BRPI0807026A2 - Aquilxantato de molibidênio, uso do mesmo, composição lubrificante, e, método para melhorar as características de atrito de uma composição lubrificante - Google Patents
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Description
“ ALQUILXANT AT O DE MOLIBDÊNIO, USO DO MESMO, COMPOSIÇÃO LUBRIFICANTE, E, MÉTODO PARA MELHORAR AS CARACTERÍSTICAS DE ATRITO DE UMA COMPOSIÇÃO LUBRIFICANTE”
uso dos mesmos como modificadores de atrito e às composições lubrificantes que contêm referidos alquilxantatos de molibdênio.
para ajustar as características de atrito de um lubrificante a um nível apropriado. Modificadores de atrito que reduzem o atrito são usados em composições lubrificantes como óleos para engrenagem e óleos para motor tendo em vista reduzir os custos com combustível. Modificadores de atrito que aumentam o atrito são usados para manter um determinado nível de atrito elevado nas composições lubrificantes que são usadas na parte de embreagem de tipo úmido de uma caixa de câmbio automática. Muitos tipos de tais modificadores de atrito foram propostos.
Os compostos de molibdênio orgânicos são os mais típicos destes modificadores de atrito e, como mostrado em "Shinban Sekiyu Seihin Tenkasai" (New Edition, Additives for Petroleum Products), por Toshio SAKURAI, Saiwai Shobo Co., publicado 25° Julho de 1986, estes novos compostos de molibdênio orgânicos são compostos que têm dois átomos de molibdênio em uma molécula como mostrado nas fórmulas (2) e (3) abaixo. Fórmula (2)
A invenção refere-se a novos alquilxantatos de molibdênio, ao
Modificadores de atrito (agentes de ajuste do atrito) são usados
(tipo ditiofosfato) (2) Fórmula (3)
M»aOs St
(tipo ditiocarbamato) (3)
(Os compostos para os quais nestas fórmulas X = Oey = 4, e para os quais x + y = 4, e para os quais x > 2 são insolúveis em óleo e os outros são solúveis em óleo.)
Além disso, compostos em que o molibdênio elementar é
incluído duas vezes em uma molécula foram descritos na patente japonesa No. 3495764, pedido examinado de patente japonesa 45-24562, pedido não examinado de patente japonesa acessível ao público 52-19629, pedido não examinado de patente japonesa acessível ao público 52-106824, e pedido não examinado de patente japonesa acessível ao público 48-56202.
Um problema com o envenenamento do catalisador no aparelho que é usado para limpar o gás do escape surge quando os compostos que contêm fósforo na molécula, como mostrado na fórmula geral (2) acima mencionada, são adicionados aos óleos do motor e ocorre uma demanda para compostos que são isentos de fósforo.
Um objeto da presente invenção consiste em prover novos compostos que são utilizáveis como, por exemplo, modificadores de atrito para o ajuste ótimo de atrito e que não contém fósforo, e modificadores de atrito compreendendo referidos compostos.
Outro objeto da invenção consiste em prover composições
lubrificantes em que estes compostos são usados.
Para este fim, a presente invenção provê alquilxantatos de molibdênio que podem ser representados por fórmula geral (1) que é indicada abaixo.
25 Fórmula geral (Is)
S — S-Ç€“R3
Si-CO-S-Sv I V-S-S-CO-R4
J>Mô * * ‘ il )
R1-CO^S-S ^ S-S-CO-Ri
Nesta fórmula R1 a R5 representa, cada, um grupo individualmente selecionado dentre os grupos alquila de cadeia reta ou ramificada linear que têm de 1 a 30 átomos de carbono.
Preferivelmente, R1 a R5 são os mesmos grupos alquila
selecionados dentre o grupo compreendendo metila, etila, propila, butila e pentila.
Além disso, a presente invenção provê o uso dos
alquilxantatos de molibdênio como modificadores de atrito.
Como tal, a presente invenção provê composições lubrificantes
que contêm os alquilxantatos de molibdênio.
Os compostos desta invenção podem ser produzidos, por
exemplo, por meio das reações indicadas abaixo.
(I) MoCli +· K s j c O R1
H-j D
CHsC 1 *
Mp CS2GOS1) »
Eits!
ífj MtCls *■ X&jCOR1 4- BtSfcCOR1'
■' HiO I C II, C I4
. Φ
Mo CSsCOR1J „ + Mo ÍSjCOR»1 a. +
Mq ISiCOR1I tSíCOR*3 ,
Nesta equação existem quatro tipos de composto na faixa desde a em que n em Mo [S2COR1] 5_n [S2COR2]n é 1 à faixa em que n é 4, e um total de seis tipos de produto é obtido na reação acima mencionada. (3) MoCls + KSsCORi + K SjCOR* + KSiCOR4
Η*0 '
CH2Cli
ψ
Mo CSsCOEi) * + Mo CSsCORa) , + Mo CS3CORiI 5 + Mo fSjCOR1] s-η tSjCOR*J a + Mo CS1CORiI e-sB ISaCOR3J j„
+ Mq CS2COR1J b_4-« (S 2 CO R 1J « (S?CORsÍ t
Nesta equação, m e n são números inteiros de valor não maior do que 4, e existem vários produtos na faixa desde a em que m e n são 1 à faixa em que m e n são 4. Também, q e t são números inteiros de valor não maior do que 3, e existem vários produtos na faixa desde a em que q e t são 1 5 à faixa em que q e t são 3, e isto é o igual ao caso (2) acima em que estes são produzidos como uma mistura por meio da reação acima mencionada.
Os em que R1 a R5 são todos o mesmo grupo alquila que tem de 1 a 30 átomos de carbono, preferivelmente de 1 a 20 átomos de carbono, e o mais desejavelmente de I a 10 átomos de carbono, como um grupo metila, 10 um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila, um grupo 2- metilbutila, um grupo n-hexila, um grupo n-heptila, um grupo 2-etil-hexila, um grupo octila ou outros podem ser citados como compostos reais desta invenção, e os indicados abaixo podem ser citados como nomes de compostos 15 reais.
Pentaquis-metilxantato de molibdênio Pentaquis-etilxantato de molibdênio Pentaquis-n-propilxantato de molibdênio Pentaquis-isopropilxantato de molibdênio Pentaquis-n-butilxantato de molibdênio
Pentaquis-sec-butilxantato de molibdênio Pentaquis-t-butilxantato de molibdênio Pentaquis-n-pentilxantato de molibdênio Pentaquis-2-metilbutilxantato de molibdênio Pentaquis-n-hexilxantato de molibdênio Pentaquis-n-heptilxantato de molibdênio Pentaquis-2-etil-hexilxantato de molibdênio Pentaqui s-n-octilxantato de molibdênio Pentaquis-nonanilxantato de molibdênio Pentaquis-decanilxantato de molibdênio Pentaquis-undecanilxantato de molibdênio Pentaquis-tridecanilxantato de molibdênio Pentaquis-tetradecanilxantato de molibdênio Pentaquis-pentadecanilxantato de molibdênio Pentaquis-hexadecanilxantato de molibdênio Pentaquis-heptadecanilxantato de molibdênio Pentaquis-octadecanilxantato de molibdênio Pentaquis-nonadecanilxantato de molibdênio Pentaquis-eicosanilxantato de molibdênio Pentaquis-decanilxantato de molibdênio
r
Oleos lubrificantes e graxas, por exemplo, podem ser citados como composições lubrificantes desta invenção. A quantidade de um composto desta invenção em uma composição lubrificante é igual que a dos modificadores convencionais de atrito, por exemplo, sendo composta em uma proporção com relação a composição geralmente em tomo de 0,1 a 10% em peso.
Não existem limitações particulares com relação ao óleo de base ou graxa usados na composição lubrificante de acordo com a presente invenção, e várias graxas, óleos minerais e óleos sintéticos convencionais podem ser convenientemente usados. Para os fins desta descrição, o termo "óleo de base" significa também incluir uma carga de base de graxa.
O óleo de base usado na presente invenção pode convenientemente compreender misturas de um ou mais óleos minerais e/ou um ou mais óleos sintéticos.
Óleos minerais incluem óleos de petróleo líquidos e óleo lubrificante mineral tratado com solvente ou tratado com ácido do tipo parafínico, naftênico, ou parafmico/naftênico misto, que pode ser ainda refinado por processos de hidroacabamento ou remoção de cera.
Óleos de base apropriados para uso na composição em óleo lubrificante da presente invenção são óleos de base grupo I, grupo II ou grupo
III, polialfaolefinas, óleos de base derivados de Fischer-Tropsch e misturas dos mesmos.
Por óleo de base “grupo I”, óleo de base “grupo IF e óleo de
base "grupo III" na presente invenção significam-se óleo lubrificante óleos de base de acordo com as definições de American Petroleum Institute (API) categorias I, II e III. Tais categorias API são definidas na publicação API 1509, 15a. edição, Apêndice E, abril de 2002.
r ___
Oleos de base derivados de Fischer-Tropsch apropriados que
podem ser convenientemente usados como o óleo de base na composição de óleo lubrificante da presente invenção são os como, por exemplo, descritos em EP 0 776 959, EP 0 668 342, WO 97/21788, WO 00/15736, WO 00/14188, WO 00/14187, WO 00/14183, WO 00/14179, WO 00/08115, WO 99/41332, EP 1 029 029, WO 01/18156 e WO 01/57166.
r
Oleos sintéticos incluem óleos de hidrocarboneto como oligômeros de olefina (PAOs), ésteres de ácido dibásico, poliol ésteres, e refinado ceroso com cera removida. Óleos de base de hidrocarbonetos sintéticos vendidos pelo Grupo Shell sob a designação "XHVI" (marca registrada) podem ser convenientemente usados.
Efeitos da invenção
(1) Novos modificadores de atrito com base em Mo isentos de fósforo foram obtidos.
(2) Os compostos desta invenção exibem um coeficiente de atrito baixo e eles podem ser usados como modificadores de atrito para vários tipos de óleos lubrificantes economizadores de energia.
(3) Os compostos desta invenção são especialmente apropriados para uso como modificadores de atrito para óleos de motores
economizadores de energia, porque eles são isentos de fósforo.
(4) Não existe um efeito adverso sobre os catalisadores (remoção de NOx) que estão alojados no aparelho de limpeza do gás de escape do automóvel.
Exemplos
A invenção é descrita abaixo por meios de exemplos, mas a
invenção não é limitada em qualquer modo a estes exemplos.
Exemplo 1
(O caso onde R1 a R5 são todos grupos isopropila.)
HsO, CHaC I j MoC 1 9 4rK'S r€OCE (CHs)' s ——--------*
Mo {S^COCIÍ (CBl)Ili
Isopropilxantato de potássio (6,38 g, 36,6 mmol) foi dissolvido
em uma solução de 20 ml de água refinada e 20 ml de cloreto de metileno, 2 g
(7,32 mmol) de pentacloreto de molibdênio foram adicionados lentamente na
solução e a mistura foi agitada durante 30 minutos. A camada orgânica foi
extraída e secada com sulfato de magnésio e pentaquis-isopropilxantato de
molibdênio, Mo [S2COCH (CH3)2]5, foi isolado por meio de cromatografia de
coluna. Rendimento 75%
Exemplo 2
No exemplo 2, R1 a R5 são todos grupos pentila.
HaOr CHiC 1 a
MoCla 4- K.S,€OCsBu· ----►Mo t StC GC *Hj i í s
Amilxantato de potássio (7,41 g, 36,6 mmol) foi dissolvido em uma solução de 20 ml de água refinada e 20 ml de cloreto de metileno, 2 g (7,32 mmol) de pentacloreto de molibdênio foram adicionados lentamente na solução e a mistura foi agitada durante 30 minutos. A camada orgânica foi extraída e secada com sulfato de magnésio e pentaquis-pentilxantato de molibdênio, MO[S2COC5Hn]5, foi isolado por meio de cromatografia de coluna. Rendimento 68%
Exemplos 3 e 4, e exemplo comparativo 1
Como mostrado na tabela 2, lubrificantes foram preparados por adição, no exemplo 3, do pentaquis-isopropilxantato de molibdênio obtido no exemplo 1, e no exemplo 4, o pentaquis-pentilxantato de molibdênio obtido no exemplo 2, de tal modo que o teor de Mo foi de 500 ppm em óleo 10 de motor (ácido di-isononil adípico) (viscosidade a IOO0C: 3,04 mm2/s) ao qual 5% em peso de agente dispersante (polialquileno poliimida de alquenilsuccínico, nome comercial Infineum C9266) foram adicionados. Além disso, exemplo comparativo 1 foi uma amostra do mesmo óleo ao qual nenhum modificador de atrito desta invenção foi adicionado.
Estes óleos de amostra foram submetidos a medida do
coeficiente de atrito em 30 minutos e avaliados sob as condições mostradas na tabela 1 abaixo usando um aparelho de teste SRV (um aparelho de teste de movimento altemante do tipo de cilindro-sobre disco mostrado na figura 2) e os resultados são mostrados na figura I. A peça de teste foi aço 52100.
Condições de teste
Tabela 1
Condição Parâmetro Carga 400 N Frequência 50 Hz Amplitude 1,5 mm Temperatura IOO0C Tamanho da amostra 0,5 mm3 Tabela 2 Exemplo Exemplo 3 Exemplo 4 comparativo 1 Óleo de base Óleo de éster Oleo de éster Oleo de éster Aditivo desta invenção Sem Composto de Composto de exemplo 1 exemplo 2 500 ppm 500 ppm Polialquileno poliimida 5 5 5 ácido alquenilsuecínico (% em peso) Os resultados são mostrados na figura 1.
Quando comparado com exemplo comparativo 1 que não contém um modificador de atrito desta invenção, exemplo 3 e exemplo 4 claramente exibiram um coeficiente de atrito baixo de 1 minuto após o início do teste.
Breve Explicação dos Desenhos
Figura 1 mostra como os coeficientes de atrito dos óleos lubrificantes dos exemplos 3 e 4 e exemplo comparativo 1 mudaram com a passagem de tempo.
Figura 2 é um esboço do desenho da operação do aparelho de teste de movimento altemante do tipo de cilindro-sobre disco.
Claims (5)
1. Alquilxantato de molibdênio, caracterizado pelo fato de ter a fórmula geral (1) que é indicada abaixo: Fórmula geral (1) <formula>formula see original document page 11</formula> em que R1 a R5 representa cada um grupo individualmente selecionado dentre grupos alquila de cadeia reta ou ramificada linear tendo de 1 a 30 átomos de carbono.
2. Alquilxantato de molibdênio de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que R1 a R5 são o mesmo grupo alquila selecionado dentre o grupo compreendendo metila, etila, propila, butila e pentila.
3. Uso do alquilxantato de molibdênio como definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ser como um modificador de atrito.
4. Composição lubrificante, caracterizada pelo fato de compreender um óleo de base e o alquilxantato de molibdênio como definido na reivindicação 1 ou 2.
5. Método para melhorar as características de atrito de uma composição lubrificante, caracterizado pelo fato de ser por uso do alquilxantato de molibdênio como definido na reivindicação 1 ou 2.
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