes d'usure par fatigue. Il est donc nécessaire de lubrifier le roulement afin d'augmenter sa durée de vie. Également, le réducteur est soumis de fortes contraintes en friction et nécessite donc d'être lubrifié de manière appropriée afin d'éviter qu'il ne soit endommagé trop rapidement.
  • Ainsi, l'invention concerne en particulier l'utilisation d'une composition telle que décrite précédemment pour lubrifier un moteur électrique d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier pour lubrifier les roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique.
  • Elle concerne encore la mise en oeuvre d'une composition telle que décrite précédemment pour lubrifier la transmission, en particulier le réducteur, dans un véhicule électrique ou hybride.
  • Avantageusement, une composition selon l'invention peut ainsi être utilisée pour lubrifier les différentes pièces d'un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier des roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique et/ou la transmission, en particulier le réducteur, dans un véhicule électrique ou hybride.
  • De manière avantageuse, comme évoqué précédemment, une composition lubrifiante selon l'invention présente d'excellentes performances anti-usure et anti-corrosion.
  • L'invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, un procédé de lubrification d'au moins une pièce d'un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier des roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique ; et/ou de la transmission, notamment du réducteur, comprenant au moins une étape de mise en contact d'au moins ladite pièce, avec une composition telle que décrite précédemment.
  • La présente invention propose ainsi un procédé pour diminuer simultanément l'usure et la corrosion d'au moins une pièce d'un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier des roulements situés entre le rotor et le stator d'un moteur électrique ; et/ou de la transmission, notamment du réducteur, ledit procédé comprenant au moins une étape de mise en contact d'au moins ladite pièce, avec une composition telle que décrite précédemment.
  • L'ensemble des caractéristiques et préférences décrites pour la composition utilisée selon l'invention ainsi que pour ses utilisations s'applique également à ce procédé.
  • Selon un mode de réalisation particulier, une composition selon l'invention peut présenter, outre des propriétés de lubrification, de bonnes propriétés d'isolation électrique.
  • Selon ce mode de réalisation, une composition selon l'invention peut simultanément être utilisée pour lubrifier une ou plusieurs pièces d'un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride, en particulier pour la lubrification des capteurs et des électrovannes du moteur, des roulements, mais aussi du bobinage situé au niveau du rotor et du stator d'un moteur électrique, ou encore la lubrification au niveau de la transmission, en particulier les engrenages, les capteurs, les électrovannes, ou bien le réducteur que l'on retrouve dans un véhicule électrique ou hybride, et pour isoler électriquement au moins une pièce dudit système de propulsion, notamment de la batterie.
  • Dans le cadre d'une telle variante de mise en oeuvre, une composition lubrifiante considérée selon l'invention présente avantageusement une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445, comprise entre 2 et 8 mm2/s, de préférence entre 3 et 7 mm2/s. Il est entendu que les utilisations décrites ci-dessus peuvent être combinées, une composition telle que décrite précédemment pouvant être utilisée à la fois à titre de lubrifiant, d'isolant électrique mais aussi en tant que fluide de refroidissement pour le moteur, la batterie et la transmission d'un véhicule électrique ou hybride.
  • Selon l'invention, les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la composition selon l'invention, permettent de définir des utilisations selon l'invention qui sont également particulières, avantageuses ou préférées.
  • L'invention va maintenant être décrite au moyen des exemples suivants, donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif de l'invention.
    • Exemple
  • Différentes compositions ont été évaluées :
    • une composition C1 comprenant un additif anti-usure aminé et soufré, de type dimercaptothiadiazole et dépourvue d'additif à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée ; et
    • une composition C2 comprenant ledit additif anti-usure de type dimercaptothiadiazole, et un additif à fonction amine stériquement encombrée (la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine).
    • une composition C3 comprenant ledit additif anti-usure de type dimercaptothiadiazole, et un additif à fonction phénolique stériquement encombrée (l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate).
  • Les compositions C1 à C3 comprennent, outre les composés précités, une huile de base de groupe V.
  • Les compositions et les quantités (exprimées en pourcentage massique) sont indiquées dans le tableau 2 suivant. [Tableau 2]
    C1 C2 C3
    Huile de base 99% 98% 98%
    Anti-usure dimercaptothiadiazole 1% 1% 1%
    p,p'-butyl-octyl-diphénylamine - 1% -
    Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate - - 1%
    • Evaluation des propriétés anti-corrosion Méthode d'évaluation
  • Le pouvoir corrosif (ou corrodant) d'une composition peut être évalué selon un test mettant en oeuvre l'étude de la variation de la valeur de la résistance électrique d'un fil de cuivre ayant un diamètre préétabli, en fonction de la durée d'immersion de ce fil au sein de la composition. On corrèle la variation de la valeur de cette résistance électrique directement avec la variation du diamètre du fil testé. Dans le cadre de la présente invention, le diamètre du fil choisi est de 70µm.
  • Dans le présent cas, un fil de cuivre est immergé dans un tube à essai contenant un volume de 20 mL d'une composition à tester (les compositions C2 et C3 étant des compositions selon l'invention et la composition C1 étant une composition servant de comparatif).
  • La résistance du fil est mesurée à l'aide d'un ohmmètre.
  • Le courant de mesure est de 1mA.
  • La température de la composition à tester est portée à 150°C.
  • La résistance du fil de cuivre est calculée par cette équation (1) : R = ρ × L S
    Figure imgb0011
     où R est la résistance, ρ est la résistivité du cuivre, L est la longueur du fil, et S est la surface de section.
  • Dans cette équation (1), ρ et L sont constants. Ainsi, la résistance R est inversement proportionnelle avec la surface de section du fil immergé.
  • Le diamètre du fil est calculé à partir de la surface de section (équation (2)) : S = π 4 × D 2
    Figure imgb0012
     où D est le diamètre du fil.
  • On injecte l'équation (2) dans l'équation (1) pour avoir la relation entre la résistance et le diamètre (équation (3)) : R = ρ × L π 4 × D 2
    Figure imgb0013
  • C'est ainsi que, lorsque le fil se trouve corrodé par les compositions à tester, le diamètre du fil diminue, provoquant donc une augmentation de la valeur de la résistance.
  • En surveillant la résistance, on arrive à suivre le changement du diamètre du fil, qui est une image de la situation de la corrosion subie par le fil immergé.
  • La perte de diamètre du fil est donc calculée directement partir de la résistance mesurée. Quand la résistance mesurée est infinie, il s'agit d'un circuit ouvert. Donc le fil s'est cassé, ce qui définit une corrosion très sévère.
    • Résultats
  • Les résultats sont récapitulés dans le tableau 3 suivant, et sont exprimés en µm (perte de diamètre). Plus la valeur obtenue est faible, meilleures sont les propriétés anti-corrosion de la composition évaluée.
  • On estime qu'une composition est « non-corrosive » lorsque la perte de diamètre du fil de cuivre étudié, est inférieure ou égale à 2 µm après immersion pendant 80 heures, en particulier inférieure ou égale à 0,3 µm après immersion pendant 20 heures dans la composition. [Tableau 3]
    Compositions C1 C2 C3
    Perte de diamètre (µm) à 20 heures 0,29 0,01 0,30
    Perte de diamètre (µm) à 40 heures Fil cassé 0,69 0,41
    Perte de diamètre (µm) à 60 heures Fil cassé 1,28 0,60
    Perte de diamètre (µm) à 80 heures Fil cassé 1 ,85 0,76
  • Il ressort de ces résultats que l'ajout d'un composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée selon l'invention permet de réduire les effets de corrosion induits par l'additif anti-usure aminé et soufré.

Claims (5)

  1. Utilisation d'au moins un composé présentant au moins une fonction amine ou phénolique stériquement encombrée, à titre d'additif anti-corrosion dans une composition lubrifiante, destinée à un système de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride et comprenant un ou plusieurs additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s), ledit composé présentant au moins une fonction amine stériquement encombrée étant de formule :

            R3R4R5N

    dans laquelle R3 et R4 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe aliphatique en C1-20, de préférence en C4-16, ou un groupe aromatique ou hétéroaromatique, monocyclique ou polycyclique condensé, substitué ou non substitué ; R5 est un groupe aromatique ou hétéroaromatique, monocylique ou polycyclique condensé, non substitué ou portant au moins un substituant alkyle en C1-20 ; et
    ledit composé présentant au moins une fonction phénolique stériquement encombrée étant de formule (II')
    Figure imgb0014
    dans laquelle
    au moins l'un des R1 et R2 représente un groupement alkyle en C1-C10, de préférence un groupement alkyle en C1-C6, de préférence un groupement alkyle en C4, par exemple tert-butyle ; ou un groupe hydroxyle ;
    n étant un entier compris entre 0 et 3 ;
    R étant choisi, indépendamment les uns des autres, parmi des groupements alkyles en C1-C10, éventuellement substitués par un ou plusieurs groupements alcoxycarbonyle(s) en C2 à C10 tels qu'un groupement octyloxycarbonyle et /ou par un ou plusieurs groupements aryles, le ou les groupements aryle(s) étant eux-mêmes éventuellement substitués par un ou plusieurs groupes alkyles; et un groupement hydroxyle.
  2. Utilisation selon la revendication précédente, dans laquelle les composés de type amine aromatique sont choisis parmi les diarylamines, de préférence de formule

            R6-NH-R7

    dans laquelle R6 et R7 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi :
    - un groupement phényle, éventuellement substitué, de préférence en para de la fonction amine, par des groupements hydrocarbonés, en particulier choisis parmi des groupements alkyles ou alcényles, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone ; et
    - un groupe naphtyle, éventuellement substitué, de préférence en para de la fonction amine, par des groupements hydrocarbonés, en particulier choisis parmi des groupements alkyle ou alcényle, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone, et plus préférentiellement de formule (I) :
    Figure imgb0015
     dans laquelle R1 et R2 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi un atome d'hydrogène, des groupements alkyles ou alcényles, de préférence alkyles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone ; et en particulier de formule (I') :
    Figure imgb0016
     dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent des groupements alkyles, linéaires ou ramifiés, en C1 à C12, de préférence en C3 à C10, par exemple choisis parmi des groupements octyle et butyle, linéaires ou ramifiés.
  3. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle ledit composé à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée est choisi parmi la p,p'-butyl-octyl-diphénylamine, l'octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate, le 2,6-di-tert-butylphénol, et leurs mélanges.
  4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'additif anti-usure aminé et/ou soufré est choisi parmi les dérivés de dimercaptothiadiazole, les dérivés de dimercaptothiadiazole étant des molécules ou mélange de molécules à base de 4,5-dimercapto-1,2,3-thiadiazole, 3,5-dimercapto-1,2,4-thiadiazole, 3,4-dimercapto-1,2,5-thiadiazole ou 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole :
    Figure imgb0017
    Figure imgb0018
     dans lesquels au moins l'une des substitutions =S, voire les deux substitutions =S sur le cycle thiadiazole est remplacée par un substituant :
    Figure imgb0019
     dans lequel * représente la liaison avec un atome de carbone du cycle à 5 chaînons ; n représente un entier égal à 1, 2, 3 ou 4 ; et R1 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, comprenant de 1 à 24 atomes de carbone, de préférence de 2 à 18, plus préférentiellement de 4 à 16, encore plus préférentiellement de 8 à 12 ou un substituant aromatique, en particulier les dérivés du 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole de formules suivantes prises seules ou en mélange :
    Figure imgb0020
    Figure imgb0021
     dans lesquelles le ou les groupes R1 représentent, indépendamment l'un de l'autre, des atomes d'hydrogène, des groupes alkyles ou alcényles linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 24 atomes de carbone, de préférence de 2 à 18, plus préférentiellement de 4 à 16, encore plus préférentiellement de 8 à 12 ou des substituants aromatiques, n étant indépendamment l'un de l'autre des entiers égaux à 1, 2, 3 ou 4, de préférence n étant égal 1.
  5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ou lesdits composé(s) à fonction amine ou phénolique stériquement encombrée est(sont) présent(s) en une teneur allant de 0,01% à 5% en masse, en particulier de 0,1% à 3% en masse, et plus particulièrement de 0,1% à 1% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante et/ou le ou lesdits additif(s) anti-usure aminé(s) et/ou soufré(s) est(sont) présent(s) en une teneur allant de 0,01% à 5% en masse, en particulier de 0,1% à 3% en masse et plus particulièrement de 0,1% à 1% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
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