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EP4416251A1 - Carbodiimide comme additif dans des lubrifiants destinés à des systèmes de motorisation pour ameliorer la compatibilite avec les elastomeres - Google Patents

Carbodiimide comme additif dans des lubrifiants destinés à des systèmes de motorisation pour ameliorer la compatibilite avec les elastomeres

Info

Publication number
EP4416251A1
EP4416251A1 EP22801401.5A EP22801401A EP4416251A1 EP 4416251 A1 EP4416251 A1 EP 4416251A1 EP 22801401 A EP22801401 A EP 22801401A EP 4416251 A1 EP4416251 A1 EP 4416251A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
additive
carbodiimide
additives
carbon atoms
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22801401.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Modestino DE FEO
Gregory CHAO
Steve FAURE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Onetech SAS
Original Assignee
TotalEnergies Onetech SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TotalEnergies Onetech SAS filed Critical TotalEnergies Onetech SAS
Publication of EP4416251A1 publication Critical patent/EP4416251A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M141/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential
    • C10M141/06—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential at least one of them being an organic nitrogen-containing compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M133/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen
    • C10M133/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M133/22—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms containing a carbon-to-nitrogen double bond, e.g. guanidines, hydrazones, semicarbazones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2217/00—Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/04—Macromolecular compounds from nitrogen-containing monomers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2217/046—Polyamines, i.e. macromoleculars obtained by condensation of more than eleven amine monomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/25—Internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to the field of lubricating compositions, in particular lubricating compositions for the lubrication of mobile or stationary motorization systems. It relates more particularly to the use of carbodiimides as additives in lubricating compositions to improve their compatibility with elastomers, in particular with the elastomer materials of seals present in motorization systems.
  • the invention makes it possible in particular to improve the compatibility with the elastomers of lubricants implementing one or more basic organic additives improving the total base number (TBN) of said composition.
  • Lubricating compositions also called “lubricants”, are commonly used in engines for the main purposes of reducing the frictional forces between the various moving metal parts in the engines. They 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 a base oil with 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 providing additional performance.
  • lubricants intended for the lubrication of engines for example gas engines, in particular hydrogen or natural gas, or dual-fuel engines (for example mixed gas/petrol or gas/diesel engines), must satisfy several requirements. They must therefore combine good anti-wear and anti-corrosion performance, good detergency and dispersion properties to reduce the formation of deposits.
  • Detergents overbased with insoluble metal salts have been commonly used to neutralize these by-products.
  • these metal detergents for example based on phenolate and sulfonate, are ash generators and therefore undesirable.
  • TBN Total Base Number
  • TBN measured according to ASTM D2896, is a measure of the basicity of the lubricant, and therefore of its ability to neutralize the acidity developed in the lubricant during operation. H is expressed in milligrams of potassium hydroxide per gram of lubricating oil sample (mg KOH/g).
  • amine additives for example of the alkylated and aromatic amine type, which do not generate ashes, have been proposed as an alternative to overbased metallic detergents.
  • Degradation of the elastomeric material of a gasket can result in things like swelling, shrinkage, embrittlement of the gasket, and can lead to gasket failure, such as gasket leaks, which adversely affects engine performance and can also damage the engine.
  • document US 2014/0315768 proposes, for example, an additive comprising at least one iodine atom, in particular an alkyl iodide such as iodododecane.
  • the addition of such an additive does not allow access to an improvement in the compatibility of the lubricating composition with respect to the different types of elastomers that can be used at the level of the seals of the motorization systems, for example example for gas engines or engines of heavy goods vehicles, with which the lubricant is in contact, in particular vis-à-vis ethylene-acrylic elastomers.
  • the present invention aims to propose a means for improving the compatibility of lubricants with the various elastomers that can be used in the seals of motorization systems with which the lubricant is in contact, in particular in the context of the formulation of lubricants incorporating basic organic additives, in particular amino additives, implemented to increase the TBN of the lubricant.
  • Carbodiimides are known as anti-hydrolysis agents in the formulation of materials of the rubber and plastic type, in particular for polyesters, polyamides and thermoplastic polyurethanes.
  • Carbodiimides have also been proposed to improve the oxidation stability, anti-rust or anti-corrosion performance of lubricants.
  • the document US3,346,496 proposes the implementation of carbodiimides as antioxidants and as protective agents against corrosion, in combination with diphenyl amine or hydroquinolin antioxidants.
  • Document WO 00/22074 proposes combining an acid anti-rust additive and an acid deactivator such as a carbodiimide, to formulate a lubricating oil having improved oxidation stability and anti-rust performance.
  • Document EP 0 992 571 further describes the use of a carbodiimide with a specific N-phenyl-naphthyl amine to improve the oxidation stability of mineral oils.
  • document US 2006/0122077 describes the use of a carbodiimide, in combination with a carboxylic acid comprising from 2 to 24 carbon atoms, to improve the properties of corrosion inhibition, lubrication and compatibility with lead. , in a composition for power transmissions.
  • the present invention relates, according to a first of its aspects, to a lubricating composition intended for a motorization system, comprising at least:
  • At least one basic organic additive improving the total base number of said composition, in particular of the polyalkylamine type.
  • TBN booster used in a lubricating composition according to the invention, make it possible to increase the total base index as defined above, denoted TBN, of the composition; in other words, are able to neutralize acids resulting for example from the combustion of gases or chemical decomposition by-products, and provide access to improved detergent performance.
  • the said “TBN booster” additive(s) have a base number, called BN (for “Base number” in English terminology), measured according to the ASTM D2896 standard, greater than 10 mg KOH/g and up to 1200 mg KOH/g of additive, in particular greater than or equal to 50 mg KOH/g of additive and more particularly greater than or equal to 100 mg KOH/g of additive.
  • BN Base number
  • the said “TBN booster” additive or additives are chosen from:
  • a hydroxybenzoic acid optionally substituted by a hydrocarbon group; or an alkali or alkaline earth metal salt thereof, optionally overbased;
  • the said “TBN booster” additive or additives are chosen from polyalkylamines.
  • Such a lubricating composition advantageously has improved compatibility with the elastomers, in particular with the elastomers of the seals present at the level of the motorization systems, with which it is intended to come into contact.
  • a lubricant in particular comprising one or more basic organic additives, in particular of the polyalkylamine type, used to increase the TBN of the lubricant , by a carbodiimide additive, to significantly improve the compatibility of the lubricant with elastomers and, in particular, to advantageously reduce/limit the harmful effects associated with the implementation of said basic organic additives “TBN booster”.
  • the invention thus relates, according to another of its aspects, to the use of at least one carbodiimide additive in a lubricating composition intended for an engine system, in particular in a lubricating composition comprising at least one basic organic additive improving TBN , to improve its compatibility with the elastomers, in particular with the elastomers of the seals of the motorization system with which the lubricating composition is intended to come into contact.
  • the compatibility of elastomers can be evaluated according to the CEC L-l 12-16 standard, common for heavy-duty diesel engines and gas engines, which references compatibility on four different types of elastomer: "RE6” for a fluoroelastomer, “RE7” for a polyacrylate, “RE8” for a nitrile and “RE9” for an ethylene acrylic.
  • the addition of the carbodiimide additive makes it possible to improve the compatibility of the lubricant, not only with respect to elastomers of the fluoropolymer type, but also with all the types of elastomers considered according to this standard and that may be exposed to lubricant within the drive system.
  • the possibility of increasing the compatibility of the lubricant via the addition of a carbodiimide additive according to the invention allows the implementation in the lubricant of basic organic additives, free of ash, in particular of amine additives as described in the remainder of the text, in particular in quantities greater than those which can be considered in the absence of carbodiimide additive, without negatively impacting the properties lubricant compatibility with elastomers.
  • the invention also relates to a process or a method for improving the compatibility with elastomers, in particular with seals, of a lubricating composition intended for a motorization system, in particular of a lubricating composition implementing one or more additives basic organic lubricant TBN improvers, preferably one or more polyalkylamines, comprising the addition to said composition of at least one carbodiimide additive.
  • the invention thus advantageously makes it possible to formulate a lubricant comprising an increased content of ashless organic basic additives, in particular of polyalkylamines, without however altering the compatibility of the lubricant with elastomers, in particular seal elastomers.
  • TBN booster additives
  • a lubricating composition according to the invention can thus combine a high TBN, a low ash content, in particular sulphated ash, and good compatibility properties with elastomers.
  • a lubricating composition according to the invention may advantageously have a TBN, measured according to the ASTM D2896 standard, of at least 1 mg KOH/g of lubricating composition, in particular of at least 2 mg KOH, in particular of at least 3 mg KOH per gram of lubricating composition.
  • a lubricating composition according to the invention can advantageously have a low sulphated ash content.
  • the sulfated ash content of a lubricating composition according to the invention may be less than or equal to 1.3% by mass, in particular less than or equal to 1% by mass, more particularly less than or equal to 0.8% by mass , relative to the total mass of said lubricating composition.
  • the sulphated ash content can be measured according to the ASTM D874 standard.
  • the invention relates, according to another of its aspects, to a process or a method for increasing the TBN of a lubricating composition intended for an engine system, in particular of a lubricating composition with a low ash content, without impacting the rate of ash of the said composition nor its compatibility with the elastomers, comprising the addition to the said lubricating composition of at least one basic organic additive improving the TBN, in particular of at least one additive of the polyalkylamine type, in combination with at least one carbodiimide additive.
  • the lubricants considered according to the invention can be implemented for various motorization systems, mobile or stationary, in particular for motorization systems comprising one or more elastomeric materials, in particular elastomeric seals, with which the lubricant is brought into contact.
  • motorization system within the meaning of the present invention, is meant a system comprising all the mechanical parts necessary for the intended mobile or stationary application and including at least one engine, in particular an internal combustion engine. It may be a combustion, gas, in particular hydrogen, ammonia, electric or hybrid, mixed (dual fuel) engine system, for example dual fuel gas/petrol or gas/diesel oil, depending on the nature of the or engines included in the engine system: combustion, gas, in particular hydrogen, ammonia and/or electric engine.
  • gas in particular hydrogen, ammonia, electric or hybrid
  • mixed (dual fuel) engine system for example dual fuel gas/petrol or gas/diesel oil, depending on the nature of the or engines included in the engine system: combustion, gas, in particular hydrogen, ammonia and/or electric engine.
  • a “mobile” motorization system is more particularly a motorization system implemented in vehicles, including light vehicles, heavy goods vehicles, so-called “off-road” mobile machines or even marine vehicles.
  • a mobile motorization system thus corresponds more particularly to the propulsion system of a vehicle.
  • propulsion system within the meaning of the present invention, is meant a system comprising the mechanical parts necessary for the propulsion of a vehicle.
  • the propulsion system more particularly includes an engine, a transmission and optionally a battery.
  • the battery is itself generally made up of a set of electric accumulators, called cells.
  • a “stationary” motorization system within the meaning of the invention is a motorization system including a stationary motor.
  • a stationary motor For example, it can find applications in devices for the production of electrical energy. It may in particular be a gas engine system, in particular a stationary gas engine.
  • the lubricating composition considered according to the invention is implemented for a gas engine system, including biogas engine systems, in particular for natural gas engines (liquefied natural gas (LNG) or natural gas (CNG), hydrogen engines or even dual-fuel engines, for which it is imperative to control both the ash content and the TBN.
  • natural gas engines liquefied natural gas (LNG) or natural gas (CNG)
  • hydrogen engines or even dual-fuel engines, for which it is imperative to control both the ash content and the TBN.
  • It may be a lubricating composition for a four-stroke engine system, in particular for heavy-duty engines or marine four-stroke engines.
  • the lubricant considered according to the invention is intended for a four-stroke engine operating on gas, in particular on hydrogen or on natural gas.
  • the invention also relates, according to another of its aspects, to a process or a method for lubricating a motorization system, in particular as described above, comprising a step of bringing at least one mechanical part into contact of said system with a lubricating composition as defined above.
  • alkyl a saturated, linear or branched aliphatic group; for example, a C x to C z alkyl represents a saturated carbon chain of x to z carbon atoms, linear or branched;
  • a cyclic alkyl group for example a C x to C z cycloalkyl represents a cyclic carbon group of x to z carbon atoms, for example a cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl;
  • aryl a mono- or polycyclic aromatic hydrocarbon group, in particular comprising between 6 and 10 carbon atoms.
  • aryl group mention may be made of phenyl or naphthyl groups;
  • aralkyl an aryl group as defined above, substituted by at least one alkyl group as defined above.
  • the aralkyl group can be linked to the rest of the molecule through the aryl or alkyl part of the radical.
  • alkylene a divalent radical, preferably saturated, linear or branched, derived from a hydrocarbon by removal of two hydrogen atoms from separate carbon atoms.
  • a C1-C3-alkylene group represents a saturated carbon chain, linear or branched, of 1 to 3 carbon atoms, for example a methylene, ethylene, 1-methylethylene or propylene;
  • alkenyl an aliphatic, linear or branched, mono- or polyunsaturated group; for example containing one or two ethylenic unsaturations
  • hydrocarbon a compound or a fragment of a compound chosen from: an alkyl, an alkenyl, an aryl, an aralkyl.
  • the hydrocarbon groups can, if desired, include heteroatoms.
  • the invention is based on the implementation, in a lubricant for a motorization system, of one or more carbodiimide additives, to improve the compatibility of the lubricant with elastomers. It is understood that the invention can implement a single carbodiimide additive or a mixture of at least two distinct carbodiimide additives, in particular two, three or more distinct carbodiimide additives, in particular as defined below.
  • the carbodiimide additive under consideration according to the invention may be a so-called “monocarbodiimide” additive comprising a single carbodiimide unit, or even a so-called “polycarbodiimide” additive comprising at least two carbodiimide units.
  • carbodiimide additives used according to the invention are of the following formula (I):
  • X and Y represent, independently of each other, a hydrocarbon radical, saturated or not, linear, branched or cyclic, aromatic or not, optionally substituted, preferably comprising from 6 to 60 carbon atoms, in particular from 8 to 20 carbon atoms, and more particularly from 9 to 15 carbon atoms; and q is 0 or an integer ranging from 1 to 100, in particular from 1 to 50 and more particularly from 1 to 40.
  • Said radicals X and Y can have aromatic, aliphatic and/or cycloaliphatic substituents, preferably at least in the ortho position relative to the carbodiimide group, for example alkyl groups comprising at least two carbon atoms.
  • the carbodiimide additive considered according to the invention is a mono-carbodiimide.
  • the carbodiimide additive under consideration according to the invention may be of the following formula (!'):
  • X and Y can represent a phenyl group, preferably substituted at at least one of the ortho positions relative to the carbodiimide function, preferably at the two ortho positions , and optionally in the para position relative to the carbodiimide function, by a group chosen from aliphatic, linear, branched or cyclic, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated groups, and substituted or unsubstituted aromatic groups, said aliphatic and/or aromatic groups preferably comprising from 2 to 20 carbon atoms.
  • X and Y in the aforementioned formula (!’ can represent radicals of formula:
  • R1 and R2 represents an aliphatic, linear, branched or cyclic, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated group, or a substituted or unsubstituted aromatic group, preferably comprising from 2 to 20 carbon atoms;
  • the other of Ri and R2 represents a hydrogen atom, an aliphatic, linear, branched or cyclic, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated group, or a substituted or unsubstituted aromatic group, preferably comprising from 2 to 20 carbon atoms ;
  • Ri and R2 represents a hydrogen atom, an aliphatic, linear, branched or cyclic, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated group, or a substituted or unsubstituted aromatic group, preferably comprising from 2 to 20 carbon atoms ;
  • R3 represents a hydrogen atom, an aliphatic, linear, branched or cyclic, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated group, or a substituted or unsubstituted aromatic group, comprising preferably from 2 to 20 carbon atoms; said aromatic group being optionally condensed with the phenyl ring supporting it.
  • R1 and R2 represents(s) an alkyl group, linear or branched, C2 to C20, such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, tert-butyl; a C3 to C20 cycloalkyl group, for example a cyclohexyl group; or an aryl or aralkyl group comprising from 6 to 15 carbon atoms, such as a phenyl, tolyl or benzyl group.
  • C2 to C20 such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, tert-butyl
  • a C3 to C20 cycloalkyl group for example a cyclohexyl group
  • an aryl or aralkyl group comprising from 6 to 15 carbon atoms, such as a phenyl, tolyl or benzyl group.
  • R1 and R2 which are identical or different, in particular identical, represent branched C3 to C20 alkyl groups, in particular C3 to Cio, in particular C3 to C6, such as isopropyl groups.
  • R3 represents a hydrogen atom or a branched C3 to C20 alkyl group, in particular C3 to Cio, in particular C3 to C6, such as an isopropyl group; more preferably R3 represents a hydrogen atom.
  • the carbodiimide additive used according to the invention corresponds to the following formula (a): [Chem 4] in which the R1 groups, which are identical or different, and the R2 groups, which are identical or different, are as defined above, in particular represent branched C3 to C6 alkyl groups, preferably isopropyl groups.
  • the carbodiimide additive can be chosen from N,N'-bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide, N,N'-bis(2,4,6-triisopropylphenyl)carbodiimide and their mixtures .
  • the carbodiimide additive is N,N′-bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide.
  • the carbodiimide additives can also be chosen from dimers, oligomers and polymers of carbodiimides, called “poly-carbodiimide” additives.
  • Such poly-carbodiimide additives correspond more particularly to the aforementioned formula (I), in which q is greater than or equal to 1, it being possible for the groups X and Y to be as defined previously for the mono-carbodiimides.
  • carbodiimide additives used according to the invention may be commercially available or prepared according to synthetic methods known to those skilled in the art.
  • Said carbodiimide additive(s) are advantageously used in a content sufficient to achieve the desired effect in terms of compatibility of the lubricant with respect to elastomers, in particular to achieve the specifications required for the lubricant in terms of compatibility with elastomers, for example as evaluated according to the CEC L-1 12-16 standard.
  • the quantity of carbodiimide additive(s) used thus varies more particularly depending on the nature of the lubricant, and more particularly with regard to the nature and quantity of basic organic additives, in particular amino additives, present in the lubricant. lubricant level and may adversely affect the compatibility of the lubricant with elastomers.
  • the said carbodiimide additive(s) can thus be advantageously implemented in an adjusted quantity to overcome/compensate for the harmful effect associated with the implementation of basic organic additives, in particular as described below. of the text, on the compatibility of the lubricant on the elastomers.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise from 0.01 to 0.8% by mass of active material of carbodiimide, in particular from 0.05 to 0.5% by mass and more particularly from 0. 1 to 0.3% by mass of active carbodiimide material, relative to the total mass of said lubricating composition.
  • the mass content of active carbodiimide material is intended to denote the mass content of said carbodiimide compound, without any compounds, in particular solvents, with which it is formulated.
  • a lubricating composition as considered according to the invention comprises one or more base oils, as well as other additives conventionally considered in lubricating compositions.
  • a lubricating composition comprises one or more base oils.
  • base oils can be chosen from the base oils conventionally used in the field of lubricating oils, such as mineral, synthetic or natural, animal or vegetable oils or mixtures thereof.
  • It can be a mixture of several base oils, for example a mixture of two, three, four or even more than 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 the table below or mixtures thereof.
  • 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, de-alpha removal, solvent dewaxing, hydrotreating, hydrocracking, hydroisomerization and hydrofinishing .
  • Synthetic base oils can be esters of carboxylic acids and alcohols, polyalphaolefins or polyalkylene glycol (PAG) obtained by polymerization or copolymerization of alkylene oxides comprising from 2 to 8 carbon atoms, in particular of 2 to 4 carbon atoms.
  • the polyalphaolefins used as base oils are for example obtained from monomers comprising 4 to 32 carbon atoms, for example from decene, octene or dodecene, and whose viscosity at 100° C. is between 1, 5 and 15 mm 2 .s -1 according to the ASTM D445 standard. Their average molecular mass is generally between 250 and 3000 according to the ASTM D5296 standard.
  • Blends of synthetic and mineral oils, which may be biosourced, can also be used.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention comprises at least one mineral base oil (group I).
  • a lubricating composition considered according to the invention comprises at least one base oil chosen from group II, III and IV oils of the API classification, and mixtures thereof, in particular at least one group base III.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise at least 50% by mass of base oil(s) relative to its total mass, in particular at least 60% by mass of base oil(s), and more particularly between 70 and 99% by mass of base oil(s).
  • the implementation of one or more carbodiimide additives according to the invention proves to be particularly advantageous for countering the harmful effect associated with the implementation of basic organic additives improving the TBN, called "TBN booster". , in particular amino additives, on the compatibility of the lubricant with elastomers.
  • the lubricating composition under consideration according to the invention, added with one or more carbodiimide additives, in particular as defined above, can thus advantageously comprise one or more basic organic additives capable of increasing the TBN of the lubricating composition, in particular one or more additives amines.
  • TBN booster The basic organic additives "TBN booster” are known to those skilled in the art. They are distinct from metallic detergents. These "TBN booster” additives have the advantage of generating little or no ash, unlike metallic detergents. They are also called “ashless” (or “ashless” in Anglo-Saxon terminology) compounds or additives.
  • the "TBN booster" additives used according to the invention have a base number, called BN (for "Base number” in English terminology), measured according to the ASTM D2896 standard, greater than 10 mg KOH / g and up to 1200 mg KOH/g of additive, in in particular greater than or equal to 50 mg KOH/g of additive and more particularly greater than or equal to 100 mg KOH/g of additive.
  • BN Base number
  • the quantity of the said basic organic additive(s) improving the TBN, in particular of amine additive(s), for example of the polyalkylamine type , as described in the rest of the text, which can be incorporated into said lubricating composition is not limited with regard to considerations of incompatibility of said bases with respect to elastomers.
  • the quantity of basic organic additives, in particular of amine additives, for example of the polyalkylamine type, can be adjusted so as to achieve the desired TBN for the lubricating composition.
  • the target value of TBN may vary depending on the intended application for the lubricant.
  • the presence of at least one carbodiimide additive thus makes it possible to envisage the implementation of an increased quantity of basic organic additive(s) without impacting the compatibility of the lubricant with the elastomers, to access a lubricant with the desired TBN, and thus reduce the presence of undesirable metallic detergents given the ash they generate.
  • the said basic organic additive(s) "TBN booster”, in particular amino, for example of polyalkylamine type, can be implemented in a content greater than or equal to 0.1% by weight, relative to the total mass of said lubricating composition, in particular in a content of between 0.1 and 10% by mass, more particularly between 0.5 and 7% by mass, preferably between 1 and 5% by mass.
  • the said basic organic “TBN booster” additive(s), in particular amino, for example of the polyalkylamine type, can be used in a content such that their presence, at the level of the lubricating composition, contributes to at least 1 mg of KOH/g of the total TBN of said composition, in particular from 1 to 40 mg of KOH/g, in particular from 1 to 15 mg of KOH/g, in particular to at least 3 mg of KOH/g of the TBN of the lubricating composition .
  • the said basic organic “TBN booster” additive(s), in particular amino, for example of the polyalkylamine type, can be used in a content such that the BN of the said basic organic additive(s) represents at least 3%, in particular at least 5% and preferably 10 to 50% of the TBN of the lubricating composition.
  • the said basic organic “TBN booster” additive(s), in particular amino additive(s), for example of the polyalkylamine type, and the said carbodiimide compound(s), are present in a lubricating composition according to the invention in a mass ratio TBN booster/carbodiimide greater than or equal to 0.3, in particular greater than or equal to 0.8 and more particularly between 1 and 10.
  • the said basic organic “TBN booster” additive(s) used in a composition according to the invention may preferably be chosen from:
  • a hydroxybenzoic acid optionally substituted by a hydrocarbon group; or an alkali or alkaline earth metal salt thereof, optionally overbased;
  • the “TBN booster” additives considered according to the invention are not amino antioxidant additives, in particular antioxidant additives of the aromatic amine type.
  • Antioxidants of the aromatic amine type are generally of formula NR 8 R 9 R 10 in which R 8 represents an aliphatic group or an optionally substituted aromatic group, R 9 represents an optionally substituted aromatic group, R 10 represents an atom of hydrogen, an alkyl group, an aryl group or a group of formula R n S(O) z R 12 in which R 11 represents an alkylene group or an alkenylene group, R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl and z represents 0, 1 or 2.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise a single basic organic additive "TBN booster” or a mixture of at least two basic organic additives "TBN booster”, in particular two, three or more basic organic additives "TBN booster”, in particular chosen from the amino compounds detailed in the following text.
  • the basic organic "TBN booster" additives used in a lubricating composition according to the invention may more particularly comprise additives of the polyalkylamine type.
  • a lubricating composition according to the invention comprises at least one additive of polyalkylamine type, more particularly chosen from dialkylene triamines and trialkylene tetramines.
  • the polyalkylamine additives may more particularly be of the following formula (II): [Chem 5] in which :
  • R4 and R5 represent, independently of one another, a hydrogen atom or an alkyl or alkenyl group, linear or branched, in particular comprising from 1 to 22 carbon atoms;
  • R6 and R7 represent, independently of each other, an alkyl or alkenyl group, linear or branched, in particular comprising from 1 to 30 carbon atoms, in particular from 1 to 22 carbon atoms;
  • A1 and A2 represent, independently of each other, a C1 to C6, in particular C1 to C4, in particular C1 to C3 alkylene group; preferably Al and A2 represent propylene groups -(CEh-; and m is 0, 1, 2 or 3; preferably m is 1 or 2.
  • A1 and A2 are identical. In particular, they can represent methylene (-CH2-), ethylene (-CH2-CH2-), methylethylene (-CH2-CH(CH3)- or -CH(CH3)- CH2-) or propylene (-(CH2 )3-).
  • A1 and A2 represent propylene (or trimethylene) -(Eh-) groups.
  • R4 and R5 are identical.
  • R4 and R5 can represent hydrogen atoms.
  • the polyalkylamine additive may be of formula (II) in which:
  • R ⁇ and R7 identical or different, represent alkyl groups, linear or branched, comprising from 8 to 22 carbon atoms, preferably from 14 to 18 carbon atoms and more preferably from 16 to 18 carbon atoms.
  • the polyalkylamine additive may be of formula (II) in which:
  • R4 and R5 represent, independently of one another, a hydrogen atom or an alkyl group, linear or branched, Ci to C6, in particular Ci to C3, in particular a methyl group; preferably R4 and R5, which are identical, represent hydrogen atoms or methyl groups; preferably R4 and R5, which are identical, represent hydrogen atoms;
  • R ⁇ and R7 represent, independently of one another, an alkyl group, linear or branched, Ci to C0, in particular Ci to C3, in particular a methyl group; preferably R6 and R7, which are identical, represent methyl groups.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise at least one polyalkylamine additive of formula (II) mentioned above in which m is 1 and Al and A2 are propylene groups.
  • polyalkylamine additive may be of the following formula (II-a): [Chem 6] in which :
  • R4 and R5 represent, independently of one another, a hydrogen atom or a C1 to C6 alkyl group, in particular C1 to C3 and more particularly a methyl group; preferably, R4 and R5 are identical and more preferably represent hydrogen atoms or methyl groups; and even more preferably R4 and R5 are identical and represent hydrogen atoms;
  • R6 and R7 represent, independently of each other, a C1 to C6 alkyl group, in particular C1 to C3 and more particularly a methyl group; preferably R6 and R7 are identical and more preferably represent methyl groups.
  • DMAPAPA N,N-dimethyldipropylene triamine
  • TMDPT N,N,N',N'-tetramethyldipropylene triamine
  • a lubricating composition according to the invention may comprise at least one polyalkylamine additive of formula (II) mentioned above in which m is 2 and Al and A2 are propylene groups.
  • polyalkylamine additive may be of the following formula (II-b):
  • R4 and R5 represent hydrogen atoms
  • R6 and R7 represent, independently of each other, a C5 to C22 alkyl group, preferably C14 to Cis and more preferably C10 to Cis.
  • a C5 to C22 alkyl group preferably C14 to Cis and more preferably C10 to Cis.
  • Cis preferably C14 to Cis
  • C10 to Cis preferably C10 to Cis.
  • the lubricating composition according to the invention may thus comprise a mixture of polyalkylamines incorporating one or more branched polyalkylamines, as described in application WO 2017/148816.
  • the lubricating composition according to the invention can implement one or more polyalkylamines chosen from the polyalkylamines of formula (III) or (IV) below:
  • RO and R? are as defined previously; in particular represent, independently of each other, a linear or branched alkyl or alkenyl group comprising from 8 to 22 carbon atoms, in particular from 14 to 18 carbon atoms and more particularly from 16 to 18 carbon atoms ; n and z represent, independently of each other, 0, 1, 2 or 3; and when z is different from 0, o and p are, independently of each other, 0.1, 2 or 3; and derivatives thereof.
  • the polyalkylamine derivatives correspond more particularly to polyalkylamines of formula (III) or (IV) in which one or more NH functions are methylated and/or alkoxylated.
  • composition according to the invention can implement at least one polyalkylamine of formula (III) or (IV) branched, in other words being of formula (III) in which at least one of n and z is greater than or equal to 1, or of formula (IV) in which n is greater than or equal to 1.
  • the lubricating composition comprises a mixture of polyalkylamines of formula (III) and/or (IV) of which at least 3% by mass, in particular at least 5% by mass, in particular at least 10% by mass and more particularly at least 20% by mass, of branched polyalkylamines of formula (III) and/or (IV), relative to the total mass of the mixture of polyalkylamines of formula (III) and (IV).
  • a lubricating composition according to the invention may comprise, as basic organic "TBN booster" additives, one or more additives of the ionic liquid type chosen from ionic liquids based on guanidinium, ionic liquids based on ammonium, ionic liquids based on phosphonium and mixtures thereof.
  • the ionic liquid additives based on guanidinium can more particularly be of the following formula (V):
  • [CATi + ] represents a cation of formula (Va):
  • RI and R2 are chosen, independently of one another, from a hydrogen atom, a linear or branched C1-C30 alkyl group, a C3-C8 cycloalkyl group, a C6-C12 aryl group , or a C7-C12 aralkyl group, optionally substituted by a functional group comprising an oxygen and/or nitrogen atom;
  • R3, R4, R5, R6 are chosen, independently of each other, from a linear or branched C1-C30 alkyl group, a C3-C8 cycloalkyl group, a C6-C12 aryl group or a C6-C12 aralkyl group.
  • C7-C12 optionally substituted by a functional group comprising an oxygen and/or nitrogen atom; or two of (R3,R4) or (R5,R6) together form a methylene chain -(CH J i- with pi an integer from 2 to 5.
  • R1 R2
  • R3, R4, R5 and R6 are chosen, independently of each other, from alkyl groups, linear or branched, C1-C6, in particular C1-C3 and in particular methyl and ethyl groups.
  • [CATi + ] is chosen from:
  • [Xf] represents a counter-ion compatible with the intended application according to the invention.
  • [Xf] can comprise one or more anions chosen from halides, perhalides, pseudohalides, sulphates, sulphites, sulphonates, sulphonimides, phosphates, phosphites, phosphonates, methides, carboxylates, hydroxycarboxylates, alcoholates, azolates, carbonates, carbamates, thiophosphates , thiocarboxylates, thiocarbamates, thiocarbonates, xanthates, thiosulfonates, thiosulfates, nitrate, nitrite, perchlorate, halometalates, amino acids and borates.
  • anions chosen from halides, perhalides, pseudohalides, sulphates, sulphites, sulphonates, sulphonimides, phosphates, phosphites, phosphonates, methides, carboxylates, hydroxycarboxylates, alcoholates
  • the counterion [Xf] is chosen from: a) carboxylates Ra-COO", with Ra chosen from alkyl and alkenyl groups comprising from 1 to 30 carbon atoms, preferably from 6 to 15 carbon atoms; aryl groups comprising from 6 to 30 carbon atoms, preferably from 6 to 15 carbon atoms; aralkyl groups comprising from 7 to 30 carbon atoms, in particular from 7 to 20 carbon atoms, optionally substituted by a functional group comprising an oxygen and/or nitrogen atom.
  • [Xf] can represent 2-ethylhexanoate.
  • RaRbHCO′′ with Ra chosen from alkyl and alkenyl groups comprising from 1 to 30 carbon atoms, aryl groups comprising from 6 to 30 carbon atoms, aralkyl groups comprising from 7 to 30 carbon atoms;
  • Rb is chosen from H, alkyl and alkenyl groups comprising from 1 to 30 carbon atoms, aryl groups comprising from 6 to 30 carbon atoms, aralkyl groups comprising from 7 to 30 carbon atoms, optionally substituted by a functional group comprising an oxygen and/or nitrogen atom.
  • [Xf] is chosen from alkyl phenolates, in particular comprising from 7 to 20 carbon atoms; aminophenolates, in particular in which the amine group is substituted by at least one alkyl group comprising from 1 to 18, in particular from 2 to 12, carbon atoms; and their mixtures.
  • [Xf] can represent tert-amylphenolate, isooctylphenolate or dioctylamino phenolate.
  • [Xf] can represent 2-hydroxypropanoic acid.
  • [Xf] is chosen from: 2-ethylhexanoate, 2-hydroxypropanoate, ter-amylphenolate, isooctylphenolate or dioctylaminophenolate.
  • the ionic liquid based on guanidinium has the aforementioned formula (V), in which [CATi + ] represents 1,1,3,3-tetramethylguanidinium, of formula (Vb) [Chem 12] and [Xf ] represents one or more counterions chosen from the compounds of formula (VI) [Chem 13] in which : - A represents an aryl group comprising from 6 to 12 carbon atoms; in particular a phenyl or naphthyl group;
  • R 1 is chosen from a hydrogen atom, an alkyl or alkenyl group, linear or branched, comprising from 1 to 30 carbon atoms, an aryl group comprising from 6 to 30 carbon atoms;
  • - Yi represents an alkylene group, linear or branched, comprising from 1 to 6 carbon atoms
  • - ni represents an integer ranging from 1 to 20, in particular from 1 to 15 and more particularly from 1 to 12, preferably from 4 to 12 and more preferably from 6 to 10.
  • [Xf] corresponds to the formula (VIA):
  • R 1 is chosen from a hydrogen atom, an alkyl or alkenyl group, linear or branched, comprising from 1 to 30 carbon atoms and an aryl group comprising from 6 to 30 carbon atoms; R 1 possibly being in the ortho, para or mixed position, preferably in the para position;
  • - Yi is an alkylene group, linear or branched, comprising from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 3 carbon atoms, and more preferably Y i is -CH2-CH2-;
  • - ni is an integer ranging from 1 to 15, preferably from 1 to 12.
  • R 1 is chosen from a hydrogen atom and an alkyl or alkenyl group, linear or branched, comprising from 1 to 30 carbon atoms, preferably from 1 to 24 , in particular from 1 to 18 carbon atoms, more preferably from 1 to 12 carbon atoms; RI being in ortho, para or meta position.
  • R 1 represents a linear or branched alkyl group, comprising from 1 to 18 carbon atoms, in particular from 1 to 12 carbon atoms, R1 preferably being in the para position.
  • R 1 can be chosen from isopropyl, n-propyl, iso-butyl, tert-butyl, n-butyl, tert-pentyl, n-pentyl, n-hexyl, tert-hexyl, n-heptyl, tert -heptyl, n-octyl, tert-octyl, 2-ethyl hexyl, n-nonyl, tert-nonyl and dodecyl.
  • [Xf] corresponds to the formula (VIB): [Chem 15] in which ni is between 4 and 10, in particular between 6 and 10.
  • the ionic liquid additives based on ammonium can more particularly be of the following formula (VII): [Chem 16]
  • [CAT2 + ] represents a tri-n-octylmethylammonium cation
  • [X2] represents one or more anionic species chosen from the carboxylates of formula (VIIA):
  • R 2 is an alkyl or alkenyl group, linear or branched, comprising from 2 to 8 carbon atoms; preferably a linear or branched alkyl group comprising from 2 to 8 carbon atoms, in particular from 4 to 8 carbon atoms and more particularly from 5 to 7 carbon atoms.
  • [X2'] is 2-ethylhexanoate.
  • the ammonium-based ionic liquid is tri-n-octylmethylammonium 2-ethylhexanoate.
  • the ionic liquid additives based on phosphonium can more particularly be of the following formula (VIII):
  • [CAT3 + ] represents a phosphonium cation and [ X3”
  • [CAT3 + ] is chosen from cations of formula (VIIIA):
  • R7, R8, R9 and RIO are hydrocarbon groups, linear or branched, saturated or unsaturated, comprising from 1 to 12 carbon atoms;
  • R7, R8, R9, RIO is chosen from alkyl or alkenyl groups, linear or branched, Ci to C3;
  • R7, R8, R9, RIO are chosen, independently of each other, from alkyl or alkenyl groups, linear or branched, Cs to C12.
  • R7 represents an alkyl or alkenyl group, preferably a linear or branched, C1 to C3 alkyl group
  • R8 - R8, R9, RIO represent, independently of one another, alkyl or alkenyl groups, preferably alkyl groups, linear or branched, Cs to C12; preferably R7, R8 and R9 are identical and represent linear or branched Cs to C12 alkyl groups.
  • xf represents a counterion chosen from the compounds of formula (VIIIB):
  • [Xa”] represents 2-ethylhexanoate.
  • [CAT3 + ] is tri-n-octyl methylphosphonium and [Xr] is 2-ethylhexanoate.
  • the phosphonium-based ionic liquid is tri-n-octyl methylphosphonium 2-ethylhexanoate.
  • the ionic liquids based on guanidinium, ammonium or phosphonium are preferably soluble in the oil or the base oils used in the lubricating composition.
  • a compound is said to be soluble in a base oil if it can be solubilized at a concentration of at least 0.01% by weight relative to the weight of the base oil, at room temperature.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise, as basic organic additive “TBN booster”, one or more additives having amine, boron and acid or carboxylate functionalities.
  • Such additives are in particular described in applications WO 2018/220007, WO 2018/220009, WO 2019/229173, WO 2020/094796, WO 2020/094800 and WO 2021/089671.
  • additives can be more particularly chosen from the products of the reaction between at least:
  • hydroxybenzoic acid optionally substituted by a hydrocarbon group; or one alkali or alkaline earth metal salt thereof, optionally overbased;
  • Compounds of the hydroxybenzoic acid type are molecules which comprise at least one benzoic acid fragment, and in which the aromatic ring bears at least one hydroxyl function, and optionally an alkyl, alkenyl, aryl substituent or aralkyl.
  • the hydrocarbon substituent and the hydroxyl function can be in the ortho, meta or para position with respect to the acid function and with respect to each other.
  • the hydrocarbon substituent can comprise from 1 to 50 carbon atoms.
  • hydroxybenzoic type examples include in particular salicylic acid (hydroxy-2-benzoic acid), hydroxy-3-benzoic acid, hydroxy-4-benzoic acid, preferably salicylic acid.
  • the compounds of hydroxybenzoic acid type substituted by a hydrocarbon group can be chosen, for example, from mono-(alkyl or alkenyl) substituted salicylic acids, di-alkyl and/or alkenyl substituted salicylic acids, acid functionalized calixarenes, in particular d salicylic acid, and mixtures thereof.
  • the compounds of hydroxybenzoic acid type may correspond to the following formula (IX):
  • R represents a hydrocarbon group, linear, branched or cyclic, of 1 to 50 carbon atoms, R possibly comprising one or more heteroatoms; a is 0, 1 or 2, preferably a is 1. When a is 2, the hydrocarbon groups may be the same or different.
  • Hydrocarbon groups include alkyl, alkenyl, aryl and aralkyl groups, and optionally include one or more heteroatoms.
  • R does not comprise a heteroatom.
  • R represents a linear or branched alkyl or alkenyl group, preferably a linear alkyl group, comprising from 1 to 50 carbon atoms, in particular from 12 to 40 and more particularly from 18 to 30 carbon atoms.
  • the hydroxybenzoic acid compound of formula (IX) is salicylic acid or a salicylic acid derivative of formula (IXA)
  • the compounds of hydroxybenzoic acid type can be chosen from calixarene structures.
  • the calixarene structures according to the invention designate more particularly cyclic structures comprising m units of hydroxybenzoic acid substituted by a hydrocarbon group of formula (X) and n units of phenol of formula (XI) which are linked together to form a cycle.
  • Gi represents a hydrocarbon group, linear, branched or cyclic, of 1 to 50 carbon atoms, and Gi can comprise one or more heteroatoms, in particular chosen from O, N and S; preferably Gi is chosen from alkyl and alkenyl groups, in particular a linear alkyl group comprising in particular from 12 to 40 carbon atoms, in particular from 18 to 30 carbon atoms; b is 0, 1 or 2;
  • G2, G3, G4 and G5 are chosen from: OH, H or a hydrocarbon group of 1 to 50 carbon atoms which comprises one or more heteroatoms, provided that one or two of G2, G3, G4 and G5 is OH, m and n are integers which satisfy: m between 1 and 8, n is at least 3, m + n is between 4 and 20, preferably between 5 and 12.
  • the hydrocarbon groups Gi may be the same or different.
  • the units (X) are chosen from units of formula (XA) below: [Chem 24] wherein Gi, Q and b are as defined for formula (X).
  • G5 is a hydroxyl group.
  • G2, G3, G4 in formula (XI) represent, independently of each other, H or an alkyl or alkenyl group of 1 to 50 carbon atoms; in particular H or a linear alkyl group of 1 to 40 carbon atoms, in particular of 1 to 30 carbon atoms and more particularly of 4 to 25 carbon atoms.
  • the (X) units may be the same or different.
  • Units (XI) can be the same or different in a calixarene molecule.
  • the Q groups can be chosen, independently of one another, from -S- and groups of formula -(CHG6)c- in which G ⁇ is chosen from a hydrogen atom and a hydrocarbon group of 1 to 10 carbon atoms and c is an integer of 1 to 4 carbon atoms, in particular each G ⁇ is H.
  • the alkali metal and/or alkaline-earth metal hydroxybenzoate compounds are the alkali metal and/or alkaline-earth metal salts of the aforementioned hydroxybenzoic acid type compounds.
  • the alkali metal is lithium, sodium or potassium, in particular potassium.
  • the alkaline earth metal is calcium, barium, magnesium or strontium, preferably calcium.
  • the compound of hydroxybenzoic acid type in the reaction with the boron compound and the amino compound, can be used in mixture with an alkylphenol.
  • the mixture may, for example, comprise up to 50 molar % of alkylphenol, relative to the total number of moles of the mixture of alkylphenol and of compound of the hydroxybenzoic acid or alkali metal and/or alkaline-earth metal hydroxybenzoate type.
  • the boron compound (in other words, based on boron) can be chosen in particular from boric acid (B(OH)3), hydrocarbon boronic acids, boric esters and hydrocarbon boronic esters, boron oxide and boric acid complexes.
  • the boron compound can be chosen from boric acid; boron oxide; boric acid complexes; trialkyl borates, in particular in which the alkyl groups comprise independently of each other from 1 to 4 carbon atoms; boronic acids having a C1-C12 alkyl group; boric acids substituted with two alkyl groups, in particular C1 to C12; boric acids substituted with two aryl groups, in particular C6 to C12; boric acids substituted by one or two aralkyl groups, in particular C7 to C12, and derivatives of these compounds obtained by substitution of at least one alkyl group by one or more alkoxy groups.
  • Alkyl and alkoxy groups can be linear, branched or cyclic.
  • Boric acid complexes are in particular complexes of boron with one or more molecules comprising one or more alcohol functions.
  • the boron compound is boric acid.
  • the polyalkylamine compound may more particularly be of formula (XIIA):
  • the di-alkylaminopolyalkylamine of formula (XIIA) can be dimethylaminopropylaminopropylamine (DM APAPA).
  • the polyalkylamine compound may more particularly be of formula (XIIB): [Chem 27] in which :
  • the tri-alkylaminopolyalkylamine of formula (XIIB) may in particular be triethyl netetramine.
  • the amino compound may be a quaternary ammonium salt, as described in applications WO 2019/229173 and WO 2020/094796.
  • the amine compound can be chosen from quaternary ammonium salts comprising four hydrocarbon groups, advantageously chosen from alkenyl and C1-C40 alkyl groups.
  • the amino compound is chosen from the quaternary ammonium salts corresponding to the formula (XIII):
  • W represents a counterion, in particular chosen from halogens, for example Cl′;
  • Rio, Ru, R12 and Ro are chosen, independently of each other, from hydrocarbon groups comprising from 1 to 40 carbon atoms, advantageously from alkenyl and alkyl groups, linear, branched or cyclic, comprising from 1 to 40 carbon atoms. carbon.
  • R10, Ru, R12 and R13 are chosen, independently of each other, from linear alkyl and alkenyl groups comprising from 1 to 8 carbon atoms, preferably from 2 to 6 carbon atoms.
  • R10, R11, R12 and R13 are chosen, independently of each other, from linear alkyl and alkenyl groups comprising from 14 to 22 carbon atoms, preferably from 14 to 18 carbon atoms and more preferably from 16 to 18 carbon atoms.
  • the amino compound can be chosen from compounds comprising two or three amine functions, at least one amine function being substituted by at least one hydrocarbon group and, optionally, one or more amine functions being substituted with at least one monoalkoxy or polyalkoxy group, as described in applications WO 2018/220007 and WO 2020/0947966.
  • the amino compound is preferably chosen from compounds comprising two or three amine functions, at least one amine function being substituted by at least one hydrocarbon group comprising from 1 to 40 carbon atoms, advantageously an alkyl or alkenyl group C1-C40, and where one or more amine functions is (are) optionally substituted by a C2-C4 monoalkoxy or polyalkoxy group.
  • the amine compound is chosen from the di-amines of formula (XIV)
  • Xi represents a group selected from a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group Ru;
  • Y represents a group chosen from a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group R13;
  • Zi and Z2 represent, independently of each other, a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group R12;
  • Rio, R11, R12 and R13 represent, independently of each other, hydrocarbon groups comprising from 1 to 40 carbon atoms, advantageously alkyl or alkenyl groups comprising from 1 to 40 carbon atoms,
  • Rd and Re represent, independently of one another, alkyl or alkenyl groups comprising from 1 to 20 carbon atoms; when Zi and Z2 both represent R12 alkyl or alkenyl groups, they may be different.
  • Rio, Ru, R12 and R13 are chosen, independently of each other, from alkyl and alkenyl groups, preferably linear, comprising from 4 to 30 carbon atoms, in particular from 8 to 22 carbon atoms, in particular from 14 to 22 carbon atoms, preferably from 14 to 18 carbon atoms and more preferably from 16 to 18 carbon atoms.
  • the groups R10, R11, R12 and R13 are identical.
  • Rd and Re are preferably chosen from linear alkyl and alkenyl groups, preferably linear alkyl groups, in particular comprising from 2 to 4 carbon atoms.
  • Rd and Re are chosen from -CH2-CH2-, -CH(CH3)-CH2- and -CH2-CH2-CH2-.
  • amino compound of formula (XIV) is of formula (XIVA):
  • amino compound of formula (XV) is of formula (XVB):
  • the amino compound can be chosen from mixtures of polyalkylamines substituted by two fatty alkyl and/or alkenyl chains, as described in applications WO 2018/220009 and WO 2020/094800.
  • the mixture of polyalkylamines more particularly comprises one or more polyalkylamines of formula (III) or (IV) as described above.
  • RO and R? represent, independently of each other, alkyl or alkenyl groups, linear or branched, preferably linear, comprising from 4 to 30 carbon atoms, preferably from 8 to 22 carbon atoms and more particularly from 14 to 18 carbon atoms, preferably 16 to 18 carbon atoms; n and z represent, independently of each other, 0, 1, 2 or 3; and when z is different from 0, o and p are, independently of each other, 0.1, 2 or 3; or derivatives thereof; in which the mixture of polyalkylamines comprises at least 3% by mass, in particular at least 5% by mass, in particular at least 7% by mass, preferably at least 10% by mass and more particularly at least 20% by mass, of branched polyalkylamines of formula (III) and/or (IV) relative to the total mass of the mixture of polyalkylamines of formula (III) and (IV).
  • the mixture of polyalkylamines comprises, or even consists, of compounds of formula (III) or (IV) in which n, o, p and z are, independently of each other, 0, 1 or 2, preferably 0 or 1.
  • R ⁇ and R7 which are preferably identical, can be derived from animal and vegetable oils and fats, in particular as described above, and in particular from tallow oil, oil coconut and palm oil, preferably tallow oil.
  • Such amines may be commercially available from Akzo, for example under the trade reference Tetrameen® 2HBT.
  • the compound used as a "TBN booster" additive in a lubricating composition according to the invention can thus be the product of the reaction of at least one hydroxybenzoic acid, optionally substituted by a hydrocarbon group or a metal salt.
  • the reaction can for example be carried out by combining the compound of hydrobenzoic acid or hydroxybenzoate type and the boron compound in the desired ratio and in the presence of a suitable solvent.
  • suitable solvents can be, for example, naphtha and polar solvents such as water and alcohols, for example methanol, ethanol, propanol, butanol.
  • the reaction is carried out with a compound molar ratio of hydroxybenzoic acid type/boronated compound ranging from 30:1 to 1:30, preferably from 15:1 to 1:5, in particular from 10:1 to 1:5, plus particularly from 5:1 to 1:2 and even more preferably from 4:1 to 1:1.
  • the boron compound is dissolved. Then, the amine compound is slowly added to the mixture to effect neutralization and formation of the desired reaction product.
  • the amino compound is added in an amount such that the molar ratio compound of hydroxybenzoic acid type/amino compound is between 30:1 and 1:30, in particular from 10:1 to 1:5, preferably between 15:1 and 1:5, more preferably between 5:1 and 1:2 and more preferably between 4:1 and 1:1.
  • the amino compound is added in an amount such that the boron compound/amino compound molar ratio is between 20:1 and 1:20, preferably between 10:1 and 1:10, more preferably between 5:1 and 1 :5 and more preferably between 2:1 and 1:2.
  • the reaction can be carried out by maintaining the reaction medium at a temperature between approximately 20° C. and approximately 100° C., for example between approximately 50° C. and approximately 75° C., generally for a time ranging from 0.5 to 5 hours. , and more preferably between 1 and 4 hours.
  • the resulting product contains a complex mixture of compounds which can be used as such in the lubricating composition according to the invention.
  • the product results from the reaction of a mixture of reagents (not including the solvent or solvents) consisting of at least one compound of the hydroxybenzoic acid or alkali metal or alkaline-earth metal hydroxybenzoate type optionally substituted by a hydrocarbon group, in the at least one boron compound and at least one amine compound, and optionally an alkylphenol.
  • a mixture of reagents consisting of at least one compound of the hydroxybenzoic acid or alkali metal or alkaline-earth metal hydroxybenzoate type optionally substituted by a hydrocarbon group, in the at least one boron compound and at least one amine compound, and optionally an alkylphenol.
  • the “TBN booster” additive(s) used in a lubricating composition according to the invention consist of one or more polyalkylamines. Otherwise, according to a particular embodiment, a lubricating composition according to the invention does not comprise “TBN booster” additives other than additives of the polyalkylamine type, in particular as described above.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise, or even consist of:
  • a lubricating composition according to the invention may comprise all types of additives suitable for the intended use for the lubricant, as detailed in the following text, for example for use in gas engine systems, for a mobile application and stationary, heavy-duty engine systems, four-stroke marine engine systems, etc.
  • the additives are chosen so as not to have a significant impact on the sulphated ash content of the lubricating composition.
  • additives can be introduced separately and/or in the form of a mixture of additives similar to those already available for sale for the formulations of commercial lubricants for vehicle engines, with a performance level as defined by the ACEA (Association of European Automobile Manufacturers) and/or F API (American Petroleum Institute), well known to those skilled in the art.
  • ACEA Association of European Automobile Manufacturers
  • F API American Petroleum Institute
  • additives distinct from the said basic organic additive(s) improving the TBN and from the said carbodiimide additive(s), may be chosen in particular from metallic detergents, friction modifier additives, anti-wear additives, extreme pressure additives, antioxidants, viscosity index (VI) improvers, pour point depressants (PPD), dispersants, antifoaming agents, thickeners, corrosion inhibitors, copper passivators, and mixtures thereof.
  • a lubricating composition according to the invention comprises one or more additives chosen from viscosity index improvers, pour point lowering additives, anti-wear additives, antioxidants and mixtures thereof.
  • Metallic detergent additives chosen from viscosity index improvers, pour point lowering additives, anti-wear additives, antioxidants and mixtures thereof.
  • Metal detergents are known to those skilled in the art. They are generally anionic compounds comprising a long lipophilic hydrocarbon chain and a hydrophilic head, the associated cation possibly being a metal cation of an alkali or alkaline earth metal.
  • the alkali and alkaline-earth metals are preferably calcium, magnesium, sodium or barium.
  • These metallic salts generally comprise the metal in a stoichiometric quantity (one then speaks of non-overbased or “neutral” detergents), or else in excess, therefore in a quantity greater than the stoichiometric quantity.
  • the lubricating composition according to the invention comprises at least one metallic detergent additive chosen from overbased detergents and/or neutral detergents.
  • the overbased detergent and/or the neutral detergent are compounds based on metals chosen from calcium, magnesium, sodium and barium, preferably based on calcium or magnesium.
  • the overbased detergent is overbased with insoluble metal salts chosen from the group of alkali and alkaline-earth metal carbonates, preferably calcium carbonate.
  • the overbased detergent used in a lubricating composition according to the invention may be chosen in particular from phenates, sulfonates, salicylates and mixed detergents (phenate-sulfonates-salicylates) overbased with calcium carbonate, more particularly with sulfonates and calcium carbonate overbased phenates.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise less than 15% by mass of metallic detergent(s), in particular less than 10% by mass, and more particularly from 0.5% to 5%, in particular less than 2% by mass, of metallic detergent(s), relative to the total mass of said lubricating composition.
  • a lubricating composition according to the invention thus has a sulphated ash content, determined according to the ASTM D-874 standard, of less than or equal to 1.3% by mass, in particular less than or equal to 1% by mass and more particularly less than or equal to 0.8% by mass.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise, or even consist of:
  • TBN total base number
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise at least one friction modifier additive.
  • the friction modifier additives can be chosen from compounds providing metallic elements and compounds free of ash, preferably from compounds free of ash.
  • transition metals such as Mo, Sb. Sn, Fe, Cu, Zn whose ligands can be hydrocarbon compounds comprising oxygen, nitrogen, sulfur or phosphorus atoms.
  • the friction modifier additives are chosen from ash-free compounds, generally of organic origin and which can be more particularly chosen from monoesters of fatty acids and polyols, alkoxylated amines, alkoxylated fatty amines, fatty epoxides, borate fatty epoxides, fatty amines or fatty acid glycerol esters.
  • the fatty compounds comprise at least one hydrocarbon group comprising from 10 to 24 carbon atoms.
  • a lubricating composition comprises at least one friction modifier additive, in particular based on molybdenum.
  • the molybdenum-based compounds can be chosen from molybdenum dithiocarbamates (Mo-DTC), molybdenum dithiophosphates (Mo-DTP), and mixtures thereof.
  • a lubricating composition considered according to the invention may comprise from 0.01 to 5% by mass, preferably from 0.01 to 5% by mass, more particularly from 0.1 to 2% by mass or even more particularly from 0 1 to 1.5% by mass, relative to the total mass of the lubricating composition, of friction modifier additives, advantageously including at least one molybdenum-based friction modifier additive.
  • a lubricating composition considered according to the invention may comprise at least one antioxidant additive.
  • Antioxidant additives are essentially dedicated to delaying the degradation of the lubricating composition in service. This degradation can in particular result in the formation of deposits, in the presence of sludge or in an increase in the viscosity of the lubricating composition. They act in particular as free radical inhibitors or destroyers of hydroperoxides.
  • antioxidant additives commonly employed, mention may be made of antioxidants of the phenolic type, antioxidant additives of the amine type, phosphosulfur antioxidant additives. Some of these antioxidant additives, for example phosphosulfur antioxidant additives, can be ash generators.
  • the phenolic antioxidant additives can be ash-free or in the form of neutral or basic metal salts.
  • THE antioxidant additives may in particular be chosen from sterically hindered phenols, sterically hindered phenol esters and sterically hindered phenols comprising a thioether bridge, diphenylamines, diphenylamines substituted with at least one C1-C12 alkyl group, N,N' -dialkyl-aryl-diamines and mixtures thereof.
  • the sterically hindered phenols are chosen from compounds comprising a phenol group of which at least one carbon vicinal to the carbon carrying the alcohol function is substituted by at least one C1-C10 alkyl group, preferably a C1-C6 alkyl group. , preferably a C4 alkyl group, preferably by the ter-butyl group.
  • Amino compounds are another class of antioxidant additives that can be used, possibly in combination with phenolic antioxidant additives.
  • Examples of amino compounds are aromatic amines, for example aromatic amines of formula NR 8 R 9 R 10 in which R 8 represents an aliphatic group or an optionally substituted aromatic group, R 9 represents an optionally substituted aromatic group, R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a group of formula R n S(O) z R 12 in which R 11 represents an alkylene group or an alkenylene group, R 12 represents an alkyl group, a alkenyl group or an aryl group and z represents 0, 1 or 2.
  • Sulfurized alkyl phenols or their alkali and alkaline earth metal salts can also be used as antioxidant additives.
  • a lubricating composition considered according to the invention may contain all types of antioxidant additives known to those skilled in the art.
  • the lubricating composition comprises at least one ash-free antioxidant additive.
  • a lubricating composition considered according to the invention may comprise from 0.1 to 2% by mass, relative to the total mass of the composition, of at least one antioxidant additive.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise at least one pour point depressant additive (also called “PPD” agents for “Pour Point Depressant” in English).
  • pour point depressant additive also called “PPD” agents for “Pour Point Depressant” in English.
  • pour point reducing agents examples include polyalkyl methacrylates, poly acrylates, polyarylamides, polyalkylphenols, polyalkylnaphthalenes and alkylated polystyrenes.
  • a lubricating composition considered according to the invention can also comprise at least one dispersing agent.
  • the dispersing agents ensure the maintenance in suspension and the evacuation of the insoluble solid contaminants constituted by the secondary products of oxidation which are formed when the lubricating composition is in service. They can be chosen from Mannich bases, succinimides and their derivatives.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise from 0.2 to 10% by mass of dispersing agent(s), relative to the total mass of the composition.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may also comprise at least one viscosity index (VI) improver.
  • Viscosity index (VI) improvers in particular viscosity index improver polymers, help ensure good cold behavior and minimum viscosity at high temperatures.
  • polymers improving the viscosity index mention may be made of polymeric esters, homopolymers or copolymers, hydrogenated or non-hydrogenated, of styrene, butadiene and isoprene, homopolymers or copolymers of olefins, such as such as ethylene or propylene, polyacrylates and polymethacrylates (PMA).
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise from 1 to 15% by mass, of additive(s) improving the viscosity index, relative to the total mass of the lubricating composition.
  • a lubricating composition considered according to the invention may also comprise at least one antifoam additive.
  • the antifoam additives can be chosen from polar polymers such as polymethylsiloxanes or polyacrylates.
  • a lubricating composition under consideration according to the invention may comprise from 0.01 to 3% by mass of antifoam additive(s), relative to the total mass of the lubricating composition.
  • a lubricating composition according to the invention may comprise, or even consist of:
  • TBN total base number
  • additives distinct from said basic organic additive(s) improving TBN and from said carbodiimide additive(s), chosen from metallic detergent additives, friction modifiers, anti-wear additives, extreme pressure additives, antioxidants, viscosity index (VI) improvers, pour point depressants (PPD), dispersants, antifoaming agents, thickeners, corrosion inhibitors, copper passivators, and mixtures thereof .
  • a lubricating composition formulated according to the invention comprises, or even consists of:
  • TBN total base number
  • a lubricating composition according to the invention may have a kinematic viscosity, measured at 40° C. according to the ASTM D445 standard, of between 20 mm 2 /s and 50 mm 2 /s, preferably between 25 mm 2 /s and 40 mm 2 /s.
  • a lubricating composition according to the invention has a kinematic viscosity, measured at 100° C. according to the ASTM D445 standard, of between 2 mm 2 /s and 20 mm 2 /s, preferably between 4 mm 2 /s and 15 mm 2 /s.
  • the lubricating compositions considered according to the invention can be intended for various motorization systems, mobile or stationary.
  • the invention proves to be particularly advantageous for an implementation for motorization systems comprising an elastomeric material, for example elastomeric seals, exposed to said lubricant.
  • the invention thus relates, according to another of its aspects, to the use of a composition as defined above, incorporating one or more carbodiimide additives as an additive improving the compatibility of the lubricating composition with respect to elastomers. , for lubricating a motorization system, in particular mobile or stationary.
  • the lubricating compositions according to the invention may in particular be intended for motorization systems including an internal combustion engine, for example a diesel engine or a gas engine.
  • the motorization system may in particular comprise a diesel fuel engine, typically a diesel engine for heavy goods vehicles, a marine engine, a gasoline engine, a gas engine, an ammonia engine.
  • a diesel fuel engine typically a diesel engine for heavy goods vehicles, a marine engine, a gasoline engine, a gas engine, an ammonia engine.
  • H can be motorization systems for light vehicles, heavy vehicles, boats.
  • the lubricating composition considered according to the invention can be a lubricant for gas engine systems, mobile or stationary, in particular for natural gas engines (LNG or CNG), hydrogen engines, but also dual engines fuel gas/petrol, dual fuel gas/diesel.
  • LNG or CNG natural gas engines
  • hydrogen engines but also dual engines fuel gas/petrol, dual fuel gas/diesel.
  • a lubricating composition according to the invention is implemented for motorization systems distinct from two-stroke marine engines.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Diesel engines with EGR can experience higher loads of acidic combustion products, transmitted to the lubricant from the exhaust gases, so lubricants with high levels of TBN are often desirable to effect the neutralization of these acids.
  • the compatibility of engine lubricants with elastomers is evaluated according to standard CEC Ll 12-16. This test explores the performance of four types of elastomeric materials (RE6: fluoroelastomer; RE7: polyacrylate; RE8: nitrile and RE9: ethylene acrylic) when exposed to a lubricant.
  • the reference lubricant is a lubricant marketed under the reference NATERIA MJ 40, intended for the lubrication of stationary gas engines.
  • Formulations Cl, II, 12 and 13 are prepared by supplementing the reference lubricant with:
  • N,N'-dimethyldipropylene triamine denoted DMAPAPA (formulations Cl, II and 12), in a mass content of 0.5% relative to the mass of the reference lubricant; or N,N,N′,N′-tetramethyldipropylene triamine, denoted TMDPT (formulation 13), in a mass content of 0.7% by mass relative to the mass of the reference lubricant;
  • carbodiimide additive according to the invention N,N'-bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide
  • Carbodiimide 1 and Carbodiimide 2 in a mass content of commercial product of 1% or 2% by mass relative to the total mass of the reference lubricant.
  • a carbodiimide additive according to the invention in a lubricant makes it possible to achieve good compatibility of the lubricant with respect to the various elastomers, and this even in the presence of an amine additive.

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Abstract

La présente invention concerne une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, comprenant au moins une ou plusieurs huiles de base, au moins un additif carbodiimide et au moins un additif organique basique améliorant le TBN; ainsi qu'un procédé de lubrification d'un système de motorisation mettant en œuvre une telle composition lubrifiante. Elle concerne également l'utilisation d'au moins un additif carbodiimide dans une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, pour améliorer sa compatibilité avec les élastomères.

Description

Description
Titre : Carbodiimide comme additif dans des lubrifiants destinés à des systèmes de motorisation pour améliorer la compatibilité avec les élastomères
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des compositions lubrifiantes, notamment des compositions lubrifiantes pour la lubrification des systèmes de motorisation mobiles ou stationnaires. Elle concerne plus particulièrement l’utilisation de carbodiimides à titre d’additifs dans des compositions lubrifiantes pour améliorer leur compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les matériaux élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation.
De manière avantageuse, l’invention permet notamment d’améliorer la compatibilité avec les élastomères de lubrifiants mettant en œuvre un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition.
Technique antérieure
Les compositions lubrifiantes, dites encore « les lubrifiants », sont communément mises en œuvre dans les moteurs à des fins principales de réduction des forces de frottement entre les différentes pièces métalliques en mouvement dans les moteurs. Elles 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 huile de base à laquelle 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.
De fait, les lubrifiants destinés à la lubrification des moteurs, par exemple des moteurs à gaz, en particulier à hydrogène ou au gaz naturel, ou des moteurs dual-fuel (par exemple moteurs mixtes gaz/essence ou gaz/gazole), doivent satisfaire plusieurs exigences. Ils doivent ainsi combiner de bonnes performances anti-usure, anti-corrosion, de bonnes propriétés de détergence et de dispersion pour réduire la formation de dépôts.
Les moteurs à combustion interne produisent des sous-produits acides. Ces produits acides peuvent par exemple provenir de la combustion du carburant ou encore d’impuretés provenant du carburant ou de la composition lubrifiante, provoquant la formation d’oxydes soufrés qui, en présence d’eau, sont hydrolysés en sous-produits acides. Ces sous-produits acides ont des effets néfastes sur les performances du lubrifiant moteur, ainsi que directement sur le moteur. Ils peuvent notamment provoquer des problèmes de corrosion, d’usure et de dépôts au niveau des pièces métalliques du moteur.
Il est par conséquent nécessaire que les lubrifiants puissent neutraliser ces matières acides, afin de réduire, voire de prévenir les dommages qu’ils peuvent induire au niveau du système de motorisation.
Des détergents surbasés par des sels métalliques insolubles, par exemple à base de carbonate de calcium ou de magnésium, ont été couramment utilisés pour neutraliser ces sous-produits. Cependant, ces détergents métalliques, par exemple à base de phénolate et de sulfonate, sont générateurs de cendres et par conséquent indésirables.
En particulier, les spécifications en termes de « bas taux de cendres » (LOW SAPS), élaborées par l’Association des Constructeurs Automobiles Européens (ACEA), imposent aux compositions lubrifiantes des teneurs limites en cendres sulfatées (générées par la présence de métaux), en soufre et en phosphore, d’où l’appellation « Low SAPS » pour « Low Sulfated Ashes, Phosphorus, Sulfur ». En effet, le soufre, le phosphore et les cendres sulfatées peuvent endommager les systèmes de post traitements installés sur les véhicules. Les cendres sont notamment néfastes pour les filtres à particules (F AP).
H a ainsi été proposé de mettre en œuvre, à titre d’alternative aux détergents métalliques surbasés, des additifs organiques basiques, ne générant pas de cendres, aptes à réagir avec les acides et les neutraliser.
Ces additifs organiques basiques permettent ainsi d’accroître l’indice de base total, dit TBN pour « Total Base Number » de la composition lubrifiante, sans impacter le taux de cendres sulfatées, afin de respecter les teneurs limites imposées pour les lubrifiants « Low SAPS ». Us sont encore communément désignés sous l’appellation « TBN booster ».
Le TBN, mesuré selon la norme ASTM D2896, est une mesure de la basicité du lubrifiant, et donc de sa capacité à neutraliser l’acidité se développant dans le lubrifiant en cours de fonctionnement. H est exprimé en milligrammes d’hydroxyde de potassium par gramme d’échantillon d’huile lubrifiante (mg KOH/g). En particulier, des additifs aminés, par exemple de type amines alkylées et aromatiques, n’engendrant pas de cendres, ont été proposés comme alternative aux détergents métalliques surbasés.
Malheureusement, cette additivation du lubrifiant par de tels additifs organiques basiques, notamment par des additifs aminés, est susceptible d’induire des effets néfastes pour ce qui est de la compatibilité du lubrifiant avec les élasto mères et, par conséquent, d’ entrainer une dégradation des matériaux des joints élastomères, en particulier des joints en fluoropolymère (Nersasian et al., Asie Transactions, volume 23, 4, 343-352).
La dégradation du matériau élastomère d’un joint peut se traduire par exemple par un gonflement, un rétrécissement, une fragilisation du joint, et peut entraîner une défaillance du joint, telle que des fuites de joint, ce qui nuit aux performances du moteur et peut également endommager le moteur.
Dès lors, la quantité introduite de tels additifs organiques basiques doit être étroitement contrôlée afin d’assurer une compatibilité satisfaisante pour ne pas impacter les matériaux élastomères mis en œuvre au niveau du système de motorisation, par exemple au niveau des joints. En conséquence, l’augmentation du TBN du lubrifiant via l’ajout de tels additifs est limitée par la quantité en additifs organiques basiques, par exemple en amines, acceptable pour ne pas induire une dégradation conséquente des joints.
Pour améliorer la compatibilité de compositions lubrifiantes avec des joints en fluoropolymère, le document US 2014/0315768 propose par exemple un additif comprenant au moins un atome d’iode, en particulier un iodure d’alkyle tel que l’iodododécane.
Toutefois, l’ajout d’un tel additif ne permet pas d’accéder à une amélioration de la compatibilité de la composition lubrifiante vis-à-vis des différents types d’ élastomères pouvant être utilisés au niveau des joints des systèmes de motorisation, par exemple pour des motorisations à gaz ou des motorisations de poids lourds, avec lesquels le lubrifiant est en contact, notamment vis-à-vis d’ élastomères éthylène-acryliques.
La présente invention vise à proposer un moyen pour améliorer la compatibilité des lubrifiants avec les différents élastomères pouvant être utilisés dans les joints des systèmes de motorisation avec lesquels le lubrifiant est en contact, notamment dans le cadre de la formulation de lubrifiants incorporant des additifs organiques basiques, notamment aminés, mis en œuvre pour augmenter le TBN du lubrifiant.
Les carbodiimides sont connus comme agents anti-hydrolyse dans la formulation de matériaux de type caoutchouc et plastiques, notamment pour des polyesters, polyamides et polyuréthanes thermoplastiques.
Par ailleurs, dans le domaine des lubrifiants, le document US 5,614,483 décrit la mise en œuvre de carbodiimides comme additifs stabilisateurs dans une base lubrifiante contenant des groupes ester pour empêcher la décomposition hydrolytique.
Les carbodiimides ont également été proposés pour améliorer la stabilité à l’oxydation, les performances anti-rouille ou anti-corrosion des lubrifiants. Par exemple, le document US3,346,496 propose la mise en œuvre de carbodiimides comme antioxydants et comme agents de protection contre la corrosion, en combinaison avec des antioxydants diphényl amine ou hydroquinolines.
Le document WO 00/22074 propose d’associer un additif acide anti-rouille et un désactivateur d’acide tel qu’un carbodiimide, pour formuler une huile lubrifiante présentant une stabilité à l’oxydation améliorée et des performances anti-rouille.
Le document EP 0 992 571 décrit encore la mise en œuvre d’un carbodiimide avec une amine N-phényl-naphthyl spécifique pour améliorer la stabilité à l’oxydation d’huiles minérales.
On peut encore citer le document EP 2 290 043 qui décrit la mise en œuvre d’un carbodiimide liposoluble en association avec un sel métallique d’acide dithiophosphorique, pour améliorer les propriétés d’anti-corrosion de la composition lubrifiante.
Egalement, le document US 2006/0122077 décrit la mise en œuvre d’un carbodiimide, en combinaison avec un acide carboxylique comprenant de 2 à 24 atomes de carbone, pour améliorer les propriétés d’inhibition de corrosion, de lubrification et de compatibilité au plomb, dans une composition pour des transmissions de puissance.
En revanche, il n’a jamais été proposé de mettre en œuvre des additifs carbodiimides afin d’accroître la compatibilité d’un lubrifiant, destiné à un système de motorisation, avec les élastomères, en particulier les élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation. Exposé de l’invention
La présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, comprenant au moins :
- une ou plusieurs huiles de base ;
- au moins un additif carbodiimide ; et
- au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total de ladite composition, en particulier de type polyalkylamine.
Le ou les additifs organiques basiques, dits « TBN booster », mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention, permettent d’accroître l’indice de base total tel que défini précédemment, noté TBN, de la composition ; autrement dit sont aptes à neutraliser les acides provenant par exemple de la combustion des gaz ou de sous-produits de décomposition chimique, et permettent d’accéder à des performances de détergence améliorées.
De préférence, le ou lesdits additifs « TBN booster » présentent un indice de base, dit BN (pour « Base number » en terminologie anglo-saxonne), mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.
De préférence, le ou lesdits additifs « TBN booster » sont choisis parmi :
(a) des additifs polyalkylamines ;
(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium ;
(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :
. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;
. un composé boré ; et
. un composé aminé ; et leurs mélanges.
Des exemples de ces additifs « TBN booster » sont détaillés plus précisément dans la suite du texte.
Selon un mode de réalisation particulier, le ou lesdits additifs « TBN booster » sont choisis parmi des polyalkylamines. Une telle composition lubrifiante présente avantageusement une compatibilité améliorée avec les élastomères, en particulier avec les élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation, avec lesquels elle est destinée à entrer en contact.
De fait, comme illustré dans les exemples qui suivent, les inventeurs ont découvert qu’il est possible, en supplémentant un lubrifiant, en particulier comprenant un ou plusieurs additifs organiques basiques, notamment de type polyalkylamine, mis en œuvre pour augmenter le TBN du lubrifiant, par un additif carbodiimide, d’améliorer de manière significative la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères et, en particulier, de réduire/limiter de manière avantageuse les effets néfastes associés à la mise en œuvre desdits additifs organiques basiques « TBN booster ».
L’invention concerne ainsi, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’au moins un additif carbodiimide dans une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier dans une composition lubrifiante comprenant au moins un additif organique basique améliorant le TBN, pour améliorer sa compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les élastomères des joints du système de motorisation avec lesquels la composition lubrifiante est destinée à entrer en contact.
Comme indiqué dans les exemples, la compatibilité des élastomères peut être évaluée selon la norme CEC L-l 12-16, commune pour les moteurs Diesel de poids lourds et moteurs à gaz, qui référence la compatibilité sur quatre types d’élastomère différents : « RE6 » pour un fluoroélastomère, « RE7 » pour un polyacrylate, « RE8 » pour un nitrile et « RE9 » pour un éthylène acrylique.
Cette compatibilité se traduit par une absence d’altération physique ou chimique de l’élastomère et donc par le maintien des coefficients de traction/friction et d’élongation à la rupture à des niveaux satisfaisants.
De manière avantageuse, l’ajout de l’additif carbodiimide permet d’améliorer la compatibilité du lubrifiant, non seulement vis-à-vis des élastomères de type fluoropolymère, mais également sur l’ensemble des types d’ élastomères considérés selon cette norme et qui peuvent être exposés au lubrifiant au sein du système de motorisation.
De manière avantageuse, la possibilité d’accroître la compatibilité du lubrifiant via l’ajout d’un additif carbodiimide selon l’invention autorise la mise en œuvre dans le lubrifiant d’additifs organiques basiques, exempt de cendres, en particulier d’additifs aminés tels que décrits dans la suite du texte, en particulier en des quantités supérieures à celles pouvant être considérées en l’absence d’additif carbodiimide, sans impacter négativement les propriétés de compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.
L’invention concerne encore un procédé ou une méthode pour améliorer la compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les joints, d’une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier d’une composition lubrifiante mettant en œuvre un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant le TBN du lubrifiant, de préférence une ou plusieurs poly alkylamines, comprenant l’ajout à ladite composition d’au moins un additif carbodiimide.
La mise en œuvre d’un additif carbodiimide selon l’invention, en association avec un ou plusieurs additifs organiques basiques, permet ainsi de palier l’effet néfaste de ces derniers sur la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, et ainsi de réduire les dommages du lubrifiant sur le matériau élastomère des joints.
L’invention permet ainsi avantageusement de formuler un lubrifiant comprenant une teneur accrue d’additifs basiques organiques sans cendres, en particulier de poly alkylamines, sans pour autant altérer la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, notamment les élastomères de joints.
En tirant profit de la mise en œuvre de composés organiques basiques à titre d’additifs « TBN boosters », en lieu et place des détergents métalliques conventionnels, engendrant des cendres, il est ainsi possible d’accéder à un lubrifiant présentant un indice de base total TBN élevé, en particulier adapté à l’usage souhaité pour le lubrifiant, tout en maintenant un faible taux en cendres.
Une composition lubrifiante selon l’invention peut ainsi combiner un TBN élevé, un faible taux en cendres, notamment en cendres sulfatées, et de bonnes propriétés de compatibilité avec les élastomères.
En particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter avantageusement un TBN, mesuré selon la norme ASTM D2896 d’au moins 1 mg KOH/g de composition lubrifiante, en particulier d’au moins 2 mg KOH, notamment d’au moins 3 mg KOH par gramme de composition lubrifiante. Une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter avantageusement une faible teneur en cendres sulfatées. En particulier, la teneur en cendres sulfatées d’une composition lubrifiante selon l’invention peut être inférieure ou égale à 1,3 % massique, en particulier inférieure ou égale à 1 % massique, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,8 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Le taux de cendres sulfatées peut être mesuré selon la norme ASTM D874.
L’invention concerne, selon un autre de ses aspects, un procédé ou une méthode pour accroître le TBN d’une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier d’une composition lubrifiante à faible taux de cendres, sans impacter le taux de cendres de ladite composition ni sa compatibilité avec les élastomères, comprenant l’ajout à ladite composition lubrifiante d’au moins un additif organique basique améliorant le TBN, en particulier d’au moins un additif de type polyalkylamine, en association avec au moins un additif carbodiimide.
Les lubrifiants considérés selon l’invention, présentant une compatibilité améliorée avec les élastomères, peuvent être mis en œuvre pour divers systèmes de motorisation, mobiles ou stationnaires, en particulier pour des systèmes de motorisation comprenant un ou plusieurs matériaux élastomères, notamment des joints élastomères, avec le ou lesquels le lubrifiant est mis au contact.
Par « système de motorisation » au sens de la présente invention, on entend désigner un système comprenant toutes les pièces mécaniques nécessaires à l’application mobile ou stationnaire visée et incluant au moins un moteur, en particulier un moteur à combustion interne. Il peut s’agir d’un système de motorisation à combustion, à gaz, notamment à hydrogène, à ammoniaque, électrique ou hybride, mixte (dual fuel), par exemple dual fuel gaz/essence ou gaz/gazole, suivant la nature du ou des moteurs inclus dans le système de motorisation : moteur à combustion, à gaz, notamment à hydrogène, à ammoniaque et/ou électrique.
Un système de motorisation « mobile » est plus particulièrement un système de motorisation mis en œuvre dans des véhicules, incluant les véhicules légers, les véhicules poids-lourds, les machines mobiles dites « off road » ou encore les véhicules marins. Un système de motorisation mobile correspond ainsi plus particulièrement au système de propulsion d’un véhicule.
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. Le système de propulsion englobe plus particulièrement un moteur, une transmission et éventuellement une batterie. La batterie est elle-même généralement constituée d’un ensemble d’accumulateurs électriques, appelés cellules.
Un système de motorisation « stationnaire » au sens de l’invention est un système de motorisation incluant un moteur stationnaire. Il peut trouver par exemple des applications dans des dispositifs de production d’énergie électrique. Il peut s’agir en particulier d’un système de motorisation à gaz, en particulier d’un moteur à gaz stationnaire.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante considérée selon l’invention est mise en œuvre pour un système de motorisation à gaz, y compris des systèmes de motorisation au biogaz, notamment pour des moteurs au gaz naturel (gaz naturel liquéfié (GNL) ou gaz naturel comprimé (GNC), des moteurs à hydrogène ou encore des moteurs dual-fuel, pour lesquels il est impératif de contrôler à la fois la teneur en cendres et le TBN.
Il peut s’agir d’une composition lubrifiante pour un système de motorisation à quatre temps, notamment pour des moteurs de poids lourd ou des moteur quatre-temps marins.
Selon un mode de réalisation particulier, le lubrifiant considéré selon l’invention est destiné à un moteur quatre temps fonctionnant au gaz, notamment à l’hydrogène ou au gaz naturel.
L’invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, un procédé ou une méthode de lubrification d’un système de motorisation, en particulier tel que décrit ci-dessus, comprenant une étape de mise en contact d’au moins une pièce mécanique dudit système avec une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus.
D’autres caractéristiques, variantes et avantages de la mise en œuvre d’un additif carbodiimide selon l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description et des exemples qui suivent, 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.
Dans le cadre de l’invention, on entend par :
- « alkyle », un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié ; par exemple, un alkyle en Cx à Cz représente une chaîne carbonée saturée de x à z atomes de carbone, linéaire ou ramifiée ;
- « cycloalkyle », un groupe alkyle cyclique, par exemple un cycloalkyle en Cx à Cz représente un groupe carboné cyclique de x à z atomes de carbone, par exemple un cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle ;
- « aryle », un groupe hydrocarboné aromatique mono- ou polycyclique, en particulier comprenant entre 6 et 10 atomes de carbones. A titre d’exemple de groupe aryle, on peut citer les groupes phényle ou naphtyle ;
- « aralkyle », un groupe aryle tel que défini précédemment, substitué par au moins un groupe alkyle tel que défini précédemment. Le groupe aralkyle peut être lié au reste de la molécule par la partie aryle ou alkyle du radical.
- « alkylène », un radical divalent, de préférence saturé, linéaire ou ramifié, dérivé d’un hydrocarbure par retrait de deux atomes d’hydrogènes sur des atomes de carbone distincts. Par exemple un groupe C1-C3- alkylène représente une chaine carbonée saturée, linéaire ou ramifiée, de 1 à 3 atomes de carbone, par exemple un méthylène, éthylène, 1-méthyléthylène ou propylène ;
- « alcényle », un groupe aliphatique, linéaire ou ramifié, mono- ou polyinsaturé ; par exemple contenant un ou deux insaturations éthyléniques ;
- « hydrocarboné », un composé ou un fragment d’un composé choisi parmi : un alkyle, un alcényle, un aryle, un aralkyle. Les groupes hydrocarbonés peuvent, le cas échéant, inclure des hétéroatomes.
Description détaillée
ADDITIF CARBODIIMIDE
Comme indiqué précédemment, l’invention repose sur la mise en œuvre, dans un lubrifiant pour système de motorisation, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, pour améliorer la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères. Il est entendu que l’invention peut mettre en œuvre un unique additif carbodiimide ou un mélange d’au moins deux additifs carbodiimides distincts, notamment deux, trois ou plus additifs carbodiimides distincts, en particulier tels que définis ci-dessous.
Par « additif carbodiimide », on entend désigner un additif comprenant au moins un motif -N=C=N-.
L’additif carbodiimide considéré selon l’invention peut être un additif dit « mono- carbodiimide » comprenant un unique motif carbodiimide, ou encore un additif dit « poly- carbodiimide » comprenant au moins deux motifs carbodiimides.
De préférence, les additifs carbodiimides mis en œuvre selon l’invention sont de formule (I) suivante :
[Chem 1]
X-(-N=C=N-Y)q-N=C=N-Y (I) dans laquelle :
X et Y représentent, indépendamment l’un de l’autre, un radical hydrocarboné, saturé ou non, linéaire, ramifié ou cyclique, aromatique ou non, éventuellement substitué, comprenant de préférence de 6 à 60 atomes de carbone, en particulier de 8 à 20 atomes de carbones, et plus particulièrement de 9 à 15 atomes de carbone ; et q vaut 0 ou est un entier allant de 1 à 100, en particulier de 1 à 50 et plus particulièrement de 1 à 40.
Lesdits radicaux X et Y, de préférence aromatiques, peuvent présenter des substituants aromatiques, aliphatiques et/ou cycloaliphatiques, de préférence au moins en position ortho relativement au groupe carbodiimide, par exemple des groupements alkyles comprenant au moins deux atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation particulier, l’additif carbodiimide considéré selon l’invention est un mono-carbodiimide.
Il répond plus particulièrement à la formule (I) précitée dans laquelle q vaut 0. Autrement dit, l’additif carbodiimide considéré selon l’invention peut être de formule (!’) suivante :
[Chem 2]
X-N=C=N-Y (!’), dans laquelle X et Y sont tels que définis précédemment.
En particulier, X et Y, identiques ou différents, en particulier identiques, peuvent représenter un groupement phényle, de préférence substitué au niveau d’au moins l’une des positions ortho relativement à la fonction carbodiimide, de préférence au niveau des deux positions ortho, et optionnellement en position para relativement à la fonction carbodiimide, par un groupe choisi parmi des groupes aliphatiques, linéaires, ramifiés ou cycliques, substitués ou non, saturés ou non, et des groupes aromatiques substitués ou non, lesdits groupes aliphatiques et/ou aromatiques comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone.
Autrement dit, X et Y dans la formule (!’) précitée, identiques ou différents, en particulier identiques, peuvent représenter des radicaux de formule :
[Chem 3] dans laquelle :
* représente le site de liaison à un atome d’azote de la fonction carbodiimide ; au moins l’un des Ri et R2 représente un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; l’autre des Ri et R2 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; et
R3 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; ledit groupe aromatique étant éventuellement condensé avec le cycle phényle le supportant.
De préférence, au moins l’un des Ri et R2, en particulier Ri et R2, identiques ou différents, représente(nt) un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C2 à C20, tels que des groupes éthyle, propyle, isopropyle, butyle, tertbutyle ; un groupe cycloalkyle en C3 à C20, par exemple un groupe cyclohexyle ; ou un groupe aryle ou aralkyl comprenant de 6 à 15 atomes de carbone, tel qu’un groupe phényle, tolyle, benzyle.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, Ri et R2, identiques ou différents, en particulier identiques, représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, tels que des groupes isopropyle. De préférence, R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ramifié en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, tel qu’un groupe isopropyle ; plus préférentiellement R3 représente un atome d’hydrogène.
Selon un mode de réalisation particulier, l’additif carbodiimide mis en œuvre selon l’invention répond à la formule (l’a) suivante : [Chem 4] dans laquelle les groupes Ri, identiques ou différents, et les groupes R2, identiques ou différents, sont tels que définis précédemment, en particulier représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à CÔ, de préférence des groupes isopropyle.
A titre d’exemple, l’additif carbodiimide peut être choisi parmi le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide, le N,N’-bis(2,4,6-triisopropylphenyl)carbodiimide et leurs melanges. Selon un mode de réalisation particulier préféré, l’additif carbodiimide est le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide.
Les additifs carbodiimides peuvent également être choisis parmi des dimères, oligomères et polymères de carbodiimides, dits additifs « poly-carbodiimides ».
De tels additifs poly-carbodiimides répondent plus particulièrement à la formule (I) précitée, dans laquelle q est supérieur ou égal à 1, les groupes X et Y pouvant être tels que définis précédemment pour les mono-carbodiimides.
Les additifs carbodiimides mis en œuvre selon l’invention, de préférence mono- carbodiimides, peuvent être disponibles dans le commerce ou préparés selon des méthodes de synthèse connues de l’homme du métier.
Le ou lesdits additifs carbodiimides sont avantageusement mis en œuvre en une teneur suffisante pour accéder à l’effet souhaité en termes de compatibilité du lubrifiant vis-à-vis des élastomères, en particulier pour atteindre les spécifications requises pour le lubrifiant en termes de compatibilité avec les élastomères, par exemple telles qu’évaluées selon la norme CEC L-l 12-16.
La quantité mise en œuvre en additif(s) carbodiimide(s) varie ainsi plus particulièrement en fonction de la nature du lubrifiant, et plus particulièrement au regard de la nature et de la quantité des additifs organiques basiques, notamment des additifs aminés, présents au niveau du lubrifiant et susceptibles d’affecter négativement la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.
Le ou lesdits additif(s) carbodiimide(s) peuvent ainsi être avantageusement mis en œuvre en une quantité ajustée pour pallier/compenser l’effet néfaste associé à la mise en œuvre d’additifs organiques basiques, en particulier tels que décrits dans la suite du texte, sur la compatibilité du lubrifiant sur les élastomères.
D’une manière générale, le ou lesdits additifs carbodiimides considérés selon l’invention, en particulier tels que définis précédemment, peuvent être mis en œuvre à raison de 0, 1 à 8 % massique de produit commercial, en particulier de 0,5 à 5 % massique et plus particulièrement de 1 à 3 % massique de produit commercial, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 0,8 % massique en matière active de carbodiimide, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique et plus particulièrement de 0,1 à 0,3 % massique en matière active de carbodiimide, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.
La teneur massique en matière active de carbodiimide entend désigner la teneur massique dudit composé carbodiimide, sans les éventuels composés, en particulier solvants, avec lesquels il est formulé.
COMPOSITION LUBRIFIANTE
Une composition lubrifiante telle que considérée selon l’invention comprend une ou plusieurs huiles de base, ainsi que d’autres additifs classiquement considérés dans les compositions lubrifiantes.
Il est entendu que la nature et la quantité des autres composés sont adaptées au regard de la destination du lubrifiant, et plus particulièrement au regard du type de système de motorisation auquel il est destiné, par exemple suivant qu’il est destiné à une utilisation pour un moteur de véhicule, un moteur marin, etc.
Huile de base
De manière conventionnelle, une composition lubrifiante comprend 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, quatre, voire plus de 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 ci-dessous ou leurs mélanges.
[Tableau 1]
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.
Les huiles de base synthétiques peuvent être des esters d’acides carboxy liques et d’alcools, des polyalphaoléfines ou encore des 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 polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir de décène, d’octène ou de dodécène, et dont la viscosité à 100°C est comprise entre 1,5 et 15 mm2.s-1 selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3000 selon la norme ASTM D5296.
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 dans la composition lubrifiante, si ce n’est qu’elles doivent avoir des propriétés, mesurées selon les normes en vigueur, notamment de viscosité, d’indice de viscosité, de teneur en soufre ou de résistance à l’oxydation, adaptées à une utilisation pour des systèmes de motorisation, par exemple pour des moteurs de véhicule. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend au moins une huile de base minérale (groupe I).
Selon un autre mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend au moins une huile de base choisie parmi les huiles de groupe II, III et IV de la classification API, et leurs mélanges, en particulier au moins une huile de base de groupe III.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins 50 % massique d’huile(s) de base par rapport à sa masse totale, en particulier au moins 60 % massique d’huile(s) de base, et plus particulièrement entre 70 et 99 % massique d’huile(s) de base.
ADDITIFS
Additif organique basique « TBN booster »
Comme indiqué précédemment, la mise en œuvre d’un ou plusieurs additifs carbodiimides selon l’invention s’avère particulièrement avantageuse pour contrer l’effet néfaste associé à la mise en œuvre d’additifs organiques basiques améliorant le TBN, dits « TBN booster », en particulier d’additifs aminés, sur la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.
La composition lubrifiante considérée selon l’invention, additionnée par un ou plusieurs additifs carbodiimides, en particulier tels que définis précédemment, peut ainsi comprendre avantageusement un ou plusieurs additifs organiques basiques aptes à accroître le TBN de la composition lubrifiante, en particulier un ou plusieurs additifs aminés.
Les additifs organiques basiques « TBN booster » sont connus de l’homme du métier. Ils sont distincts des détergents métalliques. Ces additifs « TBN booster » présentent l’avantage de générer peu voire pas de cendres, contrairement aux détergents métalliques. Ils sont également dits composés ou additifs « sans cendre » (ou « ashless » en terminologie anglo- saxonne).
De préférence, les additifs « TBN booster » mis en œuvre selon l’invention présentent un indice de base, dit BN (pour « Base number » en terminologie anglo-saxonne), mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.
Avantageusement, de par la mise en œuvre selon l’invention d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, la quantité en le ou lesdits additifs organiques basiques améliorant le TBN, en particulier en additif(s) aminé(s), par exemple de type polyalkylamine, tels que décrits dans la suite du texte, pouvant être incorporée à ladite composition lubrifiante, n’est pas limitée eu égard aux considérations d’incompatibilité desdites bases vis-à-vis des élastomères.
Dès lors, la quantité en additifs organiques basiques, en particulier en additifs aminés, par exemple de type polyalkylamine, peut être ajustée de manière à atteindre le TBN souhaité pour la composition lubrifiante.
La valeur cible de TBN peut varier en fonction de l’application visée pour le lubrifiant.
De manière avantageuse, la présence d’au moins un additif carbodiimide permet ainsi d’envisager la mise en œuvre d’une quantité accrue en additif(s) organique(s) basique(s) sans impacter la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, pour accéder à un lubrifiant présentant le TBN souhaité, et ainsi de réduire la présence de détergents métalliques indésirables compte-tenu des cendres qu’ils engendrent.
En particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur supérieure ou égale à 0,1 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante, en particulier en une teneur comprise entre 0,1 et 10 % massique, plus particulièrement entre 0,5 et 7 % massique, de préférence entre 1 et 5 % massique.
De préférence, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur telle que leur présence, au niveau de la composition lubrifiante, contribue à au moins 1 mg de KOH/g du TBN total de ladite composition, en particulier de 1 à 40 mg de KOH/g, notamment de 1 à 15 mg de KOH/g, notamment à au moins 3 mg de KOH/g du TBN de la composition lubrifiante. En particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur telle que le BN du ou desdits additifs organiques basiques représente au moins 3 %, en particulier au moins 5 % et de préférence de 10 à 50 % du TBN de la composition lubrifiante.
Selon un mode de réalisation particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, et le ou lesdits composés carbodiimides, sont présents dans une composition lubrifiante selon l’invention dans un rapport massique TBN booster/carbodiimide supérieur ou égal à 0,3, en particulier supérieur ou égal à 0,8 et plus particulièrement compris entre 1 et 10.
Le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster » mis en œuvre dans une composition selon l’invention peuvent être de préférence choisis parmi :
(a) des additifs polyalkylamines, en particulier tels que décrits dans la suite du texte ;
(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium, en particulier tels que décrits dans la suite du texte ;
(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :
. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;
. un composé boré ; et
. un composé aminé, en particulier tel que décrit dans la suite du texte ; et leurs mélanges.
En particulier, les additifs « TBN booster » considérés selon l’invention ne sont pas des additifs antioxydants aminés, en particulier des additifs antioxydants de type amines aromatiques. Les anti-oxydants de type amine aromatique sont généralement de formule NR8R9R10 dans laquelle R8 représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R9 représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R10 représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule RnS(O)zR12 dans laquelle R11 représente un groupement alkylène ou un groupement alcénylène, R12 représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2. Il est entendu qu’une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre un unique additif organique basique « TBN booster » ou un mélange d’au moins deux additifs organiques basiques « TBN booster », notamment deux, trois ou plus additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier choisi parmi les composés aminés détaillés dans la suite du texte.
(a) Additifs polyalkylamines
Les additifs organiques basiques « TBN booster » mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention peuvent comprendre plus particulièrement des additifs de type polyalkylamine.
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif de type polyalkylamine, plus particulièrement choisi parmi les dialkylène triamines et trialkylène tétramines.
Les additifs polyalkylamines peuvent être plus particulièrement de formule (II) suivante : [Chem 5] dans laquelle :
R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, en particulier comprenant de 1 à 22 atomes de carbone ;
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, en particulier comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 22 atomes de carbone ;
Al et A2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkylène en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C4, notamment en Ci à C3 ; de préférence Al et A2 représentent des groupes propylène -(CEh - ; et m vaut 0, 1, 2 ou 3 ; de préférence m vaut 1 ou 2. De préférence, Al et A2 sont identiques. En particulier, ils peuvent représenter des groupes méthylène (-CH2-), éthylène (-CH2-CH2-), méthyléthylène (-CH2-CH(CH3)- ou -CH(CH3)- CH2-) ou propylène (-(CH2)3-). De préférence, Al et A2 représentent des groupes propylène (ou triméthylène) -(Œh -.
De préférence, R4 et R5 sont identiques. En particulier, R4 et R5 peuvent représenter des atomes d’hydrogène.
Selon un mode de réalisation particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (II) dans laquelle :
- R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et
- RÔ et R7, identiques ou différents, représentent des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 8 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes carbone.
Selon une autre variante de réalisation l’additif polyalkylamine peut être de formule (II) dans laquelle :
- R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3, notamment un groupe méthyle ; de préférence R4 et R5, identiques, représentent des atomes d’hydrogène ou des groupes méthyles ; de préférence R4 et R5, identiques, représentent des atomes d’hydrogène ;
- RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3, notamment un groupe méthyle ; de préférence RÔ et R7, identiques, représentent des groupes méthyles.
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif polyalkylamine de formule (II) précitée dans laquelle m vaut 1 et Al et A2 sont des groupes propylènes.
En particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (Il-a) suivante : [Chem 6] dans laquelle :
R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; de préférence, R4 et R5 sont identiques et représentent plus préférentiellement des atomes d’hydrogène ou des groupes méthyles ; et encore plus préférentiellement R4 et R5 sont identiques et représentent des atomes d’hydrogène ;
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; de préférence RÔ et R7 sont identiques et représentent plus préférentiellement des groupes méthyles.
A titre d’exemple, on peut citer la N,N-diméthyldipropylène triamine (DMAPAPA) (CAS : 10563-29-8) et la N, N,N’,N’-tétraméthyldipropylène triamine (TMDPT) CAS : 6711-48- 4).
Selon un autre mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif polyalkylamine de formule (II) précitée dans laquelle m vaut 2 et Al et A2 sont des groupes propylènes.
En particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (Il-b) suivante :
[Chem 7] dans laquelle :
R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Cs à C22, de préférence en C14 à Cis et plus préférentiellement en CIÔ à Cis. A titre d’exemple, on peut citer le composé de nom IUPAC N’-{3-[(3- aminopropyl)amino]propyl}-N,N-di-C16- Cl 8 (evennumbered) alkyl propane- 1,3-diamine (CAS 1623405-26-4).
D’autres additifs polyalkylamines peuvent encore être considérés. La composition lubrifiante selon l’invention peut ainsi comprendre un mélange de polyalkylamines incorporant une ou plusieurs polyalkylamines ramifiées, telles que décrites dans la demande WO 2017/148816.
En particulier, la composition lubrifiante selon l’invention peut mettre en œuvre une ou plusieurs polyalkylamines choisies parmi les polyalkylamines de formule (III) ou (IV) suivante :
[Chem 8] dans lesquelles :
RÔ et R? sont tels que définis précédemment ; en particulier représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 22 atomes de carbone, en particulier de 14 à 18 atomes de carbone et plus particulièrement de 16 à 18 atomes de carbone ; n et z représentent, indépendamment l’un de l’autre, 0, 1, 2 ou 3 ; et quand z est différent de 0, o et p valent, indépendamment l’un de l’autre, 0,1, 2 ou 3 ; et des dérivés de celles-ci. Les dérivés des polyalkylamines correspondent plus particulièrement à des polyalkylamines de formule (III) ou (IV) dans lesquelles une ou plusieurs fonctions NH sont méthylées et/ou alcoxy lées.
En particulier, une composition selon l’invention peut mettre en œuvre au moins une polyalkylamine de formule (III) ou (IV) ramifiée, autrement dit étant de formule (III) dans laquelle au moins l’un de n et z est supérieur ou égal à 1, ou de formule (IV) dans laquelle n est supérieur ou égal à 1.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition lubrifiante comprend un mélange de polyalkylamines de formule (III) et/ou (IV) dont au moins 3 % en masse, en particulier au moins 5 % en masse, notamment au moins 10 % en masse et plus particulièrement au moins 20 % en masse, de polyalkylamines de formule (III) et/ou (IV) ramifiées, par rapport à la masse totale du mélange de polyalkylamines de formule (III) et (IV).
(b) Liquides ioniques
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, à titre d’additifs organiques basiques « TBN booster », un ou plusieurs additifs de type liquide ionique choisi parmi les liquides ioniques à base de guanidinium, les liquides ioniques à base d’ammonium, les liquides ioniques à base de phosphonium et leurs mélanges.
De tels additifs sont notamment décrits dans la demande WO 2020/216655 et dans les demandes déposées sous les numéros EP 20315181.6, EP 20315180.8 et EP 20315182.4.
Les additifs liquides ioniques à base de guanidinium peuvent être plus particulièrement de formule (V) suivante :
[Chem 9]
[CAT1+] [Xr] (V) dans laquelle [CATi+] représente un ion guanidinium et [Xf] représente une ou plusieurs espèces anioniques.
De préférence, [CATi+] représente un cation de formule (Va) :
[Chem 10] dans laquelle :
RI et R2 sont choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C1-C30, un groupe cycloalkyle en C3-C8, un groupe aryle en C6-C12, ou un groupe aralkyl en C7-C12, optionnellement substitué par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote ;
R3, R4, R5, R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C1-C30, un groupe cycloalkyle en C3-C8, un groupe aryle en C6-C12 ou un groupe aralkyle en C7-C12, optionnellement substitué par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote ; ou deux de (R3,R4) ou (R5,R6) forment ensemble une chaîne méthylène -(CH J i- avec pi un entier de 2 à 5.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, dans la formule (Va),
- RI et R2 représente, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en CI-CÔ, en particulier en C1-C3 et notamment méthyle ou éthyle. De préférence, R1=R2.
- R3, R4, R5 et R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, en CI-CÔ, en particulier en C1-C3 et notamment des groupes méthyle et éthyle.
De préférence, R3=R4=R5=R6, et en particulier représente -CH3 ou -CH2-CH3.
De préférence, [CATi+] est choisi parmi :
[Chem 11]
Dans la formule (V), [Xf ] représente un contre-ion compatible avec l’application visée selon l’invention.
En particulier, [Xf] peut comprendre un ou plusieurs anions choisis parmi les halogénures, perhalogénures, pseudohalogénures, sulfates, sulfites, sulfonates, sulfonimides, phosphates, phosphites, phosphonates, méthides, carboxylates, hydroxycarboxylates, alcoolates, azolates, carbonates, carbamates, thiophosphates, thiocarboxylates, thiocarbamates, thiocarbonates, xanthates, thiosulfonates, thiosulfates, nitrate, nitrite, perchlorate, halométallates, acides aminés et borates.
Selon un mode de réalisation particulier, le contre-ion [Xf] est choisi parmi : a) des carboxylates Ra-COO", avec Ra choisi parmi des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, de préférence de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, en particulier de 7 à 20 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote. Par exemple, [Xf] peut représenter le 2-éthylhexanoate. b) des alcoolates RaRbHCO" avec Ra choisi parmi des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone ; Rb est choisi parmi H, des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote.
De préférence, [Xf] est choisi parmi les alkyl phénolates, en particulier comprenant de 7 à 20 atomes de carbone ; les aminophénolates, en particulier dans lesquelles le groupe amine est substitué par au moins un groupe alkyle comprenant de 1 à 18, en particulier de 2 à 12, atomes de carbone ; et leurs mélanges.
Par exemple, [Xf] peut représenter le tert-amylphénolate, l’isooctylphénolate ou le dioctylamino phénolate. c) des hydroxycarboxylates HO-Rc-COO", avec Rc un radical divalent choisi des groupes alkyles et alcényles, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 15 atomes de carbone ; des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, en particulier de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, en particulier de 7 à 20 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote. Par exemple, [Xf] peut représenter l’acide 2-hydroxypropanoïque.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, [Xf] est choisi parmi : 2- éthylhexanoate, 2-hydroxypropanoate, ter-amylphénolate, isooctylphénolate ou dioctylamino phénolate.
Selon une autre variante, le liquide ionique à base de guanidinium est de formule (V) précitée, dans laquelle [CATi+] représente le 1,1,3,3-tetraméthylguanidinium, de formule (Vb) [Chem 12] et [Xf ] représente un ou plusieurs contre-ions choisis parmi les composés de formule (VI) [Chem 13] dans laquelle : - A représente un groupe aryle comprenant de 6 à 12 atomes de carbone ; en particulier un groupe phényle ou naphtyle ;
- R1 est choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, un groupe aryle comprenant de 6 à 30 atomes de carbone ;
- Yi représente un groupe alkylène, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 6 atomes de carbone ; et
- ni représente un entier allant de 1 à 20, en particulier de 1 à 15 et plus particulièrement de 1 à 12, de préférence de 4 à 12 et plus préférentiellement de 6 à 10.
Selon un mode de réalisation préféré, [Xf] correspond à la formule (VIA) :
[Chem 14] dans laquelle:
- R1 est choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone et un groupe aryle comprenant de 6 à 30 atomes de carbone ; R1 pouvant être en position ortho, para ou mêla, de préférence en position para ;
- Yi est un groupe alkylène, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 3 atomes de carbone, et plus préférentiellement Y i est -CH2-CH2- ; et
- ni est un entier allant de 1 à 15, de préférence de 1 à 12.
De préférence, dans la formule (VI) ou (VIA), R1 est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 1 à 24, notamment de 1 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 12 atomes de carbone ; RI étant en position ortho, para ou méta. Avantageusement, R1 représente un groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone, en particulier de 1 à 12 atomes de carbone, RI étant de préférence en position para.
Par exemple, R1 peut être choisi parmi un groupe isopropyle, n-propyle, iso-butyle, ter- butyle, n-butyle, tert-pentyle, n-pentyle, n-hexyle, tert-hexyle, n-heptyle, tert-heptyle, n- octyle, tert-octyle, 2-éthyl hexyle, n-nonyle, tert-nonyle and dodécyle. Selon un mode de réalisation préféré, [Xf] répond à la formule (VIB) : [Chem 15] dans laquelle ni est compris entre 4 et 10, en particulier entre 6 et 10.
Avantageusement, [Xf] est le tert-octylphénylpolyéthoxyéthanolate de formule (VIB) avec ni = 8 ou 9.
Les additifs liquides ioniques à base d’ammonium peuvent être plus particulièrement de formule (VII) suivante : [Chem 16]
[CAT2 +] [Xf ] (VII) dans laquelle :
[CAT2+] représente un cation tri-n-octylméthylammonium ; et
[X2 ] représente une ou plusieurs espèces anioniques choisis parmi les carboxylates de formule (VIIA) :
[Chem 17] dans laquelle R2 est un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 2 à 8 atomes de carbone ; de préférence un groupe alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, en particulier de 4 à 8 atomes de carbone et plus particulièrement de 5 à 7 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation préféré, [X2‘] est le 2-éthylhexanoate.
Selon un mode de réalisation préféré, le liquide ionique à base d’ammonium est le 2- éthylhexanoate de tri-n-octylméthylammonium. Les additifs liquides ioniques à base de phosphonium peuvent être plus particulièrement de formule (VIII) suivante :
[Chem 18]
[CAT3 +] [X3-] (VIII) dans laquelle :
[CAT3+] représente un cation phosphonium et [ X3” | représente une ou plusieurs espèces anioniques.
De préférence, [CAT3+] est choisi parmi des cations de formule (VIIIA) :
[Chem 19] dans laquelle :
- R7, R8, R9 et RIO sont des groupes hydrocarbonés, linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone ;
- au moins l’un des groupes R7, R8, R9, RIO est choisi parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, en Ci à C3 ;
- au moins deux des groupes R7, R8, R9, RIO sont choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, en Cs à C12.
Avantageusement, dans la formule (VIIIA),
- R7 représente un groupe alkyle ou alcényle, de préférence un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à C3 ; et
- R8, R9, RIO représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles, de préférence des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, en Cs à C12 ; de préférence R7, R8 et R9 sont identiques et représentent des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés en Cs à C12.
Avantageusement, dans la formule (VIIIA), R7 = -ŒL; et R8 = R9 = RIO = CH3-(CH2)P3-, avec p3 représente un entier entre 6 et 8 ; de préférence R8 = R9 = RIO = CH3 — (Œh)?-. Dans la formule (VIII), | Xf | représente un contre-ion choisi parmi les composés de formule (VIIIB) :
[Chem 20]
O y0-
3
R (VIIIB) dans laquelle R3 est choisi parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 5 à 7 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, [ Xa”] représente le 2- éthylhexanoate.
Selon un mode de réalisation préféré, [CAT3+] est le tri-n-octyl méthylphosphonium et [ Xr ] est le 2-éthylhexanoate. Autrement dit, le liquide ionique à base phosphonium est le 2- éthylhexanoate de tri-n-octyl méthylphosphonium.
Les liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium sont de préférence solubles dans l’huile ou les huiles de base mises en œuvre dans la composition lubrifiante. Un composé est dit soluble dans une huile de base s’il peut être solubilisé à une concentration d’au moins 0,01 % en poids par rapport au poids de l’huile de base, à température ambiante.
(c) Additifs présentant des fonctionnalités amines, bore et acide ou carboxylate
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, à titre d’additif organique basique « TBN booster », un ou plusieurs additifs présentant des fonctionnalités amines, bore et acide ou carboxylate.
De tels additifs sont notamment décrits dans les demandes WO 2018/220007, WO 2018/220009, WO 2019/229173, WO 2020/094796, WO 2020/094800 et WO 2021/089671.
Ces additifs peuvent être plus particulièrement choisis parmi les produits de la réaction entre au moins :
- un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;
- un composé boré ; et
- un composé aminé, en particulier choisi parmi les composés détaillés ci-dessous.
Composé de type acide hydroxybenzoïque et sel hydroxybenzoate
Les composés de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, sont des molécules qui comprennent au moins un fragment d’acide benzoïque, et dans lesquelles le cycle aromatique porte au moins une fonction hydroxyle, et éventuellement un substituant alkyle, alcényle, aryle ou aralkyle. Lorsqu’il est présent, le substituant hydrocarboné et la fonction hydroxyle peuvent être en position ortho, meta ou para par rapport à la fonction acide et par rapport à l’un l’autre. Le substituant hydrocarboné peut comprendre de 1 à 50 atomes de carbone.
Les composés de type hydroxybenzoïque comprennent notamment l’acide salicylique (acide hydroxy-2-benzoïque), l’acide hydroxy-3-benzoïque, l’acide hydroxy-4-benzoïque, de préférence l’acide salicylique.
Les composés de type acide hydroxybenzoïque substitué par un groupe hydrocarboné peuvent être par exemple choisis parmi les acides salicyliques substitués mono-(alkyle ou alcényle), les acides salicyliques di-substitués alkyle et/ou alcényle, des calixarènes fonctionnalisés acide, notamment des calixarènes d’acide salicylique, et leurs mélanges.
De préférence, les composés de type acide hydroxybenzoïque, éventuellement substitué par un groupe hydrocarboné, peuvent répondre à la formule (IX) suivante :
[Chem 21] dans laquelle :
R représente un groupe hydrocarboné, linéaire, ramifié ou cyclique, de 1 à 50 atomes de carbone, R pouvant éventuellement comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ; a vaut 0, 1 ou 2, de préférence a vaut 1. Lorsque a vaut 2, les groupes hydrocarbonés peuvent être identiques ou différents.
Les groupes hydrocarbonés comprennent les groupes alkyles, alcényles, aryles et aralkyles, et comprennent éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes. Les hétéroatomes dans les groupes hydrocarbonés R peuvent être choisis parmi O, N, S, par exemple peuvent être choisis parmi : -OH, -NH2 ou -SH, or -O-, -NH-, -N= ou -S-.
De préférence, R ne comprend pas d’hétéroatome. De préférence, R représente un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, de préférence un groupe alkyle linéaire, comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, en particulier de 12 à 40 et plus particulièrement de 18 à 30 atomes de carbone.
De préférence, le composé acide hydroxybenzoïque de formule (IX) est l’acide salicylique ou un dérivé d’acide salicylique de formule (IXA)
[Chem 22] dans laquelle R et a ont les définitions précitées.
Selon une variante de réalisation, les composés de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, peuvent être choisis parmi des structures calixarène.
Les structures calixarène selon l’invention désignent plus particulièrement des structures cycliques comprenant m unités d’acide hydroxybenzoïque substitué par un groupe hydrocarboné de formule (X) et n unités de phénol de formule (XI) qui sont reliées ensemble pour former un cycle.
[Chem 23]
dans laquelle :
Gi représente un groupe hydrocarboné, linéaire, ramifié ou cyclique, de 1 à 50 atomes de carbone, et Gi peut comprendre un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier choisis parmi O, N et S ; de préférence Gi est choisi parmi des groupes alkyles et alcényles, en particulier un groupe alkyle linéaire comprenant notamment de 12 à 40 atomes de carbone, notamment de 18 à 30 atomes de carbone ; b vaut 0, 1 ou 2 ;
Q représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes de liaison bivalents,
G2, G3, G4 et G5 sont choisis parmi : OH, H ou un groupe hydrocarboné de 1 à 50 atomes de carbone qui comprend un ou plusieurs hétéroatomes, à la condition que l’un ou deux de G2, G3, G4 et G5 est OH, m et n sont des entiers qui vérifient : m compris entre 1 et 8, n vaut au moins 3, m + n est compris entre 4 et 20, de préférence entre 5 et 12.
Quand b =2, les groupes hydrocarbonés Gi peuvent être identiques ou différents.
De préférence, les unités (X) sont choisies parmi des unités de formule (XA) suivante : [Chem 24] dans laquelle Gi, Q et b sont tels que définis pour la formule (X). De préférence, dans la formule (XI), G5 est un groupe hydroxyle. Avantageusement, G2, G3, G4 dans la formule (XI) représentent, indépendamment les uns des autres, H ou un groupe alkyle ou alcényle de 1 à 50 atomes de carbone ; en particulier H ou un groupe alkyle linéaire de 1 à 40 atomes de carbone, en particulier de 1 à 30 atomes de carbone et plus particulièrement de 4 à 25 atomes de carbone.
Lorsque plus d’une unité (X) est présente, les unités (X) peuvent être identiques ou différentes. Les unités (XI) peuvent être identiques ou différentes dans une molécule calixarène.
Les groupes Q peuvent être choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi -S- et des groupes de formule -(CHG6)c- dans laquelle GÔ est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe hydrocarboné de 1 à 10 atomes de carbone et c est un entier de 1 à 4 atomes de carbone, notamment chaque GÔ est H.
Les composés hydroxybenzoate de métal alcalin et/ou alcalino-terreux, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, sont les sels de métal alcalin et/ou alcalino-terreux des composés de type acide hydroxybenzoïque précités.
De préférence, le métal alcalin est le lithium, sodium ou potassium, en particulier le potassium. De préférence, le métal alcalino-terreux est le calcium, le baryum, le magnésium ou le strontium, de préférence le calcium.
Selon un mode de réalisation particulier, dans la réaction avec le composé boré et le composé aminé, le composé de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné, ou un sel de métal alcalin et/ou alcalino-terreux de celui-ci, peut être utilisé en mélange avec un alkylphénol. Le mélange peut par exemple comprendre jusqu’à 50 % molaire d’ alkylphénol, par rapport au nombre total de moles du mélange d’ alkylphénol et de composé de type acide hydroxybenzoïque ou hydroxybenzoate de métal alcalin et/ou alcalino-terreux.
Composé boré
Le composé boré (autrement dit, à base de bore) peut être notamment choisi parmi l’acide borique (B(OH)3), les acides boroniques hydrocarbonés, les esters boriques et les esters boroniques hydrocarbonés, l’oxyde de bore et les complexes d’acide borique. En particulier, le composé boré peut être choisi parmi l’acide borique ; l’oxyde de bore ; les complexes d’acide borique ; les borates de trialkyle, en particulier dans lesquels les groupes alkyles comprennent indépendamment les uns des autres de 1 à 4 atomes de carbone ; les acides boroniques présentant un groupement C1-C12 alkyle; les acides boriques substitués par deux groupements alkyles, en particulier en Ci àCi2 ; les acides boriques substitués par deux groupements aryles, en particulier en CÔ à C12 ; les acides boriques substitués par un ou deux groupements aralkyle, en particulier en C7 à C12, et des dérivés de ces composés obtenus par substitution d’au moins un groupe alkyle par un ou plusieurs groupes alcoxy. Les groupes alkyles et alcoxy peuvent être linéaires, ramifiés ou cycliques. Les complexes d’ acide borique sont notamment des complexes du bore avec une ou plusieurs molécules comprenant une ou plusieurs fonctions alcools.
Selon un mode de réalisation particulier, le composé de bore est l’acide borique.
Composé aminé Selon une première variante de réalisation, le composé aminé peut être un composé polyalkylamine, tel que décrit dans la demande WO 2021/089671, de formule (XII) : [Chem 25] dans laquelle : al représente 0 ou 1 ; xl, yl et zl représentent, indépendamment l’un de l’autre, un entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; de préférence 2 ou 3 ; quand al=0, Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe C 1 -Ca-alkylc ; quand al=l, Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe choisi parmi : un atome d’hydrogène et un groupe Ci-Ca-alkyle.
De préférence, dans la formule (XII), xl=yl.
De préférence, dans la formule (XII), quand al=l, xl=yl=zl.
Selon un premier mode de réalisation, le composé polyalkylamine est de formule (XII) dans laquelle al= 0 (composés triamines). Le composé polyalkylamine peut être plus particulièrement de formule (XIIA) :
[Chem 26] dans laquelle :
Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe Ci-Ca-alkylc ; de préférence Rs=Rg ; xl et y 1 sont, indépendamment l’un de l’autre, un entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; de préférence 2 ou 3 ; de préférence xl=yl; le nombre total d’atomes de carbone dans la formule (XIIA) étant compris entre 4 et 10, de préférence est de 8.
De préférence, xl=yl=3.
De préférence, Rs=R9=CH3.
La di-alkylaminopolyalkylamine de formule (XIIA) peut être la diméthylaminopropylaminopropylamine (DM APAPA) .
Selon un autre mode de réalisation, le composé polyalkylamine est de formule (XII) dans laquelle al= 1 (composés tétramine).
Le composé polyalkylamine peut être plus particulièrement de formule (XIIB) : [Chem 27] dans laquelle :
Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C3 ; de préférence Rs=Rg ; en particulier Rs=R9=H ; xl, yl et zl sont des entiers valent, indépendamment les uns des autres, 1, 2 ou 3 ; de préférence xl=yl=zl, et notamment valent 2 ou 3, en particulier valent 2.
La tri-alkylaminopolyalkylamine de formule (XIIB) peut être notamment la triéthy lènetétramine . Selon une autre variante de réalisation, le composé aminé peut être un sel d’ammonium quaternaire, comme décrit dans les demandes WO 2019/229173 et WO 2020/094796.
De préférence, le composé aminé peut être choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire comprenant quatre groupes hydrocarbonés, avantageusement choisis parmi des groupes alcényles et alkyles en C1-C40.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le composé aminé est choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire répondant à la formule (XIII) :
[Chem 28] dans laquelle :
W représente un contre ion, en particulier choisi parmi les halogènes, par exemple Cl’ ;
Rio, Ru, R12 et Ro sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes hydrocarbonés comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement parmi des groupes alcényles et alkyles, linéaires, ramifiés ou cycliques, comprenant de 1 à 40 atomes de carbone.
Selon un premier mode de réalisation, Rio, Ru, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires comprenant de 1 à 8 atomes de carbones, de préférence de 2 à 6 atomes de carbone.
Selon un autre mode de réalisation, Rio, R11, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires comprenant de 14 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone.
Des composés de formule (XIII) sont par exemple disponibles dans le commerce par Aczo sous les références Arquad® et Ethoquad®.
Selon une autre variante, le composé aminé peut être choisi parmi les composés comprenant deux ou trois fonctions amines, au moins une fonction amine étant substituée par au moins un groupe hydrocarboné et, optionnellement, un ou plusieurs fonctions amine étant substituées par au moins un groupe monoalcoxy ou polyalcoxy, comme décrit dans les demandes WO 2018/220007 et WO 2020/0947966.
Selon cette variante, de préférence, le composé aminé est choisi parmi les composés comprenant deux ou trois fonctions amines, au moins une fonction amine étant substituée par au moins un groupe hydrocarboné comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement un groupe alkyle ou alcényle en C1-C40, et où une ou plusieurs fonctions amine est(sont) optionnellement substituée(s) par un groupe C2-C4 monoalcoxy ou polyalcoxy.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le composé aminé est choisi parmi les di-amines de formule (XIV)
[Chem 29]
RioNXi-Rd-NZiZa (XIV) ou les tri-amines de formule (XV)
[Chem 30]
RioNXi-Rd-NY-Re-NZiZa (XV) dans laquelle
Xi représente un groupe choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle Ru ;
Y représente un groupe choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle R13 ;
Zi et Z2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle R12 ;
Rio, R11, R12 et R13 représentent, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement des groupes alkyles ou alcényles comprenant de 1 à 40 atomes de carbone,
Rd et Re représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles comprenant de 1 à 20 atomes de carbone ; quand Zi et Z2 représentent tous deux des groupes alkyles ou alcényles R12, ils peuvent être différents. De préférence, dans les formules (XIII), (XIV) et (XV), Rio, Ru, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles, de préférence linéaires, comprenant de 4 à 30 atomes de carbone, en particulier de 8 à 22 atomes de carbone, notamment de 14 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation particulier, les groupes Rio, R11, R12 et R13 sont identiques.
Dans les formules (XIV) et (XV), Rd et Re sont de préférence choisis parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires, de préférence des groupes alkyles linéaires, en particulier comprenant de 2 à 4 atomes de carbone.
Avantageusement, Rd et Re sont choisis parmi -CH2-CH2-, -CH(CH3)-CH2- et -CH2-CH2- CH2-.
Selon un mode de réalisation particulier, le composé aminé de formule (XIV) est de formule (XIVA) :
[Chem 31] dans laquelle Rio et Xi sont tels que définis précédemment pour la formule (XIV) et x2 vaut 2, 3 ou 4.
Selon un mode de réalisation particulier, le composé aminé de formule (XV) est de formule (XVB) :
[Chem 32] dans laquelle :
Rio et Xi sont tels que définis précédemment pour la formule (XV) ; x2 vaut 2, 3 ou 4 ; y 2 vaut 2, 3 ou 4. Selon une autre variante de réalisation, le composé aminé peut être choisi parmi des mélanges de polyalkylamines substituées par deux chaînes grasses alkyle et/ou alcényle, tels que décrits dans les demandes WO 2018/220009 et WO 2020/094800.
Le mélange de polyalkylamines comprend plus particulièrement une ou plusieurs polyalkylamines de formule (III) ou (IV) telles que décrites précédemment.
[Chem 33] dans lesquelles :
RÔ et R? représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, de préférence linéaires, comprenant de 4 à 30 atomes de carbone, de préférence de 8 à 22 atomes de carbone et plus particulièrement de 14 à 18 atomes de carbone, de préférence de 16 à 18 atomes de carbone ; n et z représentent, indépendamment l’un de l’autre, 0, 1, 2 ou 3 ; et quand z est différent de 0, o et p valent, indépendamment l’un de l’autre, 0,1, 2 ou 3 ; ou des dérivés de celles-ci ; dans lequel le mélange de poly alkylamines comprend au moins 3 % en masse, en particulier au moins 5 % en masse, notamment au moins 7 % en masse, de préférence au moins 10 % en masse et plus particulièrement au moins 20 % en masse, de poly alkylamines de formule (III) et/ou (IV) ramifiées par rapport à la masse totale du mélange de polyalkylamines de formule (III) et (IV).
Par ramifiée, on entend que, pour une polyalkylamine de formule (III), au moins l’un de n et z est supérieur ou égal à 1, et pour une polyalkylamine de formule (IV), n est supérieur ou égal à 1. De préférence, le mélange de polyalkylamines comprend, voire consiste, en des composés de formule (III) ou (IV) dans lesquelles n, o, p et z sont, indépendamment les uns des autres, 0, 1 ou 2, de préférence 0 ou 1.
Dans les formules (III) et (IV), RÔ et R7, de préférence identiques, peuvent être dérivés d’huiles et graisses animales et végétales, en particulier telles que décrites précédemment, et notamment de l’huile de suif, l’huile de coco et l’huile de palme, de préférence l’huile de suif.
De telles amines peuvent être disponibles dans le commerce par la société Akzo, par exemple sous la référence commerciale Tetrameen® 2HBT.
Produit de réaction
Comme indiqué précédemment, le composé mis en œuvre comme additif « TBN booster » dans une composition lubrifiante selon l’invention peut être ainsi le produit de la réaction d’au moins un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ou un sel de métal alcalin et/ou alcalino-terreux de celui-ci, d’au moins un composé boré et d’au moins un composé aminé, tels que décrits ci-dessus.
La réaction peut être par exemple conduite en combinant le composé de type acide hydrobenzoïque ou hydroxybenzoate et le composé boré dans le ratio souhaité et en présence d’un solvant adéquat. Les solvants adéquats peuvent être par exemple le naphta et les solvants polaires tels que l’eau et les alcools, par exemple méthanol, éthanol, propanol, butanol.
Avantageusement, la réaction est conduite avec un ratio molaire composé de type acide hydroxybenzoïque/composé boré allant de 30 :1 à 1 :30, de préférence de 15 :1 à 1 :5, notamment de 10 :1 à 1 :5, plus particulièrement de 5 :1 à 1 :2 et encore plus préférentiellement de 4 : 1 à 1 : 1.
Après un temps suffisant, le composé boré est dissous. Ensuite, le composé aminé est ajouté lentement au mélange pour opérer la neutralisation et la formation du produit de réaction souhaité.
Avantageusement, le composé aminé est ajouté en une quantité telle que le ratio molaire composé de type acide hydroxybenzoïque/composé aminé est compris entre 30 :1 et 1 :30, notamment de 10 :1 à 1 :5, de préférence entre 15 :1 et 1 :5, plus préférentiellement entre 5 : 1 et 1 :2 et plus préférentiellement entre 4 : 1 et 1 : 1. Avantageusement, le composé aminé est ajouté en une quantité telle que le ratio molaire composé boré/composé aminé est compris entre 20 :1 et 1 :20, de préférence entre 10 :1 et 1 :10, plus préférentiellement entre 5 :1 et 1 :5 et plus préférentiellement entre 2 :1 et 1 :2. La réaction peut être conduite en maintenant le milieu réactionnel à une température comprise entre environ 20°C et environ 100°C, par exemple entre environ 50°C et environ 75°C, généralement pendant un temps allant de 0,5 à 5 heures, et plus préférentiellement entre 1 et 4 heures.
Le produit résultant contient un mélange complexe de composés qui peut être utilisé tel quel dans la composition lubrifiante selon l’invention.
De préférence, le produit résulte de la réaction d’un mélange de réactifs (non compris le ou les solvants) consistant en au moins un composé de type acide hydroxybenzoïque ou hydroxybenzoate de métal alcalin ou alcalino-terreux optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné, au moins un composé boré et au moins un composé aminé, et éventuellement un alkylphénol.
D’autres additifs organiques basiques améliorant le TBN peuvent encore être considérés selon l’invention, tels que par exemple des dispersants de type succinimide ou encore des dispersants organiques azotés.
Selon un mode de réalisation particulier, le ou les additifs « TBN booster » mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention consistent en une ou plusieurs poly alkylamines. Autrement, selon un mode particulier, une composition lubrifiante selon l’invention ne comprend d’additifs « TBN booster » autres que des additifs de type polyalkylamine, en particulier tels que décrits ci-dessus.
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :
- de 60 à 99,8 % massique, en particulier de 70 à 90 % massique, d’une ou plusieurs huiles de base ;
- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;
- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier d’additif(s) aminé(s), de préférence comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que décrites précédemment ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.
Autres additifs
Une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre tous types d’additifs adaptés à l’utilisation visée pour le lubrifiant, tels que détaillés dans la suite du texte, par exemple pour une utilisation dans des systèmes de motorisation à gaz, pour une application mobile et stationnaire, des systèmes de motorisation poids lourds, des systèmes de motorisation marine à quatre temps, etc.
En particulier, dans le cas où l’on cherche à formuler un lubrifiant présentant une faible teneur en cendres sulfatées, les additifs sont choisis de manière à ne pas impacter de manière significative le taux en cendres sulfatées de la composition lubrifiante.
Ces additifs peuvent être introduits isolément et/ou sous la forme d’un mélange d’additifs 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 F API (American Petroleum Institute), bien connus de l’homme du métier.
Ces additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimides, peuvent être notamment choisis parmi les détergents métalliques, les additifs modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges. Avantageusement, une composition lubrifiante selon l’invention comprend un ou plusieurs additifs choisis parmi les améliorants de l’indice de viscosité, les additifs abaisseurs du point d’écoulement, les additifs anti-usure, les antioxydants et leurs mélanges. Additifs détergents métalliques
Les détergents métalliques sont connus de l’homme du métier. Il s’agit généralement de composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile, le cation associé pouvant être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalinoterreux.
Ils sont généralement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxy liques, 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 (on parle alors de détergents non surbasés ou « neutres »), 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 de base, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif détergent métallique choisi parmi les détergents surbasés et/ou les détergents neutres.
En particulier, le détergent surbasé et/ou le détergent neutre sont des composés à base de métaux choisis parmi le calcium, le magnésium, le sodium et le baryum, préférentiellement à base de calcium ou magnésium.
De préférence, le détergent surbasé est surbasé par des sels insolubles métalliques choisis dans le groupe des carbonates de métaux alcalins et alcalino-terreux, préférentiellement le carbonate de calcium.
Le détergent surbasé mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention peut être notamment choisi parmi les phénates, les sulfonates, les salicylates et les détergents mixtes (phénates-sulfonates-salicylates) surbasés au carbonate de calcium, plus particulièrement par les sulfonates et phénates surbasés au carbonate de calcium.
Une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre moins de 15 % massique de détergent(s) métallique(s), en particulier moins de 10 % massique, et plus particulièrement de 0,5 % à 5 %, notamment moins de 2 % massique, de détergent(s) métallique(s), par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.
L’abaissement de la teneur en détergent(s) métallique(s) permet avantageusement de répondre aux spécifications des compositions lubrifiantes « LOW SAPS ».
De manière avantageuse, une composition lubrifiante selon l’invention présente ainsi un taux de cendres sulfatées, déterminé selon la norme ASTM D-874, inférieur ou égal à 1,3 % massique, en particulier inférieur ou égal à 1 % massique et plus particulièrement inférieur ou égal à 0,8 % massique.
Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :
- de 60 à 99 % massique, en particulier de 70 à 90 % massique, d’une ou plusieurs huiles de base ;
- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;
- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamine telles que définies précédemment ;
- de 0,5 à 10 % massique ; en particulier de 0,5 à 5 % massique, d’un ou plusieurs additifs détergents métalliques, en particulier choisis parmi les détergents surbasés et/ou les détergents neutres tels que décrits précédemment ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement.
Les additifs modificateurs de frottement peuvent être choisis parmi des composés apportant des éléments métalliques et des composés exempts de cendres, de préférence parmi des composés exempts 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.
De manière avantageuse, les additifs modificateurs de frottement sont choisis parmi des composés exempts de cendre, généralement d’origine organique et pouvant être plus particulièrement 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.
Selon une variante avantageuse, une composition lubrifiante comprend au moins un additif modificateur de frottement, en particulier à base de molybdène.
En particulier, les composés à base de molybdène peuvent être choisis parmi les dithiocarbamates de molybdène (Mo-DTC), les dithiophosphates de molybdène (Mo-DTP), et leurs mélanges.
De manière avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 5 % massique, de préférence de 0,01 à 5 % massique, plus particulièrement de 0,1 à 2 % massique ou encore plus particulièrement de 0,1 à 1,5 % massique, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’ additifs modificateurs de frottement, incluant avantageusement au moins un additif modificateur de frottement à base de molybdène.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif antioxydant. Les additifs antioxydants sont pour l’essentiel dédiés à retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante. Ils agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydroperoxydes.
Parmi les additifs antioxydants couramment employés on peut citer les antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydant de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempts de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en C1-C12, les N,N’-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.
De préférence, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence un groupement alkyle en CI-CÔ, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.
Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NR8R9R10 dans laquelle R8 représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R9 représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R10 représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule RnS(O)zR12 dans laquelle R11 représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, R12 représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut contenir tous types d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier. De manière avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.
De manière également avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,1 à 2 % massique, par rapport à la masse totale de la composition, d’au moins un additif antioxydant.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif abaisseur de point d’écoulement (dits encore agents « PPD » pour « Pour Point Depressant » en langue anglaise). En ralentissant la formation de cristaux de paraffines, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante.
Comme exemple d’agents de réduction du point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les poly acrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes et les polystyrènes alkylés.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un agent dispersant. Les agents dispersants assurent le maintien en suspension et l’évacuation des contaminants solides insolubles constitués par les produits secondaires d’oxydation qui se forment lorsque la composition lubrifiante est en service. Ils peuvent être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.
En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,2 à 10 % massique d’agent(s) dispersant(s), par rapport à la masse totale de la composition.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un améliorant de l’indice de viscosité (VI). Les améliorants de l’indice de viscosité (VI), en particulier les polymères améliorant l’indice de viscosité, permettent de garantir une bonne tenue à froid et une viscosité minimale à haute température. Comme exemples de polymère améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non-hydrogénés du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les homopolymères ou les copolymères d’oléfine, telle que l’éthylène ou le propylène, les polyacrylates et polyméthacrylates (PMA).
En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 1 à 15 % massique, d’additif(s) améliorant l’indice de viscosité, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre également au moins additif anti-mousse. Les additifs anti-mousse peuvent être choisis parmi les polymères polaires tels que les polyméthylsiloxanes ou les polyacrylates.
En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 3% massique d’additif(s) anti-mousse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :
- une huile de base ou un mélange d’huiles de base,
- un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;
- un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que décrites précédemment ;
- éventuellement un ou plusieurs additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimide, choisis parmi les additifs détergents métalliques, les modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges.
De préférence, une composition lubrifiante formulée selon l’invention comprend, voire est constituée de :
- de 60 à 99 % massique d’une ou plusieurs huiles de base ;
- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;
- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que définies précédemment ;
- éventuellement de 1 à 30 % massique, de préférence de 5 à 20 % massique, d’un ou plusieurs autres additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimide, choisis parmi les additifs détergents métalliques, les additifs modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445, comprise entre 20 mm2/s et 50 mm2/s, de préférence entre 25 mm2/s et 40 mm2/s.
Avantageusement encore, une composition lubrifiante selon l’invention présente une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445, comprise entre 2 mm2/s et 20 mm2/s, de préférence entre 4 mm2/s et 15 mm2/s.
L’ensemble des caractéristiques et modes particuliers relatifs à la mise en œuvre d’un composé carbodiimide selon l’invention et à la composition lubrifiante le comprenant, s’appliquent également aux utilisations, procédés et méthodes visés selon l’invention.
APPLICATION
Comme indiqué précédemment, les compositions lubrifiantes considérées selon l’invention peuvent être destinées à des systèmes de motorisation variés, mobiles ou stationnaires.
En particulier, l’invention s’avère particulièrement avantageuse pour une mise en œuvre pour des systèmes de motorisation comprenant un matériau élastomère, par exemple des joints en élastomères, exposés audit lubrifiant.
L’invention concerne ainsi, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’une composition telle que définie précédemment, incorporant un ou plusieurs additifs carbodiimides à titre d’additif améliorant la compatibilité de la composition lubrifiante vis-à-vis des élastomères, pour lubrifier un système de motorisation, en particulier mobile ou stationnaire.
Les compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent être notamment destinées à des systèmes de motorisation incluant un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel ou un moteur à gaz.
Le système de motorisation peut notamment comprendre un moteur à carburant Diesel, typiquement un moteur Diesel pour poids lourds, un moteur marin, un moteur à essence, un moteur à gaz, un moteur à ammoniaque.
H peut s’agir de systèmes de motorisation pour des véhicules légers, véhicules lourds, bateaux. En particulier, la composition lubrifiante considérée selon l’invention peut être un lubrifiant pour des systèmes de motorisation à gaz, mobiles ou stationnaires, notamment pour des moteurs au gaz naturel (GNL ou GNC), des moteurs à hydrogène, mais également des moteurs dual fuel gaz/essence, dual fuel gaz/gazole.
Elle peut être mise en œuvre pour des systèmes de motorisation de poids lourds, des systèmes de motorisation marine à quatre temps.
En particulier, une composition lubrifiante selon l’invention est mise en œuvre pour des systèmes de motorisation distincts des moteurs marins deux temps.
Elle peut trouver une application particulièrement avantageuse pour les systèmes de motorisation avec un moteur à gaz, notamment fonctionnant avec des gaz d’origine renouvelable, par exemple des gaz chargés en impuretés, et pour lesquels il est important de mettre en œuvre un lubrifiant avec un niveau élevé de TB N.
Egalement, elle peut être particulièrement adaptée pour la lubrification de systèmes de motorisation de poids lourds, par exemple pour les camions. Il convient également aux moteurs Diesel de poids lourds, équipés de systèmes de recirculation des gaz d’échappement (EGR). De tels systèmes peuvent être utilisés dans des efforts visant à réduire les émissions environnementales de ces moteurs.
Les moteurs Diesel avec EGR peuvent subir des charges plus élevées de produits de combustion acides, transmis au lubrifiant à partir des gaz d'échappement, de sorte que les lubrifiants avec des niveaux élevés de TBN sont souvent souhaitables pour effectuer la neutralisation de ces acides.
L’invention va maintenant être décrite au moyen des exemples suivants, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention.
Exemple
La compatibilité des lubrifiants moteurs avec les élastomères est évaluée suivant la norme CEC L-l 12-16. Ce test explore les performances de quatre types de matériaux élastomères (RE6 : fluoroélastomère ; RE7 : polyacrylate ; RE8 : nitrile et RE9 : éthylène acrylique) lorsqu’ils sont exposés à un lubrifiant. Le lubrifiant de référence est un lubrifiant commercialisé sous la référence NATERIA MJ 40, destiné à la lubrification des moteurs à gaz stationnaires.
Les formulations Cl, II, 12 et 13 sont préparées en supplémentant le lubrifiant de référence par :
- un additif organique basique de type polyalkylamine : la N,N’-diméthyldipropylène triamine, notée DMAPAPA (formulations Cl, Il et 12), en une teneur massique de 0,5 % par rapport à la masse du lubrifiant de référence ; ou la N, N, N’,N’-tétraméthyldipropylène triamine, notée TMDPT (formulation 13), en une teneur massique de 0,7 % massique par rapport à la masse du lubrifiant de référence ; et
- pour les formulations II, 12 et 13, en outre, par un additif carbodiimide selon l’invention (le N,N’-bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide), introduit sous la forme de deux produits commerciaux notés Carbodiimide 1 et Carbodiimide 2, en une teneur massique de produit commercial de 1 % ou 2 % massique par rapport à la masse totale du lubrifiant de référence.
Les résultats obtenus en termes de variation volumique, de variation de résistance à la traction et d’élongation à la rupture, selon les tests réalisés suivant la norme CEC L-l 12-16, sur les différents matériaux élastomères, lorsqu’ils sont exposés au lubrifiant de référence et à chacune des compositions lubrifiantes Cl, II, 12 et 13, sont rassemblés dans le tableau ci- dessous.
[Tableau 2]
Les résultats montrent que l’ajout d’un additif carbodiimide au lubrifiant permet de contrer l’effet néfaste de l’addition de la polyalkylamine sur la comptabilité avec les élastomères, notamment au regard de l’incidence du lubrifiant sur les propriétés d’élongation à la rupture du matériau élastomère.
Ainsi, l’ajout d’un additif carbodiimide selon l’invention dans un lubrifiant permet d’accéder à une bonne compatibilité du lubrifiant vis-à-vis des différents élastomères, et ce même en présence d’additif aminé.

Claims

55 Revendications
1. Composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, comprenant au moins :
- une ou plusieurs huiles de base ;
- au moins un additif carbodiimide ; et
- au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total de ladite composition, dit TBN.
2. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est de formule (I) suivante :
X-(-N=C=N-Y)q-N=C=N-Y (I) dans laquelle : chaque X et Y représentent, indépendamment l’un de l’autre, un radical hydrocarboné, saturé ou non, linéaire, ramifié ou cyclique, aromatique ou non, éventuellement substitué, comprenant de 6 à 60 atomes de carbone, en particulier de 8 à 20 atomes de carbone et plus particulièrement de 9 à 15 atomes de carbone ; q vaut 0 ou est un entier allant de 1 à 100, en particulier de 1 à 50 et plus particulièrement de 1 à 40.
3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est un mono-carbodiimide de formule (!’) suivante :
X-N=C=N-Y (T) dans laquelle X et Y, identiques ou différents, représentent des radicaux de formule dans laquelle :
* représente le site de liaison à un atome d’azote de la fonction carbodiimide ; au moins l’un des Ri et R2 représente un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; l’autre des Ri et R2 représente un atome d’hydrogène ; un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; et 56
R3 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; ledit groupe aromatique étant éventuellement condensé avec le cycle phényle le supportant.
4. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que X et Y, identiques ou différents, représentent des radicaux de formule dans laquelle Ri et R2, identiques ou différents, en particulier identiques, représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, et plus préférentiellement des groupes isopropyle ; et
R3 représente un atome d’hydrogène ou groupe alkyle ramifié en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, de préférence un atome d’hydrogène.
5. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est choisi parmi le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide, le N,N’-bis(2,4,6-triisopropylphenyl)carbodiimide et leurs mélanges, en particulier ledit additif carbodiimide est le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide.
6. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN présente un indice de base, dit BN, mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.
7. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi :
(a) des additifs polyalkylamines ;
(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium ;
(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :
. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé, 57
. un composé boré et
. un composé aminé ; et leurs mélanges.
8. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi les polyalkylamines de formule (II) : dans laquelle :
R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone ;
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 22 atomes de carbone ;
Al et A2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkylène en Ci à CÔ ; en particulier en Ci à C4, de préférence des groupes propylène -(CEh - ; et m vaut 0, 1, 2 ou 3, de préférence m vaut 1 ou 2.
9. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi les polyalkylamines de formule (Il-a) dans laquelle :
R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ;
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; et les polyalkylamines de formule (Il-b) 58 dans laquelle :
R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et
RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Cs à C22, de préférence en C14 à Cis et plus préférentiellement en Ci6 à Cis.
10. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou lesdits additifs organiques basiques améliorant le TBN sont mis en œuvre en une teneur d’au moins 0,1 % massique, en particulier comprise entre 0,1 et 10 % massique, plus particulièrement entre 0,5 et 7 % massique, de préférence entre 1 et 5 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition.
11. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un ou plusieurs autres additifs, distincts du ou desdits additifs carbodiimides et du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN, choisis parmi les additifs détergents métalliques ; les additifs modificateurs de frottement, les additifs antiusure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité, les additifs abaisseurs du point d’écoulement, les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges.
12. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite composition lubrifiante étant un lubrifiant pour un système de motorisation à gaz, notamment au biogaz, en particulier pour un moteur au gaz naturel liquéfié ou comprimé, un moteur à hydrogène ou encore un moteur dual-fuel, en particulier pour un système de motorisation à quatre temps, notamment pour un moteur de poids lourd ou un moteur quatre- temps marin.
13. Procédé de lubrification d’un système de motorisation comprenant une étape de mise en contact d’au moins une pièce mécanique dudit système avec une composition lubrifiante telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Utilisation d’au moins un additif carbodiimide dans une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, pour améliorer sa compatibilité avec les élastomères, en particulier dans une composition lubrifiante comprenant au moins un additif organique basique améliorant le TBN.
15. Utilisation selon la revendication précédente, dans laquelle ledit additif carbodiimide et/ou ledit additif organique basique améliorant le TBN sont tels que définis dans l’une quelconque des revendications 2 à 10.
EP22801401.5A 2021-10-11 2022-10-10 Carbodiimide comme additif dans des lubrifiants destinés à des systèmes de motorisation pour ameliorer la compatibilite avec les elastomeres Pending EP4416251A1 (fr)

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