ES2931209T3

ES2931209T3 - Sales de amina de fosfato de alquilo para su uso en lubricantes

Info

Publication number: ES2931209T3
Application number: ES17746248T
Authority: ES
Inventors: William R S Barton; Daniel J Saccomando; Michael R Sutton; Stephen J Cook; Paul R Vincent; Ewan E Delbridge; Shawn Dickess; Yanshi Zhang
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: JP7069107B2; US20190241825A1; CN109715765A; WO2018017449A1; EP3487966B1; CA3031208A1; EP3487966A1; JP2019524930A; US11168278B2; CN109715765B

Abstract

Una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante y de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 5 por ciento en peso de una sal de ácido (tio)fosfórico ("sal de fosamina") de al menos una hidrocarbilamina. La hidrocarbilamina puede ser una hidrocarbilamina impedida, una hidrocarbilamina aromática o una combinación de las mismas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sales de amina de fosfato de alquilo para su uso en lubricantes

Campo de la invención

La tecnología descrita se refiere a lubricantes que contienen una composición de fósforo que proporciona una buena protección contra el desgaste y los sellos en la lubricación, por ejemplo, de engranajes.

Antecedentes

Se conoce que las composiciones lubricantes se vuelven menos efectivas durante su uso debido a la exposición a las condiciones operativas del dispositivo que se usa y, particularmente, debido a la exposición al calor generado por el funcionamiento del dispositivo o los contaminantes presentes en el lubricante. El calor y los contaminantes pueden oxidar los hidrocarburos que se encuentran en el aceite lubricante, que produce ácidos carboxílicos y otros compuestos oxigenados. Estos hidrocarburos oxidados y ácidos pueden provocar problemas de corrosión, desgaste y depósitos.

Pueden añadirse aditivos que contienen base, tales como aminas, a las composiciones lubricantes para neutralizar dichos subproductos, lo que reduce de este modo el daño que provocan a la composición lubricante y al dispositivo. Sin embargo, los aditivos de amina pueden conducir a efectos perjudiciales adicionales. Por ejemplo, se conoce que algunas aminas tienden a degradar los materiales de los sellos fluoroelastoméricos. Se cree que las aminas provocan la primera etapa en la degradación de los sellos, la deshidrofluoración en materiales de sellos fluoroelastoméricos, tales como los sellos Viton®. La degradación de los sellos puede provocar fallas en los sellos, tales como fugas en los sellos, que perjudica el rendimiento del motor y posiblemente provoca daños al dispositivo. En general, solo puede añadirse una pequeña cantidad de aditivos que contienen amina antes de que la degradación de los sellos se convierta en un problema importante, lo que limita la cantidad de neutralización que pueden proporcionar dichos aditivos.

Además, la química y el desarrollo de los agentes antidesgaste y de presión extrema del aceite para engranajes se han impulsado por el deseo de proporcionar productos químicos que cumplan con los requisitos de lubricación modernos, brinden estabilidad termooxidativa y limpieza, y tengan un olor no objetable. Muchos aditivos antidesgaste o de presión extrema de fósforo actuales contienen azufre. Debido a las crecientes preocupaciones ambientales, la presencia de azufre en los aditivos antidesgaste o de presión extrema es cada vez menos convenientes. Además, muchos de los aditivos antidesgaste o de presión extrema que contienen azufre desarrollan especies volátiles de azufre, lo que da como resultado composiciones lubricantes que contienen aditivos antidesgaste o de presión extrema que tienen un olor, que también pueden ser perjudiciales para el medio ambiente o generar emisiones que pueden ser superiores a la legislación cada vez más estricta en materia de salud y seguridad.

Los dispositivos de transmisión de potencia de la línea de transmisión (tales como engranajes o transmisiones, especialmente los líquidos para ejes y los líquidos para transmisión manual (MTF)) y las aplicaciones de grasa presentan problemas y soluciones tecnológicas altamente desafiantes para satisfacer los requisitos de lubricación múltiples y, a menudo, contradictorios, al tiempo que brindan durabilidad y limpieza. Por ejemplo, muchos aditivos antidesgaste o de presión extrema usados para lubricar dispositivos de transmisión de potencia pueden tener efectos nocivos en los sellos del dispositivo.

Como tal, existe una demanda creciente para proporcionar productos químicos antidesgaste que proporcionen un buen rendimiento a bajos niveles de fósforo y/o que funcionen bien en formulaciones lubricantes de baja viscosidad. También es conveniente tener un lubricante o aditivo que tenga un aspecto aceptable, es decir, sin turbidez ni color objetable; el lubricante final idealmente puede ser claro u homogéneo.

El documento núm. WO 2015/171676 A1 proporciona una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante y 0,01 % en peso a 15 % en peso de una sal de ácido (tio)fosfórico de un gamma-(Y-) o deltaamino(tio)éster sustituido con hidrocarbilo en N. También se proporciona un método para lubricar un dispositivo mecánico con la composición lubricante.

Resumen

La tecnología descrita es un aditivo antidesgaste que es bajo en azufre y contiene una amina "amigable con los sellos" que puede neutralizar los componentes ácidos en el lubricante con un impacto negativo mínimo en la resistencia a la tracción y la elasticidad del sello. Por consiguiente, la tecnología descrita proporciona una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante y de 0,01 a 5 por ciento en peso de una sal de ácido (tio)fosfórico ("sal de fosamina") de al menos una hidrocarbilamina. La hidrocarbilamina es una hidrocarbilamina impedida, la hidrocarbilamina impedida es una alquilamina terciaria con al menos dos grupos alquilo ramificados, en donde al menos dos grupos alquilo ramificados están ambos ramificados en la posición p. La porción de ácido (tio)fosfórico de la sal de fosamina puede comprender un ácido mono- o dihidrocarbil (tio)fosfórico (típicamente ácido alquil (tio)fosfórico) o las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el ácido (tio)fosfórico puede prepararse al hacer reaccionar un agente de fosfatación con un alcohol monohídrico y un alquilenpoliol. La relación molar del alcohol monohídrico al alquilenpoliol puede ser de aproximadamente 0,2:0,8 a aproximadamente 0,8:0,2.

En algunas modalidades, el aceite de viscosidad lubricante puede comprender un aceite Grupo API I, II, III, IV o V, o las mezclas de los mismos. En modalidades adicionales, el aceite de viscosidad lubricante puede tener una viscosidad cinemática a 100 °C según ASTM D445 de aproximadamente 3 a aproximadamente 7,5, o de aproximadamente 3,6 a aproximadamente 6 o de aproximadamente 3,5 a aproximadamente 5 mm2/s.

En algunas modalidades, la composición lubricante puede comprender opcionalmente un detergente de metal alcalinotérreo sobrebasificado en una cantidad para proporcionar de 1 a aproximadamente 500, o de 1 a aproximadamente 100, o de 1 a aproximadamente 50 partes por millón en peso de metal alcalinotérreo. En aún otras modalidades, la composición lubricante puede comprender opcionalmente de 1 a aproximadamente 30, o de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 por ciento en peso de un modificador del índice de viscosidad polimérico.

También se describen métodos para lubricar un dispositivo mecánico. Los métodos pueden comprender suministrar cualquiera de las composiciones lubricantes descritas anteriormente al dispositivo mecánico. Los dispositivos mecánicos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, engranajes, ejes, transmisiones manuales, transmisión automática (o una transmisión de doble embrague "DCT"). En una modalidad, el dispositivo mecánico puede comprender un engranaje. En otra modalidad, el dispositivo mecánico puede comprender un eje o una transmisión manual.

También se describen los usos de la composición lubricante para reducir el deterioro del sello en un dispositivo mecánico. En una modalidad, el alargamiento del sello de un sello fluoroelastomérico al romperse es inferior al 40 % mediante el uso de ASTM D 5662.

Descripción detallada

A continuación, se describirán varias características y modalidades preferidas a manera de ilustración no limitante. Aceite de viscosidad lubricante

Un componente de la tecnología descrita es un aceite de viscosidad lubricante, también denominado aceite base. El aceite base puede seleccionarse de cualquiera de los aceites base en los Grupos IV de las Pautas de Intercambiabilidad de Aceites Base del Instituto Americano del Petróleo (API)(2011), específicamente Categoría de Azufre (%) Saturados (%) Indice de viscosidad aceite base

Grupo I >0,03 y/o <90 de 80 a menos de 120 Grupo II <0,03 y >90 de 80 a menos de 120

Grupo III <0,03 y >90 >120

Grupo IV Todas las polialfaolefinas (PAO)

Grupo V Todos los demás no incluidos en los Grupos I, II, III o IV

Los grupos I, II y III son reservas base de aceite mineral. Pueden usarse otras categorías de aceites base generalmente reconocidas, incluso si no están oficialmente identificadas por API: Grupo II+, que se refiere a materiales del Grupo II que tienen un índice de viscosidad de 110-119 y una volatilidad más baja que otros aceites del Grupo II; y Grupo III+, referidos a materiales del Grupo III que tienen un índice de viscosidad mayor o igual a 130. El aceite de viscosidad lubricante puede incluir aceites naturales o sintéticos y las mezclas de los mismos. Puede usarse una mezcla de aceite mineral y aceites sintéticos, por ejemplo, aceites de polialfaolefina y/o aceites de poliéster.

En una modalidad, el aceite de viscosidad lubricante tiene una viscosidad cinemática a 100 °C según ASTM D445 de 3 a 7,5, o de 3,6 a 6 o de 3,5 a mm2/s. En una modalidad, el aceite de viscosidad lubricante comprende una polialfaolefina que tiene una viscosidad cinemática a 100 °C según ASTM D445 de 3 a 7,5 o cualquiera de los otros intervalos mencionados anteriormente.

Sal de amina de fosfato

El lubricante de la tecnología descrita incluirá una sal de amina de fosfato de alquilo sustancialmente libre de azufre, como se describe más adelante. La sal es una sal de ácido (tio)fosfórico ("sal de fosamina") de al menos una hidrocarbilamina que es una hidrocarbilamina impedida, la hidrocarbilamina es una alquilamina terciaria con al menos dos grupos alquilo ramificados, en donde al menos dos grupos alquilo ramificados están ambos ramificados en la posición p. El ácido (tio)fosfórico puede comprender un ácido mono- o dihidrocarbil (tio)fosfórico (típicamente ácido alquil (tio)fosfórico, o incluso ácido alquil fosfórico (sin azufre)), ácido alquil pirofosfórico, ácido dihidrocarbil pirofosfórico o las mezclas de los mismos.

Como se usa en la presente descripción, la expresión "ácido (tio)fosfórico" pretende incluir ácido tiofosfórico, ácido fosfórico (es decir, sin azufre presente en el ácido), ácidos de éster de mono- o dihidrocarbil fosfato o las mezclas de los mismos. Típicamente, el ácido (tio)fosfórico puede ser un ácido fosfórico o las mezclas de los mismos.

El alquilo del ácido mono- o dihidrocarbil (tio)fosfórico puede comprender grupos alquilo lineales de 3 a 36 átomos de carbono. El alquilo del ácido mono- o dihidrocarbil (tio)fosfórico puede comprender grupos alquilo ramificados de 3 a 36 átomos de carbono.

El grupo hidrocarbilo del ácido hidrocarbil (tio)fosfórico lineal o ramificado puede contener de 4 a 30, o de 8 a 20, o de 4 a 12 átomos de carbono en forma de cadena lineal. El grupo hidrocarbilo puede ser alquilo, alcoxi o las mezclas de los mismos. Típicamente, el grupo alcoxi puede estar presente cuando el ácido hidrocarbil (tio)fosfórico también comprende grupo(s) alquilo. El grupo alcoxi puede contener de 2 a 18 o de 2 a 12, o de 2 a 4 átomos de carbono y de 1 a 3, o de 1 a 2, o 1 de grupos hidroxi, es decir, cuando está presente un grupo hidroxi adicional, el compuesto original es un diol. Los grupos hidroxilo están típicamente en átomos de carbono adyacentes, es decir, un 1,2 diol. El alcoxi puede derivar de un compuesto tal como etilenglicol, propilenglicol o butilenglicol. En una modalidad, el ácido (tio)fosfórico contiene grupos hidrocarbilo que pueden ser solo alquilo. En una modalidad, el ácido (tio)fosfórico contiene grupos hidrocarbilo que pueden ser una mezcla de grupos alquilo y alcoxi. El ácido alquil alcoxi (tio) fosfórico mixto puede obtenerse por reacción de un material o agente de fosfatación tal como P²O⁵, P⁴O¹⁰, P²S⁵, P⁴S¹⁰, pirofosfato de alquilo, pirofosfato de dihidrocarbilo u otros compuestos conocidos en la técnica con monoalcohol o diol. La relación molar de monoalcohol a diol puede variar de 3:1 a 10:1, o de 3,5:1 a 10:1, o de 4:1 a 10:1 o de 5:1 a 7:1.

Como se usa en la presente descripción, el término "hidrocarbilo", "sustituyente hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" se usa en su sentido común, que se conoce bien por los expertos en la técnica. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono que se une directamente al resto de la molécula y que tiene un carácter predominantemente de hidrocarburos. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen:

sustituyentes de hidrocarburos, es decir, sustituyentes alifáticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alicíclicos (por ejemplo, cicloalquilo, cicloalquenilo), y sustituyentes aromático, alifático, y alicíclico-sustituidos, así como también sustituyentes alicíclicos en donde el anillo se completa a través de otra porción de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes juntos forman un anillo);

sustituyentes de hidrocarburos sustituidos, es decir, sustituyentes que contienen grupos sin hidrocarburos los cuales, en el contexto de esta invención, no alteran la naturaleza de hidrocarburo predominante del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y flúor), hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi); heterosustituyentes, es decir, sustituyentes los cuales, si bien tienen un carácter de hidrocarburo predominante, en el contexto de esta invención, contienen más que carbono en un anillo o cadena que de otra manera se compone de átomos de carbono y abarcan sustituyentes como piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno, y nitrógeno. En general, no estarán presentes más de dos, o no más de un sustituyente sin hidrocarburos por cada diez átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; alternativamente, puede que no haya sustituyentes sin hidrocarburos en el grupo hidrocarbilo.

Si se requiere una eficiencia operativa mejorada, el ácido hidrocarbil (tio)fosfórico puede contener un grupo hidrocarbilo predominantemente lineal de 3 a 36, de 4 a 30 o de 8 a 20 átomos de carbono.

Los ejemplos de un grupo hidrocarbilo adecuado del ácido hidrocarbil (tio)fosfórico pueden incluir isopropilo, n-butilo, sec-butilo, amilo, 4-metil-2-pentilo (es decir, metilamilo), n-hexilo, n-heptilo, n-octilo, iso-octilo, 2-etilhexilo, nonilo, 2-propilheptilo, decilo, dodecilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo, oleilo o las combinaciones de los mismos.

En algunas modalidades, el ácido hidrocarbil (tio)fosfórico puede prepararse al hacer reaccionar el agente de fosfatación con un alcohol monohídrico y con un alquilenpoliol, en donde la relación molar de alcohol monohídrico: alquilenpoliol es de aproximadamente 0,2:0,8 a aproximadamente 0,8:0,2.

Los alcoholes monohídricos adecuados incluyen varios isómeros de alcoholes octílicos, tales como, en particular, 2-etilhexanol. Otros ejemplos de alcoholes adecuados incluyen butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol, octadecenol (alcohol oleílico), nonadecanol, alcohol eicosílico y las mezclas de los mismos. Los ejemplos de alcoholes adecuados incluyen, por ejemplo, 4-metil-2-pentanol, 2-etilhexanol, isooctanol y las mezclas de los mismos.

Los ejemplos de alcoholes comercialmente disponibles incluyen Oxo Alcohol^®7911, Oxo Alcohol^®7900 y Oxo Alcohol^®1100 de Monsanto; Alphanol^®79 de ICI; Nafol^®1620, Alfol^®610 y Alfol^®810 de Condea (ahora Sasol); Epal^®610 y Epal^®810 de Afton Corporation; Linevol^®79, Linevol^®911 y Dobanol^®25 L de Shell AG; Lial^®125 de Condea Augusta, Milan; Dehydad^®y Lorol^®de Henkel KGaA (ahora Cognis) así como también Linopol^®7-11 y Acropol^®91 de Ugine Kuhlmann.

El agente de fosfatación también se hace reaccionar con un alquilenpoliol. El alquilenpoliol puede contener, por ejemplo, de 1 a 16, o de 1 a 10, o de 2 a 6, o de 2 a 4 átomos de carbono. En una modalidad notable, el alquilenpoliol comprende 1,2-propilenglicol. Los polioles son generalmente alcoholes que contienen dos o más grupos hidroxi alcohólicos, tales como dioles, trioles y tetroles, especialmente dioles. Los alquilendioles incluyen aquellos en los que los dos grupos OH alcohólicos están en átomos de carbono adyacentes, por ejemplo, 1,2-alquilendioles. Los ejemplos incluyen etilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,2-butilenglicol; también 1,3-propilendiol, 1,3-butilendiol, 1,4-butilendiol, 1,2-hexilendiol, 1,2-dodecilendiol y 1,2-octadecilendiol. Pueden usarse trioles y tetroles, si se desea, en combinación con dioles y en tales cantidades y bajo tales condiciones de reacción que puedan determinarse fácilmente, para restringir la cantidad de entrecruzamiento que puede ocurrir. Los trioles incluyen glicerol. Los tetroles incluyen pentaeritritol.

Las cantidades relativas del alcohol monohídrico y el alquilenpoliol se seleccionan de manera que la relación molar de alcohol monohídrico: alquilenpoliol sea de 0,2:0,8 a 0,8:0,2 o, en otras modalidades, de 0,4:0,6 a 0,7:0,3 o de 0,45:0,55 a 0,67:0,33 o de 0,4:0,6 a 0,6:0,4, o de 0,45:0,55 a 0,55:0,45, o de 0,48:0,55 a 0,52:0,48, o aproximadamente 0,5:0,5, es decir, 1:1. Si se expresa en una base equivalente, una relación molar de 1:1 de monool: diol correspondería a una relación de 1:2 de grupos -OH. Por lo tanto, cuando se usan cantidades molares aproximadamente iguales de alcohol monohídrico y alquilenpoliol, habrá más grupos hidroxi aportados por el poliol que por el alcohol monohídrico.

El alcohol monohídrico y el alquilenpoliol se hacen reaccionar con el agente de fosfatación (que también se conoce como un agente de fosforilación) en cantidades globales tales que la mezcla de productos así formada contiene funcionalidad de ácido de fósforo. Es decir, el agente de fosfatación no se convierte completamente en su forma de éster, pero retendrá al menos una parte de la funcionalidad de ácido P-OH, lo que puede lograrse, si se desea, mediante el uso de una cantidad suficiente de agente de fosfatación en comparación con las cantidades equivalentes del alcohol y poliol. En particular, en ciertas modalidades, el agente de fosfatación (que puede comprender pentóxido de fósforo) puede hacerse reaccionar con el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol en una relación de 1 a 3 o de 1 a 2,5 (o de 1,25 a 2 o de 1,5 a 2,5 o de 2,5 a 3,5) moles de grupos hidroxilo por 1 mol de fósforo del agente de fosfatación. En otras modalidades, el agente de fosfatación puede hacerse reaccionar con el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol en una relación de 1 a 1,75 moles del total de alcohol monohídrico más alquilenpoliol por átomo de fósforo del agente de fosfatación. Si se toma como agente de fosfatación el pentóxido de fósforo, P²O⁵, de modo que hay dos átomos de P por mol de agente de fosfatación, esta relación puede expresarse como de 2 a 3,5 moles de (alcohol poliol) por mol de P²O⁵. En otras modalidades, pueden usarse de 2,5 a 3 moles o de 3 a 3,5 moles del alcohol y poliol totales por mol de pentóxido de fósforo. (Esto supone que el pentóxido de fósforo tiene la fórmula P²O⁵, en lugar de la fórmula alternativa P⁴O¹⁰; las relaciones apropiadas pueden calcularse fácilmente correspondientes a cualquiera de las fórmulas). El número de grupos OH alcohólicos por átomo de P también puede depender de la cantidades relativas del monool y diol (o alcoholes superiores) empleados. Si hay una relación molar de 1:1 de monool y diol, por ejemplo, habrá 1,5 grupos OH por mol de alcoholes totales, y el intervalo mencionado anteriormente de 1 a 1,75 moles de alcoholes por átomo de P correspondería de 1,5 a 2,625 grupos OH por átomo de P.

En una representación esquemática un tanto simplificada, la reacción del agente de fosfatación con alcohol(es) puede representarse de la siguiente manera:

3 ROH P²O⁵^ (RO)²P(=O)OH RO-P(=O)(OH)²

donde ROH representa un alcohol monohídrico o parte de un alquilenpoliol, o dos grupos R juntos pueden representar la porción de alquileno de un alquilenpoliol. Como se verá a continuación, la funcionalidad de ácido fosfórico residual puede reaccionar al menos en parte con una amina.

El agente de fosfatación puede mezclarse y hacerse reaccionar con el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol en cualquier orden. En ciertas modalidades, la carga total del agente de fosfatación se hace reaccionar con la carga total del alcohol monohídrico más el alquilenpoliol en una sola mezcla.

El propio agente de fosfatación también puede introducirse en la mezcla de reacción en una sola porción o puede introducirse en múltiples porciones. Así, en una modalidad, se prepara un producto de reacción (o producto intermedio) en donde una parte del agente de fosfatación se hace reaccionar con el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol y después se añade una segunda carga del agente de fosfatación.

El producto de reacción del agente de fosfatación y el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol será una mezcla de especies individuales, y las composiciones detalladas particulares pueden depender, hasta cierto punto, del orden de adición de los reactivos. La mezcla de reacción, sin embargo, típicamente contendrá al menos algunas moléculas representadas por las Fórmulas (II) o (III)

(II) (III)

donde R es un grupo alquilo o un grupo hidrocarbilo proporcionado por el alcohol monohídrico, R' es un grupo alquileno proporcionado por el alquilendiol, y cada X es independientemente R, o H, o un grupo -R'OH, siempre que al menos una X es H. En el caso de que el alquilendiol sea 1,2-propilenglicol, las estructuras correspondientes pueden representarse mediante

(Se permite cualquier orientación del resto de propilenglicol; el grupo metilo puede estar alternativamente en el otro átomo de carbono). Asimismo, si el alquilendiol es 1,2-butilenglicol, las estructuras correspondientes pueden representarse por

donde, como antes, el grupo etilo puede estar alternativamente en el otro átomo de carbono. Si se usan dioles que contienen 5 o más átomos de carbono, los productos tendrán, por supuesto, grupos hidrocarbilo laterales correspondientemente más largos que reflejan las estructuras de los dioles. Estos pueden escribirse genéricamente (asumiendo la estructura 1,2 diol) como

(He) (l i le)

donde cada Q es independientemente un grupo hidrocarbilo o alquilo de, por ejemplo, de 1 a 6 o de 1 a 4 o de 1 a 2 átomos de carbono, tales como metilo o etilo, y que puede estar unido a cualquiera de los átomos de carbono indicados. Alternativamente, Q puede ser hidrógeno. Así, habrá al menos algunas, o la mayoría, o sustancialmente todas, o todas las moléculas en las que haya un grupo P-OH residual y en las que haya un grupo R procedente del alcohol monohídrico y otro procedente del alquilenglicol. "Sustancialmente todo" significa al menos el 90 por ciento en peso o al menos el 95, o el 98, o el 99 o el 99,5 por ciento en peso, y hasta el 100 o el 99,9 por ciento en peso.

Puede haber una cantidad variable de productos representados por otras estructuras, tales como materiales parcialmente esterificados; o materiales completamente esterificados:

que incluye ésteres cíclicos tales como:

y otros que contienen más de una unidad en el anillo derivados del propilenglicol, así como también materiales con enlace P-O-P (pirofosfatos). También es probable que haya algunos materiales de cadena más larga que tengan un mayor grado de condensación, tales como:

El producto de la reacción como se describe en la presente descripción, sin embargo, probablemente contendrá poco o ningún material que contiene (tipo éter) dímeros u oligómeros de óxido de alquileno o dímeros u oligómeros de alquilenglicol (o diol) (iniciado por un ácido de fósforo). Es probable que dichos materiales diméricos u oligoméricos se formen cuando se emplea un óxido de alquileno en lugar del alquilendiol de la presente tecnología. La tecnología de la presente invención proporciona materiales que se caracterizan por una menor cantidad de dímeros u oligómeros de "óxido de alquileno" (o "tipo éter") y, por lo tanto, son particularmente útiles para proporcionar un rendimiento antidesgaste cuando se convierten en sales de amina como se establece más abajo. En ciertas modalidades, el producto de reacción está sustancialmente libre de especies que contienen un resto dimérico u oligomérico derivado de la dimerización u oligomerización de un óxido de alquileno. Por "sustancialmente libre" se entiende que las especies que contienen dichos restos diméricos u oligoméricos pueden representar menos de 5 por ciento en peso, o menos de 1 por ciento en peso, o menos de 0,1 por ciento en peso, o de 0,01 a 0,05 por ciento en peso de todos las especies que contienen fósforo.

La reacción del agente de fosfatación con el alcohol monohídrico y el alquilenpoliol puede efectuarse al hacer reaccionar una mezcla de los reactivos a una temperatura de 40 a 110 °C, o de 50 a 100 °C, o de 60 a 90 °C, durante 1 a 10, o de 2 a 8, o de 3 a 5 horas. El proceso puede llevarse a cabo a presión reducida, presión atmosférica o por encima de la presión atmosférica. Cualquier agua de reacción puede eliminarse por destilación o purga con gas inerte.

El producto o el producto intermedio preparado a partir de la reacción del agente de fosfatación y un alcohol monohídrico y un alquilenpoliol se hace reaccionar además con una amina, para formar una mezcla de materiales que pueden caracterizarse por comprender una sal o sales de amina; también puede contener materiales caracterizados por la presencia de un enlace P-N.

Componente de amina

Los ésteres de fosfato se harán reaccionar con una amina para formar una sal de amina. La porción de amina es al menos una hidrocarbilamina que es una hidrocarbilamina impedida definida más abajo. Las hidrocarbilaminas adecuadas incluyen monoaminas, diaminas y poliaminas que tienen de 1 a 30 átomos de carbono, de 1 a 20 átomos de carbono, de 4 a 18 átomos de carbono o de 6 a 14 átomos de carbono. Las aminas son aminas terciarias. Además, como los grupos hidrocarbilo pueden comprender heterosustituyentes, las aminas adecuadas también incluyen ésteres de amina. Los grupos hidrocarbilo son grupos alquilo e incluyen al menos dos grupos alquilo ramificados, de lo contrario pueden ser lineales. Al menos una hidrocarbilamina es una hidrocarbilamina impedida en donde los grupos hidrocarbilo unidos generan una amina que está estéricamente impedida. En algunas modalidades, la hidrocarbilamina puede comprender una mezcla de hidrocarbilaminas aromáticas e hidrocarbilaminas impedidas.

Las hidrocarbilaminas impedidas adecuadas no están excesivamente limitadas. Incluyen monoaminas, diaminas y poliaminas con grupos hidrocarbilo C¹-C³⁰lineales, ramificados o cíclicos^.Los grupos hidrocarbilo pueden estar sustituidos con otros átomos, típicamente oxígeno. En algunas modalidades, la hidrocarbilamina impedida puede estar representada por una estructura de la Fórmula (I)

R¹-NR³-R²(I)

en donde R¹, R²y R³son independientemente un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰. En otras modalidades, R¹, R²y R³pueden ser independientemente un grupo hidrocarbilo C¹-C²⁰, un C⁴-C¹⁸, o un C⁶-C¹⁴. En la presente invención, la hidrocarbilamina impedida es una alquilamina terciaria con al menos dos grupos alquilo ramificados, en donde al menos dos grupos alquilo ramificados están ambos ramificados en la posición p.

En algunas modalidades, la hidrocarbilamina impedida puede estar representada por una estructura de la Fórmula (IV)

en donde R⁴y R⁵son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰; R⁶, R⁷, R⁸, R⁹y R¹⁰son independientemente un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰; R¹¹es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰o N-CHR¹²(CR13R14) en donde R12, R13 y R14 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1-C30; X1 es un grupo hidrocarbilo C1-C30, oxígeno, un grupo hidrocarbilo C1-C30 que contiene oxígeno o N-CHR12-(CR13R14) en donde R12, R13 y R14 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1-C30; m es un número entero de 1 a 20; y n es un número entero de 1 a 10. En algunas modalidades, los grupos hidrocarbilo pueden ser un grupo hidrocarbilo C1-C20, un C4-C18, o un C6-C14. En algunas modalidades, R6, R7, R8, R9 y R10 son independientemente hidrógeno o un grupo alquilo C1-C20. En algunas modalidades, R4 y R5 son independientemente hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 o un grupo arilo. En algunas modalidades, X1 puede ser un grupo alquilo o arilo. Las hidrocarbilaminas impedidas ilustrativas que pueden estar representadas por la Fórmula (II) incluyen, pero no se limitan a, 2-etill-N-(2-etillhexil)-N-fenetilhexan-1-amina, N,N'-(((oxibis(etano-2,1 -diil))bis(oxi))bis(etano-2,1 -diil))bis(2-etil-N-(2-etilhexil)hexan-1-amina), N,N'-(((oxibis(etano-2,1-diil))bis(oxi))bis(propano-3,1-diil))bis(2-etil-N-(2-etilhexil)hexan-1-amina), tris(2-etilhexil)amina, 2-etil-N-(2-etilhexil)-N-(2-metoxietil)hexan-1-amina y las combinaciones de los mismos. En algunas modalidades, la hidrocarbilamina impedida puede estar representada por una estructura de la Fórmula (V)

en donde R¹⁵y R¹⁶son independientemente un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰; y X²es un grupo C¹-C³⁰o un grupo hidrocarbilo C¹-C³⁰que contiene oxígeno. En algunas modalidades, los grupos hidrocarbilo pueden ser un grupo hidrocarbilo C¹-C²⁰, un C⁴-C¹⁸, o un C⁶-C¹⁴. En algunas modalidades, R¹⁵y R¹⁶pueden ser independientemente un alquilo ramificado y/o un alquilo que contiene un ciclo que tiene de 6 a 20 átomos de carbono. En algunas modalidades, X¹puede ser un grupo alquilo, acilo o arilo. Una hidrocarbilamina impedida ilustrativa que puede estar representada por la Fórmula (V) incluye, pero no se limita a, N¹,N²-bis(3-(bis(16-metilheptadecil)amino)propil)oxalamida.

Las hidrocarbilaminas impedidas ilustrativas adicionales incluyen, pero no se limitan a, 16-metilheptadecanoato de 2-morfolinoetilo, 2-etil-N-(2-etilhexil)-N-(2-metilpentil)hexan-1-amina, 2-etil-N-(2-etilhexil)-N-(4-metilpentan-2-il)hexan-1-amina, 2-etil-N,N-bis(2-etilbutil)hexan-1-amina, bis(2-morfolinoetil)-9,10-di-noniloctadecanodioato, 2-etil-N-isobutil-N-(4-metilpentan-2-il)hexan-1-amina y las combinaciones de los mismos.

En algunas modalidades, la amina aromática puede tener la Fórmula (VI) o (VII):

en donde R17, R18, R19, R20 y R21 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1-C30 lineal o ramificado. En algunas modalidades, los grupos hidrocarbilo pueden ser un grupo hidrocarbilo C1-C20, un C4-C18, o un C6-C14. En algunas modalidades, al menos uno de los átomos de carbono del anillo aromático puede estar sustituido con un heteroátomo. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno, y nitrógeno. En una modalidad, el heteroátomo puede ser oxígeno. Por consiguiente, en una modalidad, la amina aromática puede tener la estructura de Fórmula (VIa) de más abajo:

en donde R24 y R25 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1-C30 lineal o ramificado; y X3 es O, un grupo hidrocarbilo C1-C30 que contiene oxígeno, NH o un grupo N-alquilo. En algunas modalidades, los grupos hidrocarbilo pueden ser un grupo hidrocarbilo Ci-C20, un C4-Ci8, o un C6-Ci4. En otras modalidades, R24 y R25 pueden ser independientemente hidrógeno o un grupo alquilo C1-C20.

Las aminas aromáticas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, 2-aminobenzoato de decilo, 2-etoxi-N,N-dietilhexilanilina, 4-etoxi-N,N-dietilhexilanilina, 2-etoxi-N,N-dihexilanilina, 4-etoxi-N,N-dihexilanilina, 4-etoxi-N,N-bis(2-etilhexil)anilina, N,N-dihexilanilina, 2-etoxi-N,N-dihexilanilina, 4-etoxi-N,N-dihexilanilina, bis(3-nonilfenil)amina, bis(4-nonilfenil)amina, 17-metilheptadecanoato de 2-morfolinoetilo y las combinaciones de los mismos.

La diamina puede ser cualquier diamina que tenga al menos un átomo de carbono entre los dos átomos de nitrógeno. En algunas modalidades, la diamina puede tener un anillo aromático entre los dos átomos de nitrógeno como en la Fórmula (VIII):

en donde R22 y R23 son independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1-C30 lineal o ramificado. En algunas modalidades, los grupos hidrocarbilo pueden ser un grupo hidrocarbilo C1-C20, un C4-C18, o un C6-C14. Las diaminas adecuadas de este tipo incluyen, pero no se limitan a, N1,N1,N4,N4-tetraheptilbenceno-1,4-diamina, N1,N1,N4,N4-tetrapentilbenceno-1,4 -diamina, N1,N4-di-sec-butil-N1,N4-bis(2-etilhexil)benceno-1,4-diamina, N1,N4-bis(2-etilhexil)-N1,N4-bis(4-metilpentan-2-il)benceno-1,4-diamina, N1,N4-di-sec-butil-N1,N4-dipentilbenceno-1,4-diamina y las combinaciones de los mismos.

La amina, del tipo que sea, se hará reaccionar para neutralizar el(los) grupo(s) ácido(s) en el componente de éster de fósforo, que comprenderá los ésteres de fosfato como se ha descrito anteriormente.

Cantidad de sal de amina

La cantidad de sal de amina de fosfato de alquilo sustancialmente libre de azufre en la composición lubricante puede ser de 0,1 a 5 por ciento en peso. Esta cantidad se refiere a la cantidad total de la sal o las sales de amina de fosfato, de cualquier estructura, y puede calcularse fácilmente a partir de ella. Las cantidades alternativas de la sal de amina de fosfato de alquilo pueden ser de 0,2 a 3 por ciento, o de 0,2 a 1,2 por ciento, o de 0,5 a 2 por ciento, o de 0,6 a 1,7 por ciento, o de 0,6 a 1,5 por ciento o de 0,7 a 1,2 por ciento en peso. La cantidad puede ser adecuada para proporcionar fósforo a la formulación lubricante en una cantidad de 200 a 3000 partes por millón en peso (ppm), o de 400 a 2000 ppm, o de 600 a 1500 ppm, o de 700 a 1100 ppm, o de 1100 a 1800 ppm.

Otros componentes

Detergente

Las formulaciones lubricantes que se describen en la presente descripción pueden contener opcionalmente un detergente de metal alcalinotérreo, el cual opcionalmente puede estar sobrebasificado. Los detergentes, cuando están sobrebasificados, también pueden referirse como sales sobrebasificadas o superbasificadas. Son generalmente sistemas newtonianos homogéneos que tienen un contenido de metal en exceso de lo que estaría presente para la neutralización de acuerdo con la estequiometría del metal y del anión detergente. La cantidad de metal en exceso se expresa comúnmente en términos de relación de metal, es decir, la relación de los equivalentes totales del metal a los equivalentes del compuesto orgánico ácido. Los materiales sobrebasificados pueden prepararse al hacer reaccionar un material ácido (tal como dióxido de carbono) con un compuesto orgánico ácido, un medio de reacción inerte (por ejemplo, aceite mineral), un exceso estequiométrico de una base metálica, y un promotor, tal como un fenol o alcohol. El material orgánico ácido tendrá normalmente un número suficiente de átomos de carbono para proporcionar solubilidad en aceite.

Los detergentes sobrebasificados pueden caracterizarse por el Número de Base Total (TBN, ASTM D2896), la cantidad de ácido fuerte necesaria para neutralizar toda la basicidad del material, que se expresa como mg de KOH por gramo de muestra. Dado que los detergentes sobrebasificados se proporcionan comúnmente en una forma, la cual contiene aceite diluyente, para los fines de este documento, el TBN debe recalcularse a una escala libre de aceite al dividir por la fracción del detergente (como se suministra) que no es aceite. Algunos detergentes útiles pueden tener un TBN de 100 a 800, o de 150 a 750, o de 400 a 700.

Si bien los compuestos metálicos útiles para hacer las sales metálicas básicas son generalmente cualquier compuesto metálico del Grupo 1 o Grupo 2 (versión CAS de la Tabla Periódica de los Elementos), la tecnología que se describe usará típicamente un alcalinotérreo, tal como Mg, Ca, o Ba, típicamente Mg o Ca, y a menudo calcio. La porción aniónica de la sal puede ser hidróxido, óxido, carbonato, borato, o nitrato.

En una modalidad, el lubricante puede contener un detergente de sulfonato sobrebasificado. Los ácidos sulfónicos adecuados incluyen ácidos sulfónicos y tiosulfónicos, que incluyen compuestos cicloalifáticos o aromáticos mono- o polinucleares. Determinados sulfonatos solubles en aceite pueden representarse mediante R¹³-T-(SO^3")^ao R¹⁴-(SO^3")^b, donde a y b son cada uno al menos uno; T es un núcleo cíclico, tal como benceno o tolueno; R¹³es un grupo alifático, tal como alquilo, alquenilo, alcoxi o alcoxialquilo; (R¹³)-T típicamente contiene un total de al menos 15 átomos de carbono; y R¹⁴es un grupo hidrocarbilo alifático que contiene típicamente al menos 15 átomos de carbono. Los grupos T, R¹³y R¹⁴también pueden contener además otros sustituyentes inorgánicos u orgánicos. En una modalidad el detergente de sulfonato puede ser un detergente de alquilbencenosulfonato predominantemente lineal que tiene una relación de metal de al menos 8 como se describió en los párrafos de [0026] a [0037] de la solicitud de patente de los Estados Unidos núm. 2005065045. En algunas modalidades, el grupo alquilo lineal puede unirse al anillo de benceno en cualquier lugar a lo largo de la cadena lineal del grupo alquilo, pero a menudo en la posición 2, 3 o 4 de la cadena lineal, y en algunos casos predominantemente en la posición 2.

Otro material sobrebasificado es un detergente de fenato sobrebasificado. Los fenoles útiles para hacer detergentes de fenato pueden representarse mediante (R¹⁵)^a-Ar-(OH)^b, donde R¹⁵es un grupo hidrocarbilo alifático de 4 a 400, o de 6 a 80, o de 6 a 30, o de 8 a 25, o de 8 a 15 átomos de carbono; Ar es un grupo aromático, tal como benceno, tolueno o naftaleno; a y b son cada uno al menos uno, al ser la suma de a y b hasta el número de hidrógenos desplazables en el núcleo aromático de Ar, tal como de 1 a 4 o de 1 a 2. Típicamente, hay un promedio de al menos 8 átomos de carbono alifáticos que proporcionan los grupos R¹⁵por cada compuesto fenólico. Los detergentes de fenato también se proporcionan a veces como especies con puentes de azufre.

En una modalidad, el material sobrebasificado puede ser un detergente de saligenina sobrebasificado. Un ejemplo general de tal derivado de saligenina puede representarse mediante la fórmula

donde X es -CHO o -CH2OH, Y es -CH2- o -CH2OCH2-, y los grupos -CHO comprenden típicamente al menos 10 por ciento en moles de los grupos X e Y; M es hidrógeno, amonio o la valencia de un ion metálico (es decir, si M es multivalente, una de las valencias se satisface con la estructura ilustrada y otras valencias se satisfacen con otras especies, tal como los aniones o mediante otra instancia de la misma estructura), R1 es un grupo hidrocarbilo de 1 a 60 átomos de carbono, m es 0 a típicamente 10, y cada p es independientemente 0, 1, 2 o 3, con la condición de que al menos un anillo aromático contiene un sustituyente R1 y que el número total de átomos de carbono en todos los grupos R1 es al menos 7. Cuando m es 1 o mayor, uno de los grupos X puede ser hidrógeno. Los detergentes de saligenina se describen en mayor detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 6,310,009, con especial referencia a sus métodos de síntesis (Columna 8 y Ejemplo 1) y cantidades preferidas de las varias especies de X e Y (Columna 6).

Los detergentes de salixarato son materiales sobrebasificados que pueden representarse mediante un compuesto que comprenda al menos una unidad de la Fórmula (IX) o Fórmula (X) y cada extremo del compuesto tiene un grupo terminal de la Fórmula (XI) o (XII):

tales grupos se enlazan mediante grupos puentes divalentes A, los cuales pueden ser los mismos o diferentes. En las fórmulas (IX)-(XII), R3 es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo, o una valencia de un ion metálico; R2 es hidroxilo o un grupo hidrocarbilo, y j es 0, 1, o 2; R6 es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo, o un grupo hidrocarbilo heterosustituido; cualquier R4 es hidroxilo y R5 y R7 son independientemente ya sea hidrógeno, un grupo hidrocarbilo, o un grupo hidrocarbilo heterosustituido, o bien R5y R7 son ambos hidroxilo y R4 es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo, o un grupo hidrocarbilo heterosustituido; siempre que al menos uno de R4, R5, R6 y R7 sea un hidrocarbilo que contiene al menos 8 átomos de carbono; y en donde las moléculas contienen en promedio al menos una de las unidades (IX) o (XI) y al menos una de las unidades (X) o (XII) y la relación del número total de unidades (IX) y (XI) al número total de unidades (X) y (XII) en la composición sea de 0,1:1 a 2:1. El grupo puente divalente "A", el cual puede ser el mismo o diferente en cada caso, incluye -CH2- y -CH2OCH2-, cualquiera de los cuales puede derivarse de formaldehído o un equivalente de formaldehído (por ejemplo, paraformo, formalina). Los derivados de salixarato y los métodos para su preparación se describen con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos núm.

6,200,936 y en la publicación PCT WO 01/56968. Se cree que los derivados de salixarato tienen una estructura predominantemente lineal, en lugar de macrocíclica, aunque se pretende que ambas estructuras se abarquen mediante el término "salixarato".

Los detergentes de glioxilato son materiales sobrebasificados similares, los cuales se basan en un grupo aniónico el cual, en una modalidad, puede tener la estructura

en donde cada R es independientemente un grupo alquilo que contiene al menos 4 u 8 átomos de carbono, siempre que el número total de átomos de carbono en todos tales grupos R sea al menos 12 o 16 o 24. Alternativamente, cada R puede ser un sustituyente de polímero de olefina. Los detergentes glioxílicos sobrebasificados y sus métodos de preparación se describen con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 6,310,011 y las referencias se citan en la misma.

El detergente sobrebasificado también puede ser un salicilato sobrebasificado, por ejemplo, una sal de calcio de un ácido salicílico sustituido. Los ácidos salicílicos pueden estar sustituidos con hidrocarbilo, en donde cada sustituyente contiene un promedio de al menos 8 átomos de carbono por sustituyente y de 1 a 3 sustituyentes por molécula. Los sustituyentes pueden ser sustituyentes de polialqueno. En una modalidad, el grupo sustituyente de hidrocarbilo contiene de 7 a 300 átomos de carbono y puede ser un grupo alquilo que tenga un peso molecular de 150 a 2000. Los detergentes de salicilato sobrebasificados y sus métodos de preparación se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 4,719,023 y 3,372,116.

Otros detergentes sobrebasificados pueden incluir detergentes sobrebasificados que tengan una estructura de base de Mannich, como se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 6,569,818.

En ciertas modalidades, los sustituyentes de hidrocarbilo en anillos aromáticos sustituidos con hidroxilo en los detergentes anteriores (por ejemplo, fenato, saligenina, salixarato, glioxilato, o salicilato) están libres de o sustancialmente libres de grupos hidrocarbilo alifáticos de Ci2 (por ejemplo, menos de 1 %, 0,1 %, o 0,01 % en peso de los sustituyentes son grupos hidrocarbilo alifáticos de C12). En algunas modalidades, tales sustituyentes de hidrocarbilo contienen al menos 14 o al menos 18 átomos de carbono.

La cantidad de detergente sobrebasificado, si está presente en las formulaciones de la presente tecnología, es típicamente al menos 0,1 por ciento en peso en una escala sin aceite, tal como de 0,2 a 3, o de 0,25 a 2, o de 0,3 a 1,5 por ciento en peso, o alternativamente al menos 0,6 por ciento en peso, tal como de 0,7 a 5 por ciento en peso o de 1 a 3 por ciento en peso. Para expresarlo alternativamente, el detergente puede estar en una cantidad suficiente para proporcionar de 0 a 500, o de 0 a 100, o de 1 a 50 partes por millón en peso de metal alcalinotérreo. Pueden estar presente ya sea un solo detergente o detergentes múltiples.

Modificador de viscosidad

Otro material que puede estar presente opcionalmente es un modificador de viscosidad. Los modificadores de viscosidad (VM) y los modificadores de viscosidad dispersantes (DVM) se conocen bien. Los ejemplos de VM y DVM pueden incluir polimetacrilatos, poliacrilatos, poliolefinas, copolímeros de vinilo aromático hidrogenado-dieno (por ejemplo, estireno-butadieno, estireno-isopreno), copolímeros de estireno-éster maleico, y sustancias poliméricas similares que incluyen homopolímeros, copolímeros, y copolímeros de injerto, que incluyen polímeros que tienen estructuras lineales, ramificadas o en estrella. Los DVM pueden comprender un polímero de metacrilato que contiene nitrógeno o polímero de olefina que contiene nitrógeno, por ejemplo, un polímero de metacrilato que contiene nitrógeno derivado de metacrilato de metilo y dimetilaminopropilamina. Los DVM pueden comprender alternativamente un copolímero con unidades que se derivan de una a-olefina y unidades que se derivan de un ácido carboxílico o anhídrido, tal como anhídrido maleico, que en parte se esterifica con un alcohol primario ramificado y en parte se hace reaccionar con un compuesto que contiene amina.

Los ejemplos de VM, DVM y sus tipos de compuestos químicos disponibles comercialmente pueden incluir los siguientes: poliisobutilenos (tales como Indopol™ de BP Amoco o Parapol™ de ExxonMobil); copolímeros de olefinas (tales como Lubrizol® 7060, 7065, y 7067, y Lucant® HC-2000L, HC-1100, y HC-600 de Lubrizol); copolímeros de estireno hidrogenado-dieno (tales como Shellvis™ 40 y 50, de Shell y LZ® 7308, y 7318 de Lubrizol); copolímeros de estireno/maleato, los cuales son copolímeros dispersantes (tales como LZ® 3702 y 3715 de Lubrizol); polimetacrilatos, algunos de los cuales tienen propiedades dispersantes (tales como aquellos en la serie Viscoplex™ de RohMax, la serie Hitec™ de mejoradores del índice de viscosidad de Afton, y LZ® 7702, LZ® 7727, LZ® 7725 y LZ® 7720C de Lubrizol); polímeros de polimetacrilato con injerto de olefina (tales como Viscoplex™ 2 500 y 2-600 de RohMax); y polímeros en estrella de poliisopreno hidrogenados (tales como Shellvis™ 200 y 260, de Shell). Los modificadores de viscosidad que pueden usarse se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 5,157,088,5,256,752 y 5,395,539. Los VM y/o DVM pueden usarse en el líquido funcional a una concentración hasta de 50 % o de 20 % en peso, en dependencia de la aplicación. Pueden usarse concentraciones de 1 a 20 %, o de 1 a 12 %, o de 3 a 10 %, o alternativamente de 20 a 40 %, o de 20 a 30 % en peso.

Dispersante

Otro material, el cual opcionalmente puede estar presente es un dispersante. Los dispersantes se conocen bien en el campo de los lubricantes e incluyen principalmente lo que se conoce como dispersantes sin cenizas y dispersantes poliméricos. Los dispersantes sin cenizas se llaman así debido a que, como se suministran, no contienen metal y, por lo tanto, normalmente no contribuyen a la formación de cenizas sulfatadas cuando se adicionan a un lubricante. Sin embargo, pueden, por supuesto, interactuar con los metales ambientales una vez que se adicionan a un lubricante lo cual incluye especies que contienen metales. Los dispersantes sin cenizas se caracterizan por un grupo polar que se une a una cadena de hidrocarburo de peso molecular relativamente alto. Los dispersantes sin cenizas típicos incluyen alquenilsuccinimidas N-sustituidas de cadena larga, que tienen una variedad de estructuras químicas que incluyen típicamente

donde cada R¹es independientemente un grupo alquilo, frecuentemente un grupo poliisobutileno con un peso molecular (Mⁿ) de 500-5000 basado en el precursor de poliisobutileno, y R²son grupos alquileno, comúnmente grupos etileno (C²H⁴). Tales moléculas se derivan comúnmente de la reacción de un agente acilante de alquenilo con una poliamina, y es posible una amplia variedad de enlaces entre los dos restos además de la estructura de imida simple que se mostró anteriormente, que incluye una variedad de amidas y sales de amonio cuaternario. En la estructura anterior, la porción de amina se muestra como una alquilenpoliamina, aunque también pueden usarse otras mono y poliaminas alifáticas y aromáticas. También, es posible una variedad de modos de enlace de los grupos R¹en la estructura de imida, que incluye varios enlaces cíclicos. La relación de los grupos carbonilo del agente acilante a los átomos de nitrógeno de la amina puede ser de 1:0,5 a 1:3, y en otros casos de 1:1 a 1:2,75 o de 1:1,5 a 1:2,5. Los dispersantes de succinimida se describen más completamente en las patentes de los Estados Unidos núms. 4,234,435 y 3,172,892 y en el documento núm. EP 0355895.

Otra clase de dispersante sin cenizas son los ésteres de alto peso molecular. Estos materiales son similares a las succinimidas que se describieron anteriormente, excepto que pueden verse como que se han preparado mediante la reacción de un agente acilante de hidrocarbilo y un alcohol alifático polihídrico, tal como glicerol, pentaeritritol, o sorbitol. Tales materiales se describen con más detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 3,381,022.

Otra clase de dispersante sin cenizas son las bases de Mannich. Estos son materiales que se forman mediante la condensación de un fenol sustituido con alquilo de alto peso molecular, una alquilenpoliamina, y un aldehído, tal como formaldehído. Se describen con más detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 3,634,515.

Como se usa en la presente descripción, el término "producto de condensación" pretende abarcar ésteres, amidas, imidas y otros tales materiales que pueden prepararse mediante una reacción de condensación de un ácido o un equivalente reactivo de un ácido (por ejemplo, un haluro de ácido, anhídrido, o éster) con un alcohol o una amina, independientemente de si realmente se realiza una reacción de condensación para conducir directamente al producto. Por lo tanto, por ejemplo, un éster particular puede prepararse mediante una reacción de transesterificación en lugar de directamente mediante una reacción de condensación. El producto resultante todavía se considera un producto de condensación.

Otros dispersantes incluyen aditivos dispersantes poliméricos, los cuales pueden ser polímeros basados en hidrocarburos, los cuales contienen funcionalidad polar para impartir características de dispersancia al polímero. Los dispersantes también pueden tratarse posteriormente mediante la reacción con cualquiera de una variedad de agentes. Entre estos están urea, tiourea, dimercaptotiadiazoles, disulfuro de carbono, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, anhídridos succínicos sustituidos con hidrocarburos, nitrilos, epóxidos, compuestos de boro, y compuestos de fósforo. Las referencias que detallan tal tratamiento se enumeran en la patente de los Estados Unidos 4,654,403.

La cantidad de dispersante en un lubricante completamente formulado de la presente tecnología puede ser al menos 0,1 % de la composición lubricante, o al menos 0,3 % o 0,5 % o 1 %, y en ciertas modalidades a lo máximo 9 % u 8 % o 6 % o 4 % o 3 % o 2 % en peso.

Agente de presión extrema

Otro material que opcionalmente puede estar presente es un agente de presión extrema. En una modalidad, el agente de presión extrema es un compuesto que contiene azufre. En una modalidad, el compuesto que contiene azufre es una olefina sulfurada, un polisulfuro o las mezclas de los mismos.

Los ejemplos de olefina sulfurada incluyen una olefina derivada de propileno, isobutileno, penteno, un sulfuro orgánico y/o polisulfuro que incluye bencildisulfuro; disulfuro de bis-(clorobencilo); tetrasulfuro de dibutilo; polisulfuro de dibutilo terciario; y éster metílico sulfurado de ácido oleico, un alquilfenol sulfurado, un dipenteno sulfurado, un terpeno sulfurado, un aducto de Diels-Alder sulfurado, un alquil sulfenil N'N-dialquil ditiocarbamatos; o las mezclas de los mismos. En una modalidad, la olefina sulfurada incluye una olefina que se deriva de propileno, isobutileno, penteno o las mezclas de los mismos.

En una modalidad, el compuesto que contiene azufre del agente de presión extrema comprende un dimercaptotiadiazol o las mezclas de los mismos. Los ejemplos del dimercaptotiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3-4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo se forman típicamente mediante la formación de un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los compuestos de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol adecuados incluyen 2,5 bis(tercnonilditio)-1,3,4-tiadiazol o 2 terc-nonilditio-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol.

El número de átomos de carbono en los sustituyentes hidrocarbilo del 2,5-dimercapto-1,3-4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo típicamente incluye de 1 a 30, o de 2 a 20, o de 3 a 16.

En diferentes modalidades, el agente de presión extrema puede estar presente en la composición lubricante en intervalos que incluyen desde 0,01 a 8 % en peso, o de 0,1 a 6 % en peso, o de 0,01 a 0,5 % en peso, o de 0,2 a 0,8 % en peso, o 0,9 o de 1 a 2, o 3,5 o 5 % en peso, basado en el peso total de la composición lubricante.

También pueden incluirse otros componentes convencionales. Los ejemplos incluyen modificadores de fricción, los cuales se conocen bien por aquellos expertos en la técnica. Se incluye una lista de modificadores de fricción que pueden usarse en las patentes de los Estados Unidos núms. 4,792,410, 5,395,539, 5,484,543 y 6,660,695. La patente de los Estados Unidos núm. 5,110,488 describe sales metálicas de ácidos grasos y especialmente sales de zinc, útiles como modificadores de fricción. Una lista de modificadores de fricción suplementarios que pueden usarse puede incluir:

fosfitos grasos aminas grasas alcoxiladas boradas

amidas de ácidos grasos sales metálicas de ácidos grasos

epóxidos grasos olefinas sulfuradas

epóxidos grasos borados imidazolinas grasas

aminas grasas productos de condensación de carboxílicos glicerolésteres ácidos y polialquilen-poliaminas

glicerolésteres borados sales metálicas de alquilsalicilatos

aminas grasas alcoxiladas sales de amina de ácidos alquilfosfóricos

oxazolinas alcoholes etoxilados

hidroxialquilamidas imidazolinas

dialquiltartratos aminas terciarias polihidroxiladas

compuestos de molibdeno y mezclas de dos o más de los mismos.

La cantidad de modificador de fricción, si está presente, puede ser de 0,05 a 5 por ciento en peso, o de 0,1 a 2 por ciento, o de 0,1 a 1,5 por ciento en peso, o de 0,15 a 1 por ciento, o de 0,15 a 0,6 por ciento.

Otro componente opcional puede ser un antioxidante. Los antioxidantes abarcan antioxidantes fenólicos, los cuales pueden ser antioxidantes fenólicos impedidos, al estar una o ambas posiciones orto en un anillo fenólico ocupadas por grupos voluminosos, tales como t-butilo. La posición para también puede estar ocupada por un grupo hidrocarbilo o un grupo puente entre dos anillos aromáticos. En ciertas modalidades, la posición para está ocupada por un grupo que contiene éster, tal como, por ejemplo, un antioxidante de la fórmula

en donde R3 es un grupo hidrocarbilo, tal como un grupo alquilo que contiene, por ejemplo, de 1 a 18, o de 2 a 12, o de 2 a 8, o de 2 a 6 átomos de carbono; y t-alquilo puede ser t-butilo. Tales antioxidantes se describen con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 6,559,105.

Los antioxidantes también incluyen aminas aromáticas. En una modalidad, un antioxidante de amina aromática puede comprender una difenilamina alquilada, tal como difenilamina nonilada o una mezcla de una difenilamina dinonilada y una monononilada. Si se usa una amina aromática como un componente del compuesto de fósforo que se describió anteriormente, puede impartir por sí misma alguna actividad antioxidante de manera que la cantidad de cualquier antioxidante adicional pueda reducirse apropiadamente o incluso eliminarse.

Los antioxidantes también incluyen olefinas sulfuradas, tales como mono o disulfuros o las mezclas de las mismas. Estos materiales generalmente tienen enlaces sulfuro de 1 a 10 átomos de azufre, por ejemplo, de 1 a 4, o de 1 o 2. Los materiales, los cuales pueden sulfurarse para formar las composiciones orgánicas sulfuradas de la presente invención incluyen aceites, ácidos grasos y ésteres, olefinas y poliolefinas que se hacen de los mismos, terpenos o aductos de Diels-Alder. Los detalles de los métodos de preparación de algunos de tales materiales sulfurados pueden encontrarse en las patentes de los Estados Unidos núms. 3,471,404 y 4,191,659.

Los compuestos de molibdeno también pueden servir como antioxidantes, y estos materiales también pueden servir en varias otras funciones, tales como agentes antidesgaste o modificadores de fricción. La patente de los Estados Unidos núm. 4,285,822 describe composiciones de aceite lubricante que contienen una composición que contiene molibdeno y azufre que se prepara mediante la combinación de un disolvente polar, un compuesto ácido de molibdeno y un compuesto de nitrógeno básico soluble en aceite para formar un complejo que contiene molibdeno y poner en contacto el complejo con disulfuro de carbono para formar la composición que contiene molibdeno y azufre. Las cantidades típicas de antioxidantes dependerán, por supuesto, del antioxidante específico y de su efectividad individual, pero las cantidades totales ilustrativas pueden ser de 0 a 5 por ciento en peso, o de 0,01 a 5 por ciento en peso, o de 0,15 a 4,5 por ciento, o de 0,2 a 4 por ciento, o de 0,2 a 1 por ciento o de 0,2 a 0,7 por ciento.

Otro aditivo opcional es un agente antidesgaste. Los ejemplos de agentes antidesgaste incluyen agentes antidesgaste/presión extrema que contienen fósforo además de los descritos anteriormente; tales como tiofosfatos que contienen metales o sin metales, ésteres y sales de ácido fosfórico, tales como sales de amina de los mismos, ácidos carboxílicos que contienen fósforo, ésteres, éteres y amidas; fosfonatos; y fosfitos. En ciertas modalidades, dicho agente antidesgaste de fósforo puede presentar una cantidad para suministrar de 0,001 a 2 por ciento de fósforo, o de 0,015 a 1,5, o de 0,02 a 1, o de 0,1 a 0,7, o de 0,01 a 0,2, o de 0,015 a 0,15, o de 0,02 a 0,1, o de 0,025 a 0,08 por ciento de fósforo. Un material usado en algunas aplicaciones puede ser un dialquilditiofosfato de zinc (ZDP). Los agentes antidesgaste que no contienen fósforo incluyen los ésteres de borato (que incluye epóxidos borados), los compuestos de ditiocarbamato, los compuestos que contienen molibdeno, y las olefinas sulfuradas. Otros materiales que pueden estar presente incluyen ésteres de tartrato, tartramidas y tartrimidas. Los ejemplos incluyen oleiltartrimida (la imida que se forma de oleilamina y ácido tartárico) y oleildiésteres (de, por ejemplo, alcoholes de C12-16 mixtos). Otros materiales relacionados que pueden ser útiles incluyen ésteres, amidas e imidas de otros ácidos hidroxicarboxílicos en general, que incluyen ácidos hidroxipolicarboxílicos, por ejemplo, ácidos tales como ácido tartárico, ácido cítrico, ácido láctico, ácido glicólico, ácido hidroxipropiónico, ácido hidroxiglutárico y las mezclas de los mismos. Estos materiales también pueden impartir una funcionalidad adicional a un lubricante más allá del rendimiento antidesgaste. Estos materiales se describen con mayor detalle en la publicación de los Estados Unidos núm. 2006-0079413 y la publicación PCT WO2010/077630. Tales derivados de (o compuestos que se derivan de) un ácido hidroxicarboxílico, si están presentes, pueden estar presentes típicamente en la composición lubricante en una cantidad de 0,01 a 5 % en peso, o de 0,05 a 5 o de 0,1 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 a 1,0 por ciento en peso, o de 0,1 a 0,5 por ciento en peso, o de 0,2 a 3 % en peso, o mayor que 0,2 % en peso a 3 % en peso.

Otros aditivos que pueden usarse opcionalmente en aceites lubricantes, en sus cantidades convencionales, incluyen agentes depresores del punto de fluidez, agentes de presión extrema, estabilizadores de color y agentes antiespumantes.

Métodos y aplicación

La tecnología descrita proporciona un método para lubricar un componente mecánico (dispositivo mecánico), que comprende suministrarle una formulación lubricante como se describe en la presente descripción.

En una modalidad, el componente es un componente de transmisión que comprende al menos una transmisión, transmisión manual, engranaje, caja de cambios, engranaje de eje, transmisión automática, transmisión de doble embrague o las combinaciones de los mismos. En otra modalidad, la transmisión puede ser una transmisión automática o una transmisión de doble embrague (DCT). Transmisiones automáticas ilustrativas adicionales incluyen, pero no se limitan a, transmisiones continuamente variables (CVT), transmisiones infinitamente variables (IVT), transmisiones toroidales, embragues convertidos de par de deslizamiento continuo (CSTCC) y transmisiones automáticas escalonadas.

Alternativamente, la transmisión puede ser una transmisión manual (MT) o de engranajes. En otra modalidad más, el componente puede ser un tractor agrícola o un componente de vehículo todoterreno que comprende al menos un freno húmedo, una transmisión, un sistema hidráulico, un mando final, una toma de fuerza o las combinaciones de los mismos.

En diferentes modalidades, la composición lubricante puede tener una composición como se describió en la Tabla 1. Los por cientos en peso (% en peso) que se muestran en la Tabla 1 más abajo son sobre una base activa.

Tabla 1

La cantidad de cada componente químico descrito se presenta mediante la exclusión de cualquier disolvente o aceite diluyente, que puede estar presente habitualmente en el material comercial, es decir, sobre una base química activa, a menos que se indique de cualquier otra manera. Sin embargo, a menos que se indique de otra manera, cada producto químico o composición que se refiere en la presente descripción debe interpretarse como que es un material de calidad comercial, el cual puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros tales materiales, los cuales normalmente se entiende que están presentes en la calidad comercial.

La sal de fosamina también puede usarse en composiciones lubricantes industriales, tales como grasas, líquidos para trabajar metales, lubricantes para engranajes industriales, aceites hidráulicos, aceites para turbinas, aceites para circulación o refrigerantes. Tales composiciones lubricantes se conocen bien en la técnica.

Líquido para trabajar metales

En una modalidad, la composición lubricante es un líquido para trabajar metales. Las aplicaciones típicas de líquidos para trabajar metales pueden incluir remoción de metales, conformado de metales, tratamiento de metales y protección de metales. En algunas modalidades, el aceite para trabajar metales puede ser una reserva base del Grupo I, Grupo II o Grupo III como define el Instituto Americano del Petróleo. En algunas modalidades, el aceite para trabajar metales puede mezclarse con reserva base del Grupo IV o Grupo V. La composición lubricante puede contener de 0,01 % en peso a 15 % en peso, o de 0,5 % en peso a 10 % en peso o de 1 a 8 % en peso, de las sales de fosaminas descritas en la presente descripción (fuera del alcance de la invención).

En algunas modalidades, las composiciones de líquidos funcionales incluyen un aceite. El aceite puede incluir la mayoría de los hidrocarburos líquidos, por ejemplo, hidrocarburos parafínicos, olefínicos, nafténicos, aromáticos, saturados o insaturados. En general, el aceite es un hidrocarburo emulsionable, inmiscible en agua, y en algunas modalidades el aceite es líquido a temperatura ambiente. Pueden usarse aceites de una variedad de fuentes, que incluyen aceites naturales y sintéticos y las mezclas de los mismos.

Los aceites naturales incluyen aceites animales y aceites vegetales (por ejemplo, aceite de soja, aceite de manteca) así como también aceites minerales refinados con disolvente o refinados con ácido del tipo parafínico, nafténico, o parafina-nafténico mixto. También son útiles los aceites que se derivan de carbón o esquisto. Los aceites sintéticos incluyen aceites de hidrocarburo y aceites de hidrocarburo halo-sustituidos tales como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas, por ejemplo, polibutilenos, polipropilenos, copolímeros de propileno-isobutileno, polibutilenos clorados; alquilbencenos, por ejemplo, dodecilbencenos, tetradecilbencenos, dinonilbencenos o di-(2-etilhexil)bencenos.

Otra clase adecuada de aceites sintéticos que pueden usarse comprende los ésteres de ácidos dicarboxílicos (por ejemplo, ácido ftálico, ácido succínico, ácido alquilsuccínico, ácido maleico, ácido azelaico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido fumárico, ácido adípico, dímero de ácido linoleico, ácido malónico, ácidos alquilmalónicos, ácidos alquenilmalónicos, etc.) con una variedad de alcoholes (por ejemplo, alcohol butílico, alcohol hexílico, alcohol dodecílico, alcohol 2-etilhexílico, etilenglicol, monoéter de dietilenglicol, propilenglicol, pentaeritritol, etc.). Los ejemplos específicos de estos ésteres incluyen adipato de dibutilo, sebacato de di(2-etilhexilo), fumarato de di-nhexilo, sebacato de dioctilo, azelato de diisooctilo, azelato de diisodecilo, ftalato de dioctilo, ftalato de didecilo, sebacato de dieicosilo, el diéster de 2-etilhexilo de dímero de ácido linoleico, o un éster complejo que se forma al reaccionar un mol de ácido sebácico con dos moles de tetraetilenglicol y dos moles de ácido 2-etil-hexanoico.

Los ésteres útiles como aceites sintéticos también incluyen aquellos que se hacen a partir de ácidos monocarboxílicos de C5 a C12 y polioles y polioléteres tales como neopentilglicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol, etc.

Pueden usarse aceites sin refinar, refinados y rerrefinados (y mezclas de cada uno con otro) del tipo que se describió anteriormente en la presente descripción. Los aceites sin refinar son aquellos que se obtienen directamente de una fuente natural o sintética sin tratamiento de purificación adicional. Por ejemplo, un aceite de esquisto que se obtiene directamente de un funcionamiento de retorta, un aceite de petróleo que se obtiene directamente de destilación o aceite de éster que se obtiene directamente de un proceso de esterificación y se usa sin tratamiento adicional sería un aceite sin refinar. Los aceites refinados son similares a los aceites sin refinar, excepto que se han tratado adicionalmente en uno o más etapas de purificación para mejorar una o más propiedades. Muchas de tales técnicas de purificación se conocen por aquellos expertos en la técnica, tales como la extracción con disolventes, la destilación, la extracción ácida o básica, la filtración, la percolación, etc. Los aceites rerrefinados se obtienen mediante procesos similares a aquellos que se usan para obtener aceites refinados que se aplican a aceites refinados los cuales ya se han usado en servicio. Tales aceites rerrefinados también se conocen como aceites recuperados o reprocesados y, a menudo, se procesan adicionalmente mediante técnicas dirigidas a la eliminación de aditivos gastados y productos de descomposición del aceite.

En algunas modalidades, el aceite es una reserva base del Grupo II o Grupo III como define el Instituto Americano del Petróleo. Pueden incorporarse materiales adicionales opcionales en las composiciones de la presente invención. Las composiciones acabadas típicas pueden incluir agentes lubricantes tales como ácidos grasos y ceras, agentes antidesgaste, dispersantes, inhibidores de corrosión, detergentes normales y sobrebasificados, desemulsionantes, agentes biocidas, desactivadores de metales o las mezclas de los mismos.

La invención puede proporcionar composiciones lubricantes que incluyen el compuesto descrito anteriormente como un aditivo, el cual puede usarse en combinación con uno o más aditivos adicionales, y el cual opcionalmente también puede incluir un disolvente o diluyente, por ejemplo uno o más de los aceites que se describieron anteriormente. Esta composición puede denominarse como un paquete de aditivos o paquete de tensioactivos. Los ejemplos de ceras incluyen ceras de petróleo, sintéticas, y naturales, ceras oxidadas, ceras microcristalinas, grasa de lana (lanolina) y otros ésteres cerosos y las mezclas de los mismos. Las ceras de petróleo son compuestos parafínicos que se aíslan del petróleo crudo a través de algún proceso de refinación, tal como la cera residual y la cera de parafina. Las ceras sintéticas son ceras que se derivan de productos petroquímicos, tales como el etileno o el propileno. Las ceras sintéticas incluyen polietileno, polipropileno y copolímeros de etileno-propileno. Las ceras naturales son ceras que producen plantas y/o animales o insectos. Estas ceras incluyen cera de abeja, cera de soja y cera de carnauba. Las ceras de insectos y animales incluyen cera de abejas o espermaceti. En estas composiciones también se pueden usar vaselina y vaselina oxidada. Los petrolatos y los petrolatos oxidados pueden definirse, respectivamente, como mezclas purificadas de hidrocarburos semisólidos que se derivan del petróleo y sus productos de oxidación. Las ceras microcristalinas pueden definirse como ceras de punto de fusión más alto que se purifican a partir de vaselinas. La(s) cera(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,1 % en peso a 75 % en peso, por ejemplo, de 0,1 % en peso a 50 % en peso.

Los ácidos grasos útiles en la presente descripción incluyen ácidos monocarboxílicos de 8 a 35 átomos de carbono y, en una modalidad, de 16 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos de tales ácidos monocarboxílicos incluyen ácidos grasos insaturados, tales como ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido sapienico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido vaccénico, ácido linoleico, ácido linoelaídico; ácido a-linolénico; ácido araquidónico; ácido eicosapentaenoico; ácido erúcico, ácido docosahexaenoico; y ácidos grasos saturados, tales como el ácido caprílico; ácido cáprico; ácido láurico, ácido mirístico; ácido palmítico; ácido esteárico, ácido araquídico, ácido behénico; ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido isoesteárico, ácido gadoleico, ácidos grasos de aceite de bogol o las combinaciones de los mismos. Estos ácidos pueden ser saturados, insaturados, o tener otros grupos funcionales, tales como grupos hidroxi, como en el ácido 12-hidroxiesteárico, del esqueleto de hidrocarbilo. Otros ejemplos de ácidos carboxílicos se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 7,435,707. El(los) ácido(s) graso(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,1 % en peso a 50 % en peso, o de 0,1 % en peso a 25 % en peso, o de 0,1 % en peso a l0 % en peso.

Los detergentes sobrebasificados ilustrativos incluyen sulfonatos metálicos sobrebasificados, fenatos metálicos sobrebasificados, salicilatos metálicos sobrebasificados, saliginatos metálicos sobrebasificados, carboxilatos metálicos sobrebasificados o sulfonato de calcio sobrebasificados. Los detergentes sobrebasificados contienen metales tales como Mg, Ba, Sr, Zn, Na, Ca, K y las mezclas de los mismos. Los detergentes sobrebasificados son sales o complejos metálicos que se caracterizan por un contenido metálico en exceso al cual estaría presente de acuerdo con la estequiometría del metal y el compuesto orgánico ácido particular que reacciona con el metal, por ejemplo, un ácido sulfónico.

El término "relación de metal" se usa en la presente descripción para designar la relación de los equivalentes químicos totales del metal en el material sobrebasificado (por ejemplo, un sulfonato o carboxilato metálico) a los equivalentes químicos del metal en el producto el cual se espera que resulte en la reacción entre el material orgánico a sobrebasificar (por ejemplo, ácido sulfónico o carboxílico) y el reactivo que contiene metal que se usa para formar el detergente (por ejemplo, hidróxido de calcio, óxido de bario, etc.) de acuerdo con la reactividad química y la estequiometría de los dos reactivos. Por lo tanto, si bien en un sulfonato de calcio normal, la relación de metal es uno, en el sulfonato sobrebasificado, la relación de metal es 4,5. Los ejemplos de tales detergentes se describen, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos núms. 2,616,904; 2,695,910; 2,767,164; 2,767,209; 2,798,852; 2,959,551; 3,147,232; 3,274,135; 4,729,791; 5,484,542 y 8,022,021. Los detergentes sobrebasificados pueden usarse solos o en combinación. Los detergentes sobrebasificados pueden estar presentes en el intervalo de 0,1 % en peso a 20 %; tal como al menos de 1 % en peso o hasta 10 % en peso de la composición.

Los tensioactivos ilustrativos incluyen tensioactivos de polioxietileno no iónicos tales como alquilfenoles etoxilados y alcoholes alifáticos etoxilados, ésteres de polietilenglicol de ácidos grasos, aceite de resina y de bogol y ésteres de polioxietileno de ácidos grasos o tensioactivos aniónicos tales como sulfonatos de alquilbenceno lineales, sulfonatos de alquilo, fosfonatos de alquiléter, éter sulfatos, sulfosuccinatos y éter carboxilatos. El(los) tensioactivo(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, o de 0,0001 % en peso a 2,5 % en peso.

Los desemulsionantes útiles en la presente descripción incluyen polietilenglicol, óxidos de polietileno, polímeros de óxidos de alcohol de polipropileno (óxido de etileno-óxido de propileno), alcohol de polioxialquileno, alquilaminas, aminoalcohol, diaminas o poliaminas que reaccionan secuencialmente con óxido de etileno o las mezclas de óxido de etileno sustituido, fosfatos de trialquilo y las combinaciones de los mismos. El(los) desemulsionante(s) puede(n) estar presente(s) en la composición inhibidora de corrosión de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, por ejemplo, de 0,0001 % en peso a 2,5 % en peso.

La composición lubricante puede también incluir inhibidores de corrosión los cuales pueden usarse e incluyen tiazoles, triazoles y tiadiazoles. Los ejemplos incluyen benzotriazol, toliltriazol, octiltriazol, deciltriazol, dodeciltriazol, 2-mercaptobenzotiazol, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 2-mercapto-5-hidrocarbiltio-1,3,4-tiadiazoles, 2-mercapto-5-hidrocarbilditio-1,3,4-tiadiazoles, 2,5-bis(hidrocarbiltio)-1,3,4-tiadiazoles, y 2,5-bis-(hidrocarbilditio)-1,3,4-tiadiazoles. Otros inhibidores de corrosión adecuados incluyen éter aminas; compuestos polietoxilados tales como aminas etoxiladas, fenoles etoxilados, y alcoholes etoxilados; imidazolinas. Otros inhibidores de corrosión adecuados incluyen ácidos alquenilsuccínicos en los cuales el grupo alquenilo contiene 10 o más átomos de carbono tales como, por ejemplo, ácido tetrapropenilsuccínico, ácido tetradecenilsuccínico, ácido hexadecenilsuccínico; ácidos alfa, omega-dicarboxílicos de cadena larga en el intervalo de peso molecular de 600 a 3000; y otros materiales similares. Otros ejemplos no limitantes de tales inhibidores pueden encontrarse en las patentes de Estados Unidos núms. 3,873,465, 3,932,303, 4,066,398, 4,402,907, 4,971,724, 5,055,230, 5,275,744, 5,531,934, 5,611,991, 5,616,544, 5,744,069, 5,750,070, 5,779,938 y 5,785,896; Corrosion Inhibitors, C. C. Nathan, ed., NACE, 1973; I. L. Rozenfeld, Corrosion Inhibitors, McGraw-Hill, 1981; Metals Handbook, 9na Ed., Volumen 13-Corrosion, páginas 478497; Corrosion Inhibitors for Corrosion Control, B. G. Clubley, ed., The Royal Society of Chemistry, 1990; Corrosion Inhibitors, European Federation of Corrosion Publications núm. 11, The Institute of Materials, 1994; Corrosion, Volumen 2-Corrosion Control, L. L. Sheir, R. A. Jarman, y G. T. Burstein, eds., Butterworth-Heine-mann, 1994, páginas 17:10-17:39; Y. I. Kuznetsov, Organic Inhibitors of Corrosion of Metals, Plenum, 1996; y en V. S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principles and Applications, Wiley, 1998. El(los) inhibidor(es) de corrosión puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,0001 % en peso a 5 % en peso, por ejemplo, de 0,0001 % en peso a 3 % en peso.

Los dispersantes los cuales pueden incluirse en la composición incluyen aquellos con una cadena principal de hidrocarburo polimérico soluble en aceite y que tienen grupos funcionales que son capaces de asociarse con partículas para dispersarse. La cadena principal de hidrocarburo polimérico puede tener un peso molecular promedio en peso que oscila de 750 a 1500 Dalton. Los grupos funcionales ilustrativos incluyen restos polares de aminas, alcoholes, amidas y éster los cuales se unen a la cadena principal del polímero, a menudo mediante un grupo puente. Los ejemplos de dispersantes incluyen dispersantes de Mannich, que se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 3,697,574 y 3,736,357; dispersantes de succinimida sin cenizas que se describen en las patentes de los Estados Unidos núm. 4,234,435 y 4,636,322; dispersantes de amina que se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 3,219,666, 3,565,804 y 5,633,326; dispersantes de Koch, que se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 5,936,041, 5,643,859 y 5,627,259, y dispersantes de polialquilensuccinimida, que se describen en las patentes de los Estados Unidos núms. 5,851,965, 5,853,434 y 5,792,729. El(los) dispersante(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, por ejemplo, de 0,0005 % en peso a 2,5 % en peso.

En una modalidad, la composición para trabajar metales descrita en la presente descripción puede contener al menos un modificador de fricción adicional distinto al compuesto de la presente invención. El modificador de fricción puede estar presente de 0 % en peso a 6 % en peso, o de 0,01 % en peso a 4 % en peso, o de 0,05 % en peso a 2 % en peso, o de 0,1 % en peso a 2 % en peso de la composición para trabajar metales.

Como se usa en la presente descripción el término "alquilo graso" o "graso" en relación con modificadores de fricción se entiende una cadena de carbono que tiene de 10 a 22 átomos de carbono, típicamente una cadena de carbono lineal. Alternativamente, el alquilo graso puede ser un grupo alquilo monorramificado, con ramificación típicamente en la posición p. Los ejemplos de grupos alquilo monorramificados incluyen 2-etilhexilo, 2-propilheptilo o 2-octildodecilo.

Los ejemplos de modificadores de fricción adecuados incluyen derivados de ácidos grasos de cadena larga de aminas, ésteres grasos, o epóxidos grasos; imidazolinas grasas tales como productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilenpoliaminas; sales de amina de ácidos alquilfosfóricos; fosfonatos grasos; fosfitos grasos; fosfolípidos borados, epóxidos grasos borados; ésteres de glicerol; ésteres de glicerol borados; aminas grasas; aminas grasas alcoxiladas; aminas grasas alcoxiladas boradas; aminas grasas hidroxiladas y polihidroxiladas que incluyen aminas grasas hidroxi terciarias; hidroxialquilamidas; sales metálicas de ácidos grasos; sales metálicas de alquilsalicilatos; oxazolinas grasas; alcoholes etoxilados grasos; productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilenpoliaminas; o productos de reacción de ácidos carboxílicos grasos con guanidina, aminoguanidina, urea, o tiourea y las sales de los mismos.

Los modificadores de fricción también pueden abarcar materiales tales como compuestos grasos sulfurados y olefinas, dialquilditiofosfatos de molibdeno, ditiocarbamatos de molibdeno, u otros complejos de molibdeno solubles en aceite tales como Molyvan® 855 (disponible comercialmente en R.T. Vanderbilt, Inc) o Sakuralube® S-700 o Sakuralube® S-710 (disponible comercialmente en Adeka, Inc). Los complejos de molibdeno solubles en aceite ayudan a reducir la fricción, pero pueden comprometer la compatibilidad de los sellos.

En una modalidad, el modificador de fricción puede ser un complejo de molibdeno soluble en aceite. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede incluir ditiocarbamato de molibdeno, ditiofosfato de molibdeno, complejo de óxido azul de molibdeno u otro complejo de molibdeno soluble en aceite o las mezclas de los mismos. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede ser una mezcla de óxido e hidróxido de molibdeno, denominado óxido "azul". Los óxidos azules de molibdeno tienen el molibdeno en un estado de oxidación promedio entre 5 y 6 y son mezclas de MoO2(OH) a MoO2,5(OH)0,5. Un ejemplo del aceite soluble es el complejo de óxido azul de molibdeno que se conoce por el nombre comercial de Luvodur® MB o Luvodur® MBO (disponible comercialmente en Lehmann y Voss GmbH). Los complejos de molibdeno solubles en aceite pueden estar presentes de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 % en peso a 5 % en peso o de 1 a 3 % en peso de la composición para trabajar metales.

En una modalidad el modificador de fricción puede ser un éster de ácido graso de cadena larga. En otra modalidad, el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un monoéster y en otra modalidad el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un triglicérido tal como aceite de girasol o aceite de soja o el monoéster de un poliol y un ácido carboxílico alifático.

El agente de presión extrema puede ser un compuesto que contiene azufre y/o fósforo y/o cloro. Los ejemplos de agentes de presión extrema incluyen un polisulfuro, una olefina sulfurada, un tiadiazol, parafinas cloradas, sulfonatos sobrebasificados o las mezclas de los mismos.

Los ejemplos de un tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo se forman típicamente mediante la formación de un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3,4-dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Los materiales típicamente fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio se usan comúnmente. En diferentes modalidades, el número de átomos de carbono en el grupo sustituyente hidrocarbilo incluye de 1 a 30, de 2 a 25, de 4 a 20, de 6 a 16, o de 8 a 10. El 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol puede ser 2,5-dioctilditio-1,3,4-tiadiazol, o 2,5-dinonilditio-1,3,4-tiadiazol. En una modalidad, al menos 50 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de tri- o tetrasulfuros. En otras modalidades, al menos 55 % en peso, o al menos 60 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de tri- o tetrasulfuros. El polisulfuro incluye un polisulfuro orgánico sulfurado de aceites, ácidos o ésteres grasos, olefinas o poliolefinas.

Los aceites los cuales pueden sulfurarse incluyen aceites naturales o sintéticos tales como aceites minerales, aceite de manteca, ésteres de carboxilato que se derivan de alcoholes alifáticos y ácidos grasos o ácidos carboxílicos alifáticos (por ejemplo, oleato de miristilo y oleato de oleilo), y ésteres o glicéridos sintéticos insaturados.

Los ácidos grasos incluyen aquellos que contienen de 8 a 30, o de 12 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos de ácidos grasos incluyen aceite oleico, linoleico, linolénico, y de bogol. Los ésteres de ácidos grasos sulfurados que se preparan a partir de ésteres mixtos de ácidos grasos insaturados, tales como los que se obtienen a partir de grasas animales y aceites vegetales, que incluyen aceite de bogol, aceite de linaza, aceite de soja, aceite de colza y aceite de pescado.

El polisulfuro incluye olefinas que se derivan de una amplia gama de alquenos. Los alquenos típicamente tienen uno o más dobles enlaces. Las olefinas en una modalidad contienen de 3 a 30 átomos de carbono. En otras modalidades, las olefinas contienen de 3 a 16, o de 3 a 9 átomos de carbono. En una modalidad, la olefina sulfurada incluye una olefina que se deriva de propileno, isobutileno, penteno o las mezclas de los mismos. En una modalidad, el polisulfuro comprende una poliolefina que se deriva de la polimerización mediante técnicas conocidas de una olefina como se describió anteriormente.

En una modalidad, el polisulfuro incluye tetrasulfuro de dibutilo, éster metílico de ácido oleico sulfurado, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, diciclopentadieno sulfurado, terpeno sulfurado, y aductos de Diels-Alder sulfurados. Las parafinas cloradas pueden incluir parafinas cloradas tanto de cadena larga (C²⁰⁺como parafinas cloradas de cadena media (C¹⁴-C¹⁷). Los ejemplos incluyen los productos Choroflo, Paroil y Chlorowax de Dover Chemical. Los sulfonatos sobrebasificados se han discutido anteriormente. Los ejemplos de sulfonatos sobrebasificados incluyen Lubrizol^®5283C, Lubrizol^®5318A, Lubrizol^®5347LC y Lubrizol^®5358. El agente de presión extrema puede estar presente de 0 % en peso a 25 % en peso, de 1,0 % en peso a 15,0 % en peso, de 2,0 % en peso a 10,0 % en peso de la composición para trabajar metales.

El líquido para trabajar metales puede tener una composición que se define en la siguiente tabla:

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Los ejemplos específicos de una composición para trabajar metales incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

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Para demostrar el rendimiento antidesgaste en un líquido para trabajar metales, el líquido puede evaluarse frente a los estándares de control en cuanto al desgaste por cuatro bolas (ASTM 4172) y la fricción por Microtap. Puede ejecutarse ASTM D665 para asegurar la protección contra la corrosión. Puede usarse ATSM 2272 para determinar y asegurar la estabilidad oxidativa.

Los aceites de enrollado pueden evaluarse frente a los estándares de control en cuanto al desgaste por cuatro bolas (ASTM 4172) y la fricción por Mini-Traction Machine. Puede usarse ASTM D665 para medir la protección contra la corrosión. La norma ASTM D943 puede compararse con controles adecuados para medir la estabilidad oxidativa. Grasa

En una modalidad, puede usarse lubricante en una grasa. La grasa puede tener una composición que comprenda un aceite de viscosidad lubricante, un espesante de grasa y de 0,001 % en peso a 15 % en peso de una sal de fosamina como se describe anteriormente (fuera del alcance de la invención). En otras modalidades, la sal de fosamina puede estar presente en el lubricante de 0,01 % en peso a 5 % en peso o de 0,002 a 2 % en peso, basado en el peso total de la composición lubricante.

En una modalidad, la grasa también puede ser una grasa de sulfonato. Tales grasas se conocen en la técnica. En otra modalidad, la grasa de sulfonato puede ser una grasa de sulfonato de calcio preparada al sobrebasificar un sulfonato de calcio neutro para formar carbonato de calcio amorfo y convirtiéndolo posteriormente en calcita, vaterita o las mezclas de los mismos.

El espesante de grasa puede ser cualquier espesante de grasa conocido en la técnica. Los espesantes de grasa adecuados incluyen, pero no se limitan a, sales metálicas de un ácido carboxílico, espesantes de grasa de jabón metálico, jabones alcalinos mixtos, jabones complejos, espesantes de grasa no jabonosos, sales metálicas de tales aceites funcionalizados con ácido, espesantes de grasa de poliurea y diurea o espesantes de grasa de sulfonato de calcio. Otros espesantes de grasa adecuados incluyen agentes espesantes de polímeros, tales como politetrafluoroetileno, poliestirenos y polímeros de olefina. También pueden usarse espesantes de grasa inorgánicos. Los espesantes inorgánicos ilustrativos incluyen arcillas, organoarcillas, sílices, carbonatos de calcio, negro de humo, pigmentos o ftalocianina de cobre. Otros espesantes incluyen derivados de urea, tales como poliuria o una diurea. Los ejemplos específicos de una grasa incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

El agente espesante de grasa puede incluir una sal metálica de uno o más ácidos carboxílicos que se conoce en la técnica de la formulación de grasas. A menudo, el metal es un metal alcalino, metal alcalinotérreo, aluminio o las mezclas de los mismos. Los ejemplos de metales adecuados incluyen litio, potasio, sodio, calcio, magnesio, bario, titanio, aluminio y las mezclas de los mismos. El metal puede incluir litio, calcio, aluminio o las mezclas de los mismos (típicamente litio).

El ácido carboxílico usado en el espesante es a menudo un ácido graso e incluye un ácido monohidroxicarboxílico, un ácido dihidroxicarboxílico, un ácido polihidroxicarboxílico o las mezclas de los mismos. El ácido carboxílico puede tener de 4 a 30, de 8 a 27, de 19 a 24 o de 10 a 20 átomos de carbono e incluye derivados del mismo tales como un éster, un semiéster, sales, anhídridos o las mezclas de los mismos. Un ácido graso sustituido con hidroxi particularmente útil es el ácido hidroxiesteárico, en donde uno o más grupos hidroxi se encuentran a menudo en las posiciones 10, 11, 12, 13 o 14 del grupo alquilo. Los ejemplos adecuados pueden incluir ácido 10-hidroxiesteárico, ácido 11-hidroxiesteárico, ácido 12-hidroxiesteárico, ácido 13-hidroxiesteárico, ácido 14-hidroxiesteárico y las mezclas de los mismos. En una modalidad, el ácido graso sustituido con hidroxi es ácido 12-hidroxiesteárico. Los ejemplos de otros ácidos grasos adecuados incluyen ácido cáprico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido behénico y las mezclas de los mismos.

En una modalidad, el espesante de ácido carboxílico se complementa con un ácido dicarboxílico, un ácido policarboxílico o las mezclas de los mismos. Los ejemplos adecuados incluyen ácido hexanodioico (adípico), ácido iso-octanodioico, ácido octanodioico, ácido nonanodioico (ácido azelaico), ácido decanodioico (ácido sebácico), ácido undecanodioico, ácido dodecanodioico, ácido tridecanodioico, ácido tetradecanodioico, ácido pentadecanoico y las mezclas de los mismos. El ácido dicarboxílico y el ácido policarboxílico tienden a ser más caros que el ácido monocarboxílico y, como consecuencia, la mayoría de los procesos industriales que usan mezclas típicamente usan una relación molar de ácido dicarboxílico y/o policarboxílico a ácido monocarboxílico en el intervalo de 1:10, 1:5, 1:4, 1:3, 1:2. La relación real de los ácidos usada depende de las propiedades deseadas de las grasas para la aplicación actual. En una modalidad, el espesante de ácido dicarboxílico es ácido nonanodioico (ácido azelaico) y en otra es ácido decanodioico (ácido sebácico) o las mezclas de los mismos.

El espesante de grasa puede incluir espesantes de grasa de jabón metálico simple, mezclas de jabones alcalinos, jabones complejos, espesantes de grasa no jabonosos, sales metálicas de tales aceites funcionalizados con ácido, espesantes de grasa de poliurea y diurea, espesantes de grasa de sulfonato de calcio o las mezclas de los mismos. El espesante de grasa también puede incluir o usarse con otros agentes espesantes de polímeros conocidos tales como politetrafluoroetileno (comúnmente conocido como PTFE), caucho de estireno-butadieno, estireno-isopreno, polímeros de olefinas tales como polietileno o polipropileno u copolímeros de olefinas tales como etileno-propileno o las mezclas de los mismos.

En una modalidad, el espesante también puede incluir o usarse con otros agentes espesantes conocidos tales como polvos inorgánicos que incluyen arcilla, arcillas orgánicas, bentonita, montmorillonita, sílices modificadas ácida y pirógena, carbonato de calcio como calcita, humo negro, pigmentos, ftalocianina de cobre o las mezclas de los mismos.

La grasa también puede ser una grasa de sulfonato. Las grasas de sulfonato se describen con más detalle en la patente de los Estados Unidos núm. 5,308,514. La grasa de sulfonato de calcio puede prepararse a partir de la sobrebasificación de un sulfonato de calcio neutro de modo que el hidróxido de calcio se carbonata para formar carbonato de calcio amorfo y posteriormente se convierte tanto en calcita o vaterita o las mezclas de las mismas, pero típicamente calcita.

El espesante de grasa puede ser un derivado de urea, como una poliurea o una diurea. La grasa de poliurea puede incluir triurea, tetraurea u homólogos superiores o las mezclas de los mismos. Los derivados de urea pueden incluir compuestos de urea-uretano y los compuestos de uretano, compuestos de diurea, compuestos de triurea, compuestos de tetraurea, compuestos de poliurea, compuestos de urea-uretano, compuestos de diuretano y las mezclas de los mismos. El derivado de urea puede ser, por ejemplo, un compuesto de diurea tal como compuestos de urea-uretano, compuestos de diuretano o las mezclas de los mismos. Una descripción más detallada de los compuestos de urea de este tipo se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 5,512,188 columna 2, línea 24 a columna 23, línea 36.

En una modalidad, el espesante de grasa puede ser poliurea o diurea. El espesante de grasa es jabón de litio o espesante de complejo de litio.

La cantidad de espesante de grasa presente en la composición de grasa incluye aquellas en el intervalo de 1 % en peso a 50 % en peso o 1 % en peso a 30 % en peso de la composición de grasa.

La composición de grasa comprende un aceite de viscosidad lubricante como se describió anteriormente.

Puede prepararse una composición de grasa mediante la adición de la sal de fosamina descrita anteriormente a un aceite de viscosidad lubricante, un espesante de grasa y, opcionalmente, en presencia de otros aditivos de rendimiento (como se describe más abajo en la presente descripción). Los otros aditivos de rendimiento pueden estar presentes en una cantidad de 0 % en peso a 10 % en peso, o de 0,01 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 a 3 % en peso de la composición de grasa.

La composición de grasa comprende opcionalmente otros aditivos de rendimiento. Los otros aditivos de rendimiento pueden incluir al menos uno de desactivadores de metales, modificadores de viscosidad, detergentes, modificadores de fricción, agentes antidesgaste, inhibidores de corrosión, dispersantes, modificadores de viscosidad dispersantes, agentes de presión extrema, antioxidantes y las mezclas de los mismos. Cada uno de estos otros aditivos de rendimiento se describió anteriormente.

En una modalidad, la composición de grasa incluye además opcionalmente al menos otro aditivo de rendimiento. Los otros compuestos aditivos de rendimiento incluyen un desactivador de metales, un detergente, un dispersante, un agente antidesgaste, un antioxidante, un inhibidor de corrosión (típicamente un inhibidor de óxido) o las mezclas de los mismos. Típicamente, una composición de grasa completamente formulada contendrá uno o más de estos aditivos de rendimiento. La composición de grasa puede contener un inhibidor de corrosión o un antioxidante.

Los antioxidantes incluyen diarilaminas alquiladas con diarilamina, fenoles impedidos, ditiocarbamatos, 1,2-dihidro-2,2,4-trimetilquinolina, hidroxil tioéteres o las mezclas de los mismos. En una modalidad, la composición de grasa incluye un antioxidante o las mezclas de los mismos. El antioxidante puede estar presente en una cantidad de 0 % en peso a 15 % en peso, o 0,1 % en peso a 10 % en peso, o 0,5 % en peso a 5 % en peso, o 0,5 % en peso a 3 % en peso, o 0,3 % en peso a 1,5 % en peso de la composición de grasa.

La diarilamina o la diarilamina alquilada pueden ser una fenil-a-naftilamina (PANA), una difenilamina alquilada, o una fenilnaftilamina alquilada o las mezclas de las mismas. La difenilamina alquilada puede incluir difenilamina dinonilada, nonil difenilamina, octil difenilamina, difenilamina dioctilada o difenilamina didecilada. La diarilamina alquilada puede incluir octil, dioctil, nonil, dinonil, decil o didecil fenilnaftilaminas.

El antioxidante de fenol impedido a menudo contiene un grupo butilo secundario y/o butilo terciario como un grupo que impide estéricamente. El grupo fenol puede además estar sustituido con un grupo hidrocarbilo (típicamente alquilo lineal o ramificado) y/o un grupo puente que se enlaza a un segundo grupo aromático. El átomo puente puede ser carbono o azufre. Los ejemplos de antioxidantes fenólicos impedidos adecuados incluyen 2,6-di-tercbutilfenol, 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-etil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-propil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-butil-2,6-di-tercbutilfenol o 4-dodecil-2,6-di-terc-butilfenol. En una modalidad el antioxidante de fenol impedido puede ser un éster y puede incluir, por ejemplo, Irganox™ L-135 de Ciba. Una descripción más detallada de los productos químicos antioxidantes de fenol impedido que contienen éster adecuados se encuentra en la patente de los Estados Unidos núm. 6,559,105.

El antioxidante de ditiocarbamato puede contener metal tal como ditiocarbamato de molibdeno o zinc o puede ser "sin cenizas". Sin cenizas se refiere al ditiocarbamato como que no contiene metal y el grupo de enlace es típicamente un grupo metileno.

El 1,2-dihidro-2,2,4-trimetilquinolina puede estar presente como una molécula única u oligomerizada con hasta 5 unidades repetidas y conocida comercialmente como "Resina D", disponible de varios proveedores.

En una modalidad, la composición de grasa incluye además un modificador de viscosidad. El modificador de viscosidad es conocido en la técnica y puede incluir cauchos de estireno-butadieno hidrogenados, copolímeros de etileno-propileno, polimetacrilatos, poliacrilatos, polímeros de estireno-isopreno hidrogenados, polímeros de dieno hidrogenado, polialquil estirenos, poliolefinas, ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-olefina (tales como los descritos en la solicitud internacional núm. WO 2010/014655), ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-estireno o las mezclas de los mismos.

Algunos polímeros también pueden describirse como modificadores de viscosidad dispersantes (frecuentemente denominados DVM) porque también exhiben propiedades dispersantes. Los polímeros de este tipo incluyen olefinas, por ejemplo, copolímeros de etileno-propileno que se han funcionalizado por reacción con anhídrido maleico y una amina. Otro tipo de polímero que puede usarse es un polimetacrilato funcionalizado con una amina (este tipo también puede producirse al incorporar un comonómero que contiene nitrógeno en una polimerización de metacrilato). Una descripción más detallada de modificadores de viscosidad dispersantes se describe en la publicación internacional núm. WO2006/015130 o las patentes de los Estados Unidos núms. 4,863,623; 6,107,257;6,107,258 y 6,117,825.

Los modificadores de viscosidad pueden estar presente en 0 % en peso a 15 % en peso, 0 % en peso a 10 % en peso, o 0,05 % en peso a 5 % en peso, o 0,2 % en peso a 2 % en peso de la composición de grasa.

La composición de grasa puede incluir además un dispersante o las mezclas de los mismos. El dispersante puede ser un dispersante de succinimida, un dispersante de Mannich, un dispersante de succinamida, un éster de poliolefina del ácido succínico, amida o éster-amida o las mezclas de los mismos. En una modalidad el dispersante puede estar presente como un dispersante simple. En una modalidad el dispersante puede estar presente como una mezcla de dos o tres dispersantes diferentes, en donde al menos uno puede ser un dispersante de succinimida.

El dispersante puede ser una alquenil succinimida de cadena larga N-sustituida. Un ejemplo de una alquenil succinimida de cadena larga N-sustituida es succinimida de poliisobutileno. Típicamente el poliisobutileno del que puede derivarse el anhídrido de poliisobutileno succínico tiene un peso molecular promedio numérico de 350 a 5000, o de 550 a 3000 o de 750 a 2500. Los dispersantes de succinimida y su preparación se describen, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos núms. 3,172,892, 3,219,666, 3,316,177, 3,340,281, 3,351,552, 3,381,022, 3,433,744, 3,444,170, 3,467,668, 3,501,405, 3,542,680, 3,576,743, 3,632,511, 4,234,435, Re 26,433 y 6,165,235, 7,238,650 y la solicitud de patente núm. EP 0355895 A.

Los dispersantes también pueden postratarse por métodos convencionales mediante una reacción con cualquiera de una variedad de agentes. Entre estos están los compuestos de boro (como el ácido bórico), urea, tiourea, dimercaptotiadiazoles, disulfuro de carbono, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos como el ácido tereftálico, anhídridos succínicos sustituidos con hidrocarburos, anhídrido maleico, nitrilos, epóxidos y compuestos de fósforo. En una modalidad el dispersante postratado se borado. En una modalidad el dispersante postratado se hace reaccionar con dimercaptotiadiazoles. En una modalidad el dispersante postratado se hace reaccionar con ácido fosfórico o fosforoso.

En una modalidad, la invención proporciona una composición de grasa que comprende además un detergente que contiene metal sobrebasificado. El detergente que contiene metal sobrebasificado puede ser un detergente sobrebasificado de calcio o magnesio.

El detergente que contiene metal sobrebasificado puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos, salicilatos y las mezclas de los mismos o equivalentes borados de los mismos. El detergente que contiene metal sobrebasificado puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos y las mezclas de los mismos. El detergente sobrebasificado puede borarse con un agente de boración tal como ácido bórico tal como un detergente de sulfonato de calcio o magnesio sobrebasificado borado o las mezclas de los mismos.

El detergente que contiene metal sobrebasificado puede estar presente de 0 % en peso a 2 % en peso, o de 0,05 % en peso a 1,5 % en peso, o de 0,1 % en peso a 1 % en peso de la composición de grasa.

La composición de grasa puede incluir además un dispersante o las mezclas de los mismos como se describió anteriormente. El dispersante puede ser un dispersante de succinimida, un dispersante de Mannich, un dispersante de succinamida, un éster de poliolefina del ácido succínico, amida o éster-amida o las mezclas de los mismos. En una modalidad, la invención proporciona una composición de grasa que comprende además un detergente que contiene metal. El detergente que contiene metal puede ser un detergente de calcio o magnesio. El detergente que contiene metal también puede ser un detergente sobrebasificado con un número de base total que oscila de 30 a 500 mg de KOH/g de equivalentes.

El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos, salicilatos, y las mezclas de los mismos, o equivalentes borados de los mismos. El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, y las mezclas de los mismos. El detergente puede borarse con un agente de boración tal como ácido bórico tal como un detergente de sulfonato de calcio o magnesio sobrebasificado borado o las mezclas de los mismos. El detergente puede estar presente en 0 % en peso a 6 % en peso, o de 0,01 % en peso a 4 % en peso, o de 0,05 % en peso a 2 % en peso, o de 0,1 % en peso a 2 % en peso de la composición de grasa.

En una modalidad, la grasa descrita en la presente descripción puede contener al menos un modificador de fricción adicional distinto de la sal de la presente invención. El modificador de fricción adicional puede estar presente de 0 % en peso a 6 % en peso, o de 0,01 % en peso a 4 % en peso, o de 0,05 % en peso a 2 % en peso, o de 0,1 % en peso a 2 % en peso de la composición de grasa.

Los modificadores de fricción también pueden incluir materiales tales como compuestos grasos sulfurados y olefinas, dialquilditiofosfatos de molibdeno sulfurados, ditiocarbamatos de molibdeno sulfurados u otros complejos de molibdeno solubles en aceite tales como Molyvan® 855 (disponible comercialmente de R.T. Vanderbilt, Inc) o Sakuralube® S-700 o Sakuralube® S-710 (disponible comercialmente de Adeka, Inc). Los complejos de molibdeno solubles en aceite ayudan a reducir la fricción, pero pueden comprometer la compatibilidad de los sellos.

En una modalidad, el modificador de fricción puede ser un complejo de molibdeno soluble en aceite. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede incluir ditiocarbamato de molibdeno sulfurado, ditiofosfato de molibdeno sulfurado, complejo de óxido de azul de molibdeno u otro complejo de molibdeno soluble en aceite o las mezclas de los mismos. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede ser una mezcla de óxido e hidróxido de molibdeno, denominado óxido "azul". Los óxidos de azul de molibdeno tienen el molibdeno en un estado de oxidación medio entre 5 y 6 y son mezclas de MoO2(OH) a MoO2,5(OH)0,5. Un ejemplo del aceite soluble es el complejo de óxido de azul de molibdeno conocido por el nombre comercial de Luvodur® MB o Luvodur® MBO (disponible comercialmente en Lehmann y Voss GmbH). Los complejos de molibdeno solubles en aceite pueden estar presentes en una cantidad de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 % en peso a 5 % en peso o de 1 a 3 % en peso de la composición de grasa.

La composición de grasa incluye opcionalmente además al menos un agente antidesgaste (diferente a la sal de la invención) como se describió anteriormente. Los ejemplos de agentes antidesgaste adecuados incluyen compuestos de titanio, sales de aminas solubles en aceite de compuestos de fósforo, olefinas sulfuradas, dihidrocarbilditiofosfatos metálicos (tales como dialquilditiofosfatos de zinc), fosfitos (tales como dibutil o dioleilfosfito), fosfonatos, compuestos que contienen tiocarbamato, tales como ésteres de tiocarbamato, amidas de tiocarbamato, éteres tiocarbámicos, tiocarbamatos acoplados al alquileno, disulfuros de bis(S-alquilditiocarbamilo) y sales de amina de fósforo solubles en aceite. En una modalidad, la composición de grasa puede incluir además dihidrocarbilditiofosfatos metálicos (tales como dialquilditiofosfatos de zinc). El antidesgaste opcional puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 % en peso a 5 % en peso, o de 1 a 3 % en peso de la composición de grasa.

El agente de presión extrema puede ser un compuesto que contiene azufre y/o fósforo. Los ejemplos de agentes de presión extrema incluyen un polisulfuro, una olefina sulfurada, un tiadiazol o las mezclas de los mismos.

Los ejemplos de un tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1.3.4- tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo se forman típicamente mediante la formación de un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3.4- dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Típicamente los materiales fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio se usan comúnmente. En diferentes modalidades, el número de átomos de carbono en el grupo sustituyente hidrocarbilo incluye de 1 a 30, de 2 a 25, de 4 a 20, de 6 a 16, o de 8 a 10. El 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol puede ser 2,5-dioctil ditio-1,3,4-tiadiazol o 2,5-dinonil ditio-1,3,4-tiadiazol.

En una modalidad, al menos 50 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de tri- o tetrasulfuros. En otras modalidades, al menos 55 % en peso, o al menos 60 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de tri- o tetrasulfuros.

El polisulfuro incluye un polisulfuro orgánico sulfurado de aceites, ácidos o ésteres grasos, olefinas o poliolefinas. Los aceites que pueden sulfurarse incluyen aceites naturales o sintéticos tales como aceites minerales, aceite de manteca, ésteres de carboxilato derivados de alcoholes alifáticos y ácidos grasos o ácidos carboxílicos alifáticos (por ejemplo, oleato de miristilo y oleato de oleilo) y ésteres sintéticos insaturados o glicéridos y aceite de cachalote sintético.

El polisulfuro incluye olefinas que se derivan de una amplia gama de alquenos. Los alquenos típicamente tienen uno o más dobles enlaces. Las olefinas en una modalidad contienen de 3 a 30 átomos de carbono. En otras modalidades, las olefinas contienen de 3 a 16, o de 3 a 9 átomos de carbono. En una modalidad, la olefina sulfurada incluye una olefina que se deriva de propileno, isobutileno, penteno o las mezclas de los mismos.

En una modalidad, el polisulfuro comprende una poliolefina que se deriva de la polimerización mediante técnicas conocidas de una olefina como se describió anteriormente.

En una modalidad, el polisulfuro incluye tetrasulfuro de dibutilo, éster metílico de ácido oleico sulfurado, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, diciclopentadieno sulfurado, terpeno sulfurado, y aductos de Diels-Alder sulfurados. El agente de presión extrema puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, 0,01 % en peso a 4 % en peso, 0,01 % en peso a 3,5 % en peso, 0,05 % en peso a 3 % en peso y 0,1 % en peso a 1,5 % en peso, o 0,2 % en peso a 1 % en peso de la composición de grasa.

Los aditivos sólidos en forma de partículas o finamente divididos también pueden usarse a niveles de 0 % a 20 % en peso. Estos incluyen grafito, disulfuro de molibdeno, óxido de zinc, nitruro de boro o politetrafluoroetileno. También se pueden usar mezclas de aditivos sólidos.

Los desactivadores de metales pueden comprender uno o más derivados de benzotriazol, bencimidazol, 2-alquilditiobenzimidazoles, 2-alquilditiobenzotiazoles, 2-(N,N-dialquilditiocarbamoil)benzotiazoles, 2,5-bis(alquilditio)-1,3,4-tiadiazoles, 2,5-bis(N,N-dialquilditiocarbamoil)-1,3,4-tiadiazoles, 2-alquilditio-5-mercaptotiadiazoles o las mezclas de los mismos. El desactivador de metales también puede describirse como inhibidores de corrosión.

Los compuestos de benzotriazol pueden incluir sustituciones de hidrocarbilo en una o más de las siguientes posiciones del anillo 1- o 2- o 4- o 5- o 6- o 7-benzotriazoles. Los grupos hidrocarbilo pueden contener de 1 a 30 carbonos, y en una modalidad, de 1 a 15 carbonos, y en una modalidad, de 1 a 7 carbonos. El desactivador de metales puede comprender 5-metilbenzotriazol.

Otro desactivador de metales puede estar presente en la composición de grasa en una concentración en el intervalo de hasta el 5 % en peso, o de 0,0002 a 2 % en peso, o de 0,001 a 1 % en peso.

El inhibidor de óxido puede comprender uno o más sulfonatos metálicos tales como sulfonato de calcio o sulfonato de magnesio, sales de amina de ácidos carboxílicos tales como octanoato de octilamina, productos de condensación de ácido o anhídrido dodecenilsuccínico y/o un ácido graso tal como ácido oleico con una poliamina, por ejemplo, una polialquilenpoliamina tal como trietilentetramina, o semiésteres de ácidos alquenilsuccínicos en los que el grupo alquenilo contiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 24 átomos de carbono con alcoholes tales como poliglicoles.

Los inhibidores de óxido pueden estar presentes en la composición de grasa en una concentración en el intervalo de hasta 4 % en peso, y en una modalidad en el intervalo de 0,02 % en peso a 2 % en peso, y en una modalidad en el intervalo de 0,05 % en peso a 1 % en peso.

La composición de grasa (fuera del alcance de la invención) puede comprender:

(a) de 0,001 % en peso a 10 % en peso de una sal de fosamina;

(b) de 1 % en peso a 20 % en peso de un espesante de grasa;

(c) de 0 % en peso a 5 % en peso de un agente de presión extrema;

(d) de 0 % en peso a 10 % en peso de otros aditivos de rendimiento; y

(e) el resto de un aceite de viscosidad lubricante.

La composición de grasa (fuera del alcance de la invención) puede comprender

(a) de 0,002 % en peso a 5,0 % en peso de una sal de fosamina;

(b) de 1 % en peso a 20 % en peso de un espesante de grasa;

(c) de 0,2 % en peso a 1 % en peso de un agente de presión extrema;

(d) de 0,1 % en peso a 10 % en peso de otros aditivos de rendimiento; y

(e) el resto de un aceite de viscosidad lubricante.

La composición de grasa también puede ser:

Para demostrar un rendimiento mejorado en una composición de grasa, la composición puede evaluarse frente a los estándares de control de acuerdo con ASTM D4172-94(2010): Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of Lubricating Fluid (Método de cuatro bolas), AsTm D4170-10: Standard Test Method for Fretting Wear Protection by Lubricating Greases, ASTM D5969-11e: Standard Test Method for Corrosion-Preventive Properties of Lubricating Greases in Presence of Dilute Synthetic Sea Water Environments

y ASTM D6138-13: Standard Test Method for Determination of Corrosion-Preventive Properties of Lubricating Greases Under Dynamic Wet Conditions (Prueba Emcor).

Aceite hidráulico, aceite de turbina o aceite circulante

La composición lubricante contiene de 0,001 % en peso a 5 % en peso, o de 0,002 % en peso a 3 % en peso o de 0,005 a 1 % en peso de las sales de fosamina como se describió anteriormente (fuera del alcance de la invención). Las composiciones lubricantes también pueden contener uno o más aditivos adicionales. En algunas modalidades, los aditivos adicionales pueden incluir un antioxidante distinto del componente b); un agente antidesgaste distinto del componente c); un inhibidor de corrosión, un inhibidor de óxido, un inhibidor de espuma, un dispersante, un desemulsionante, un desactivador de metales, un modificador de fricción, un detergente, un emulsionante, un agente de presión extrema, un depresor del punto de fluidez, un modificador de viscosidad o cualquier combinación de los mismos.

El lubricante puede comprender adicionalmente un antioxidante o las mezclas de los mismos. El antioxidante puede estar presente en de 0 % en peso a 4,0 % en peso, o de 0,02 % en peso a 3,0 % en peso, o de 0,03 % en peso a 1,5 % en peso del lubricante.

La diarilamina o diarilamina alquilada pueden ser una fenil-a-naftilamina (PANA), una difenilamina alquilada, o una fenilnaftilamina alquilada o las mezclas de las mismas. La difenilamina alquilada puede incluir difenilamina dinonilada, nonildifenilamina, octildifenilamina, difenilaminadioctilada, difenilamina didecilada, decildifenilamina, bencildifenilamina y las mezclas de las mismas. En una modalidad la difenilamina puede incluir nonildifenilamina, dinonildifenilamina, octildifenilamina, dioctildifenilamina o las mezclas de las mismas. En una modalidad la difenilamina alquilada puede incluir nonil difenilamina o dinonil difenilamina. La diarilamina alquilada puede incluir octil, dioctil, nonil, dinonil, decil o didecil fenilnaftilaminas. En una modalidad, la difenilamina se alquila con estireno y 2-metil-2-propeno.

El antioxidante de fenol impedido a menudo contiene un grupo butilo secundario y/o butilo terciario como un grupo que impide estéricamente. El grupo fenol puede además estar sustituido con un grupo hidrocarbilo (típicamente alquilo lineal o ramificado) y/o un grupo puente que se enlaza a un segundo grupo aromático. Los ejemplos de antioxidantes fenólicos impedidos adecuados incluyen 2,6-di-terc-butilfenol, 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-etil-2,6-diterc-butilfenol, 4-propil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-butil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-dodecil-2,6-di-terc-butilfenol. En una modalidad el antioxidante de fenol impedido puede ser un éster y puede incluir, por ejemplo, Irganox™ L-135 de Ciba. Una descripción más detallada de los productos químicos antioxidantes de fenol impedido que contienen éster adecuados se encuentra en la patente núm. US 6,559,105.

Los ejemplos de ditiocarbamatos de molibdeno, los cuales pueden usarse como antioxidantes, incluyen los materiales comerciales que se venden bajo los nombres comerciales tales como Molyvan 822®, Molyvan® A, Molyvan® 855 y de R. T. Vanderbilt Co., Ltd., y Adeka Sakura-Lube™ S-100, S-165, S-600 y 525 o las mezclas de los mismos. Un ejemplo de un ditiocarbamato el cual puede usarse como un agente antioxidante o antidesgaste es Vanlube® 7723 de R. T. Vanderbilt Co., Ltd.

El antioxidante puede incluir un monosulfuro de hidrocarbilo sustituido que se representa mediante la fórmula:

R7 R8

R6---- S----- C----- C----- OH

R 10 R9

en donde R6 puede ser un grupo alquilo lineal o ramificado saturado o insaturado con de 8 a 20 átomos de carbono; R7, R8, R9 y R10 son independientemente hidrógeno o alquilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono. En algunas modalidades, los monosulfuros de hidrocarbilo sustituidos incluyen sulfuro de n-dodecil-2-hidroxietilo, 1-(tercdodeciltio)-2-propanol o las combinaciones de los mismos. En algunas modalidades, el monosulfuro de hidrocarbilo sustituido es 1-(terc-dodeciltio)-2-propanol.

Las composiciones lubricantes también pueden incluir un dispersante o las mezclas de los mismos. Los dispersantes adecuados incluyen: (i) polieteraminas; (ii) dispersantes de succinimida borados; (iii) dispersantes de succinimida no borados; (iv) productos de reacción de Mannich de una dialquilamina, un aldehído y un fenol sustituido con hidrocarbilo; o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades el dispersante puede estar presente de 0 % en peso a 1,5 % en peso, o de 0,01 % en peso a 1 % en peso, o de 0,05 a 0,5 % en peso de la composición general.

Los dispersantes los cuales pueden incluirse en la composición incluyen aquellos con una cadena principal de hidrocarburo polimérico soluble en aceite y que tienen grupos funcionales que son capaces de asociarse con partículas para dispersarse. La cadena principal de hidrocarburo polimérico puede tener un peso molecular promedio en peso que oscila de 750 a 1500 Dalton. Los grupos funcionales ilustrativos incluyen restos polares de aminas, alcoholes, amidas y éster los cuales se unen a la cadena principal del polímero, a menudo mediante un grupo puente. Los ejemplos de dispersantes incluyen dispersantes de Mannich, que se describen en las patentes U.S. núm. 3,697,574 y 3,736,357; dispersantes de succinimida sin cenizas que se describen en las patentes U.S. núm.

4,234,435 y 4,636,322; dispersantes de amina que se describen en las patentes U.S. núm. 3,219,666, 3,565,804 y 5,633,326; dispersantes de Koch, que se describen en las patentes U.S. núm. 5,936,041, 5,643,859 y 5,627,259, y dispersantes de polialquilensuccinimida, que se describen en las patentes de los Estados Unidos núm. 5,851,965, 5,853,434 y 5,792,729.

Los antiespumantes, también conocidos como inhibidores de espuma, son conocidos en la técnica e incluyen siliconas orgánicas e inhibidores de espuma sin silicona. Los ejemplos de siliconas orgánicas incluyen dimetilsilicona y polisiloxanos. Los ejemplos de inhibidores de espuma sin silicona incluyen copolímeros de acrilato de etilo y acrilato de 2-etilhexilo, copolímeros de acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo y acetato de vinilo, poliéteres, poliacrilatos y las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el antiespumante es un poliacrilato. Los antiespumantes pueden estar presentes en la composición de 0,001 % en peso a 0,012 % en peso o 0,004 % en peso o incluso de 0,001 % en peso a 0,003 % en peso.

Los desemulsionantes son conocidos en la técnica e incluyen derivados de óxido de propileno, óxido de etileno, polioxialquilenalcoholes, alquilaminas, aminoalcoholes, diaminas o poliaminas que reaccionan secuencialmente con óxido de etileno u óxidos de etileno sustituidos o las mezclas de los mismos. Los ejemplos de desemulsionantes incluyen polietilenglicoles, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, polímeros de (óxido de etileno-óxido de propileno) y las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el desemulsionante es un poliéter. Los desemulsionantes pueden estar presentes en la composición de 0,002 % en peso a 0,012 % en peso.

Los depresores del punto de fluidez se conocen en la técnica e incluyen ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-estireno, polimetacrilatos; poliacrilatos; poliacrilamidas; productos de condensación de ceras de haloparafina y compuestos aromáticos; polímeros de carboxilato de vinilo; y terpolímeros de dialquil fumaratos, vinilésteres de ácidos grasos, copolímeros de acetato de etilenovinilo, resinas de condensación de alquilfenol formaldehído, alquilviniléteres y las mezclas de los mismos.

Las composiciones lubricantes también pueden incluir un inhibidor de óxido. Los inhibidores de óxido adecuados incluyen sales de hidrocarbilamina de ácido alquilfosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido dialquilditiofosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido hidrocarbilarilsulfónico, ácidos carboxílicos grasos o ésteres de los mismos, un éster de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno, un sulfonato de amonio, una imidazolina, derivados de ácido succínico alquilado que reaccionan con alcoholes o éteres, o cualquier combinación de los mismos; o las mezclas de los mismos.

Las sales de hidrocarbilamina de ácido alquilfosfórico adecuadas pueden representarse mediante la siguiente fórmula:

en donde R26 y R27 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo o hidrocarbilo, típicamente al menos uno de R26 y R27 es hidrocarbilo. Los R26 y R27 contienen de 4 a 30, de 8 a 25, de 10 a 20, o de 13 a 19 átomos de carbono. Los R28, R29 y R30 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo lineales o alquilo ramificadas con de 1 a 30, o de 4 a 24, o de 6 a 20, o de 10 a 16 átomos de carbono. Los R28, R29 y R30 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo lineales o ramificadas, o al menos uno, o dos de R28, R29 y R30 son hidrógeno.

Los ejemplos de grupos alquilo adecuados para R28, R29y R30 incluyen butilo, sec butilo, isobutilo, terc-butilo, pentilo, n-hexilo, sec hexilo, n-octilo, 2-etilo, hexilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, octadecenilo, nonadecilo, eicosilo o las mezclas de los mismos.

En una modalidad, la sal de hidrocarbilamina de un ácido alquilfosfórico es el producto de reacción de un ácido fosfórico alquilado Ci4 a Ci8 con Primene 81R (producido y vendido por Rohm & Haas) que es una mezcla de alquilo terciario C11 a C14 de aminas primarias.

Las sales de hidrocarbilamina del ácido dialquilditiofosfórico pueden incluir un inhibidor de óxido tal como una sal de hidrocarbilamina del ácido dialquilditiofosfórico. Estos pueden ser un producto de reacción de ácidos heptilo u octilo o nonilditiofosfórico con etilendiamina, morfolina o Primene 81R o las mezclas de los mismos.

Las sales de hidrocarbilamina del ácido hidrocarbilarilsulfónico pueden incluir la sal de etilendiamina del ácido dinonilnaftalensulfónico.

Los ejemplos de ácidos carboxílicos grasos adecuados o ésteres de los mismos incluyen monooleato de glicerol y ácido oleico. Un ejemplo de un éster adecuado de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno incluye oleilsarcosina. Los inhibidores de óxido pueden estar presentes en el intervalo de 0,02 % en peso a 0,2 % en peso, de 0,03 % en peso a 0,15 % en peso, de 0,04 % en peso a 0,12 % en peso, o de 0,05 % en peso a 0,1 % en peso de la composición de aceite lubricante. Los inhibidores de óxido pueden usarse solos o en mezclas de los mismos.

El lubricante puede contener un desactivador de metales o las mezclas de los mismos. Los desactivadores de metales pueden elegirse de un derivado de benzotriazol (típicamente toliltriazol), 1,2,4-triazol, bencimidazol, 2-alquilditiobencimidazol o 2-alquilditiobenzotiazol, 1-amino-2-propanol, un derivado de dimercaptotiadiazol, octanoato de octilamina, productos de condensación de ácido o anhídrido dodecenilsuccínico y/o un ácido graso tal como ácido oleico con una poliamina. Los desactivadores de metales también pueden describirse como inhibidores de corrosión. Los desactivadores de metales pueden estar presentes en el intervalo de 0,001 % en peso a 0,1 % en peso, de 0,01 % en peso a 0,04 % en peso o de 0,015 % en peso a 0,03 % en peso de la composición de aceite lubricante. Los desactivadores de metales también pueden estar presentes en la composición de 0,002 % en peso o de 0,004 % en peso a 0,02 % en peso. El desactivador de metales puede usarse solo o las mezclas de los mismos. En una modalidad, la invención proporciona una composición lubricante que comprende adicionalmente un detergente que contiene metal. El detergente que contiene metal puede ser un detergente de calcio o magnesio. El detergente que contiene metal también puede ser un detergente sobrebasificado con un número de base total que oscila de 30 a 500 mg de KOH/g de equivalentes.

El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos, salicilatos, y las mezclas de los mismos, o equivalentes borados de los mismos. El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, y las mezclas de los mismos. El detergente puede borarse con un agente de boración tal como ácido bórico tal como un detergente de sulfonato de calcio o magnesio sobrebasificado borado o las mezclas de los mismos. El detergente puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,001 % en peso a 1,5 % en peso, o de 0,005 % en peso a 1 % en peso, o de 0,01 % en peso a 0,5 % en peso de la composición hidráulica.

Los ejemplos de un tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo se forman típicamente mediante la formación de un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3,4-dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Típicamente los materiales fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio se usan comúnmente. En diferentes modalidades, el número de átomos de carbono en el grupo sustituyente hidrocarbilo incluye de 1 a 30, de 2 a 25, de 4 a 20, de 6 a 16, o de 8 a 10. El 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol puede ser 2,5-dioctil ditio-1,3,4-tiadiazol o 2,5-dinonil ditio-1,3,4-tiadiazol. El polisulfuro incluye un polisulfuro orgánico sulfurado de aceites, ácidos o ésteres grasos, olefinas o poliolefinas. Los aceites los cuales pueden sulfurarse incluyen aceites naturales o sintéticos tales como aceites minerales, aceite de manteca, ésteres de carboxilato que se derivan de alcoholes alifáticos y ácidos grasos o ácidos carboxílicos alifáticos (por ejemplo, oleato de miristilo y oleato de oleilo), y ésteres o glicéridos sintéticos insaturados.

En una modalidad, el polisulfuro incluye tetrasulfuro de dibutilo, éster metílico de ácido oleico sulfurado, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, diciclopentadieno sulfurado, terpeno sulfurado, y aductos de Diels-Alder sulfurados. El agente de presión extrema puede estar presente de 0 % en peso a 3 % en peso, de 0,005 % en peso a 2 % en peso, de 0,01 % en peso a 1,0 % en peso de la composición hidráulica.

El lubricante puede comprender adicionalmente un modificador de viscosidad o las mezclas de los mismos.

Los modificadores de viscosidad (a menudo denominados mejoradores del índice de viscosidad) adecuados para su uso en la invención incluyen materiales poliméricos que incluyen un caucho de estireno-butadieno, un copolímero de olefina, un polímero de estireno-isopreno hidrogenado, un polímero de isopreno con radicales hidrogenados, un éster de ácido poli(met)acrílico, un polialquilestireno, un copolímero de dieno conjugado de alquenilarilo hidrogenado, un copolímero de éster de anhídrido maleico-estireno o las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el modificador de viscosidad es un éster de ácido poli(met)acrílico, un copolímero de olefina o las mezclas de los mismos. Los modificadores de viscosidad pueden estar presentes de 0 % en peso a 10 % en peso, de 0,5 % en peso a 8 % en peso, de 1 % en peso a 6 % en peso del lubricante.

En una modalidad, el lubricante que se describe en la presente descripción puede contener al menos un modificador de fricción adicional distinto de la sal de la presente descripción. El modificador de fricción adicional puede estar presente de 0 % en peso a 3 % en peso, o de 0,02 % en peso a 2 % en peso, o de 0,05 % en peso a 1 % en peso de la composición hidráulica.

En una modalidad, la composición lubricante incluye además un agente antidesgaste adicional. Típicamente, el agente antidesgaste adicional puede ser un agente antidesgaste de fósforo (distinto de la sal de la presente invención) o las mezclas de los mismos. El agente antidesgaste adicional puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, de 0,001 % en peso a 2 % en peso, de 0,1 % en peso a 1,0 % en peso del lubricante.

El agente antidesgaste de fósforo puede incluir una sal de amina de fósforo o las mezclas de la misma. La sal de amina de fósforo incluye una sal de amina de un éster de ácido de fósforo o las mezclas de los mismos. La sal de amina de un éster de ácido de fósforo incluye ésteres de ácido fosfórico y sales de amina de los mismos; ésteres de ácido dialquilditiofosfórico y sales de amina de los mismos; fosfitos; y sales de amina de ésteres, éteres y amidas carboxílicos que contienen fósforo; di o triésteres sustituidos con hidroxi de ácido fosfórico o tiofosfórico y sales de amina de los mismos; di o triésteres sustituidos con hidroxi fosforilados de ácido fosfórico o tiofosfórico y sales de amina de los mismos; y las mezclas de los mismos. La sal de amina de un éster de ácido de fósforo se puede usar sola o en combinación.

En una modalidad, la sal de amina con fósforo soluble en aceite incluye compuestos de sal de amina parcial-sal metálica parcial o las mezclas de los mismos. En una modalidad, el compuesto de fósforo incluye adicionalmente un átomo de azufre en la molécula.

Los ejemplos del agente antidesgaste pueden incluir un compuesto de fósforo no iónico (típicamente compuestos que tienen átomos de fósforo con un estado de oxidación de 3 o 5). En una modalidad, la sal de amina del compuesto de fósforo puede estar libre de cenizas, es decir, libre de metales (antes de mezclarse con otros componentes).

Las aminas las cuales pueden ser adecuadas para su uso como sal de amina incluyen aminas primarias, aminas secundarias, aminas terciarias y las mezclas de las mismas. Las aminas incluyen aquellas con al menos un grupo hidrocarbilo o, en ciertas modalidades, dos o tres grupos hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo pueden contener de 2 a 30 átomos de carbono, o en otras modalidades de 8 a 26, o de 10 a 20, o de 13 a 19 átomos de carbono.

Las aminas primarias incluyen etilamina, propilamina, butilamina, 2-etilhexilamina, octilamina, y dodecilamina, así como también tales aminas grasas como n-octilamina, n-decilamina, n-dodecilamina, n-tetradecilamina, nhexadecilamina, n-octadecilamina y oleilamina. Otras aminas grasas útiles incluyen aminas grasas disponibles comercialmente tales como aminas "Armeen®" (productos disponibles en Akzo Chemicals, Chicago, Illinois), tales como Armeen C, Armeen O, Armeen OL, Armeen T, Armeen HT, Armeen S y Armeen SD, en donde la designación de la letra se refiere al grupo graso, tal como los grupos coco, oleilo, sebo o estearilo.

Los ejemplos de aminas secundarias adecuadas incluyen dimetilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, diamilamina, dihexilamina, diheptilamina, metiletilamina, etilbutilamina y etilamilamina. Las aminas secundarias pueden ser aminas cíclicas tales como piperidina, piperazina y morfolina.

La amina también puede ser una amina primaria alifática terciaria. En este caso, el grupo alifático puede ser un grupo alquilo que contiene de 2 a 30, o de 6 a 26, o de 8 a 24 átomos de carbono. Las alquilaminas terciarias incluyen monoaminas tales como terc-butilamina, terc-hexilamina, 1-metil-1-aminociclohexano, terc-octilamina, tercdecilamina, terc-dodecilamina, terc-tetradecilamina, terc-hexadecilamina, terc-octadecilamina y tercoctacosanilamina.

En una modalidad, la sal de amina de ácido de fósforo incluye una amina con grupos primarios de alquilo terciario C11 a C14 o las mezclas de los mismos. En una modalidad, la sal de amina de ácido fosforoso incluye una amina con aminas primarias de alquilo terciario C14 a C18 o las mezclas de las mismas. En una modalidad, la sal de amina de ácido de fósforo incluye una amina con aminas primarias de alquilo terciario de C18 a C22 o las mezclas de las mismas. También pueden usarse mezclas de aminas. En una modalidad, una mezcla útil de aminas es "Primene® 81R" y "Primene® JMT". Primene® 81R y Primene® JMT (ambos producidos y vendidos por Rohm & Haas) son mezclas de aminas primarias de alquilo terciario C11 a C14 y aminas primarias de alquilo terciario C18 a C22 respectivamente.

En una modalidad, las sales de amina solubles en aceite de compuestos de fósforo incluyen una sal de amina libre de azufre de un compuesto que contiene fósforo que puede obtenerse/es obtenible mediante un proceso que comprende: hacer reaccionar una amina tanto con (i) un diéster de ácido fosfórico sustituido con hidroxi, o (ii) un di o triéster de ácido fosfórico sustituido con hidroxi fosforilado. Una descripción más detallada de compuestos de este tipo se describe en la patente núm. US 8,361,941.

En una modalidad, la sal de hidrocarbilamina de un éster de ácido alquilfosfórico es el producto de reacción de un ácido fosfórico alquilado C14 a C18 con Primene 81R™ (producido y vendido por Rohm & Haas) que es una mezcla de aminas primarias de alquilo terciario C11 a C14.

Los ejemplos de sales de hidrocarbilamina de ésteres de ácido dialquilditiofosfórico incluyen el(los) producto(s) de reacción de los ácidos isopropilo, metilamilo (4-metil-2-pentilo o las mezclas de los mismos), 2-etilhexilo, heptilo, octilo o nonilditiofosfórico con etilendiamina, morfolina, o Primene 81R™ y las mezclas de los mismos.

En una modalidad, el ácido ditiofosfórico se puede hacer reaccionar con un epóxido o un glicol. Este producto de reacción se hace reaccionar además con un ácido, anhídrido o éster inferior de fósforo. El epóxido incluye un epóxido alifático o un óxido de estireno. Los ejemplos de epóxidos útiles incluyen óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de buteno, óxido de octeno, óxido de dodeceno, y óxido de estireno. En una modalidad, el epóxido puede ser óxido de propileno. Los glicoles pueden ser glicoles alifáticos que tienen de 1 a 12, o de 2 a 6, o de 2 a 3 átomos de carbono. Los ácidos ditiofosfóricos, glicoles, epóxidos, reactivos de fósforo inorgánico y métodos para reaccionar los mismos se describen en las patente U.S. núms. 3,197,405 y 3,544,465. Luego, los ácidos resultantes se pueden convertir en sales con aminas. Un ejemplo de ácido ditiofosfórico adecuado se prepara mediante la adición de pentóxido de fósforo (aproximadamente 64 gramos) a 58 °C durante un período de 45 minutos a 514 gramos de O,O-di(4-metil-2-pentil)fosforoditioato de hidroxipropilo (que se prepara al reaccionar ácido di(4-metil-2-pentil)-fosforoditioico con 1,3 moles de óxido de propileno a 25 °C). La mezcla puede calentarse a 75 °C durante 2,5 horas, mezclarse con una tierra de diatomeas y filtrarse a 70 °C. El filtrado contiene 11,8 % en peso de fósforo, 15,2 % en peso de azufre, y un índice de acidez de 87 (azul de bromofenol).

En una modalidad, los aditivos antidesgaste pueden incluir un dialquilditiofosfato de zinc. En otras modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de dialquilditiofosfato de zinc.

En una modalidad, la invención proporciona una composición que incluye un agente antidesgaste de ditiocarbamato definido en la patente de los Estados Unidos núm. 4,758,362 columna 2, línea 35 a columna 6, línea 11. Cuando está presente el agente antidesgaste ditiocarbamato puede estar presente desde 0,25 % en peso, 0,3 % en peso, 0,4 % en peso o incluso 0,5 % en peso hasta 0,75 % en peso, 0,7 % en peso, 0,6 % en peso o incluso 0,55 % en peso en la composición total.

El lubricante hidráulico puede comprender:

de 0,01 % en peso a 3 % en peso de una sal de fosamina,

de 0,0001 % en peso a 0,15 % en peso de un inhibidor de corrosión elegido de 2,5-bis(terc-dodecil-ditio)-1,3,4-tiadiazol, toliltriazol o las mezclas de los mismos,

un aceite de viscosidad lubricante,

de 0,02 % en peso a 3 % en peso de antioxidante que se elige de antioxidantes amínicos o fenólicos o las mezclas de los mismos,

de 0,005 % en peso a 1,5 % en peso de una succinimida borada o una succinimida no borada,

de 0,001 % en peso a 1,5 % en peso de un naftalenosulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado (típicamente un dinonilnaftalenosulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado), y

de 0,001 % en peso a 2 % en peso, o de 0,01 % en peso a 1 % en peso de un agente antidesgaste (distinto de la sal prótica de la presente invención) elegido de dialquilditiofosfato de zinc, dialquilfosfato de zinc, sal de amina de un ácido o éster de fósforo o las mezclas del mismo.

El lubricante hidráulico también puede comprender una formulación que se define en la siguiente tabla:

Los ejemplos específicos de un lubricante hidráulico incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

El rendimiento antidesgaste de cada lubricante puede evaluarse de acuerdo con el método de prueba estándar ASTM D6973-08e1 para indicar las características de desgaste de los líquidos hidráulicos de petróleo en una bomba de paletas de volumen constante de alta presión. El rendimiento antidesgaste también se puede evaluar mediante el uso de una máquina estándar de prueba de fricción y desgaste de bloques sobre anillos Falex. En esta prueba, se modifica un bloque de prueba estándar para aceptar una pieza de la bomba de paleta real 35VQ. La paleta está en contacto con un anillo Falex estándar en el que se aplica una carga a la paleta fija y el anillo gira. La prueba de pantalla se ejecuta a una carga, velocidad de deslizamiento y condiciones de temperatura del aceite similares a las que se ven en la prueba de bomba estándar 35VQ. La masa de la paleta y el anillo de prueba se miden antes y después de la prueba. El rendimiento se juzga por la cantidad total de pérdida de masa medida.

Lubricantes refrigerantes

En una modalidad, el lubricante que se describe en la presente descripción puede ser un lubricante de refrigeración o un lubricante para compresores de gas. El líquido para trabajar puede incluir un lubricante que comprende (i) uno o más aceites base de éster, (ii) uno o más aceites base de aceite mineral, (iii) uno o más aceites base de polialfaolefina (PAO), (iii) uno o más aceites base de alquilbenceno, (iv) uno o más aceites base de polialquilenglicol (PAG), (iv) uno o más aceites base de naftaleno alquilado, (v) uno o más aceites base de poliviniléter o cualquier combinación de los mismos para formar un aceite de viscosidad lubricante y de 0,001 % en peso a 15 % en peso de las sales de fosamina como se describió anteriormente El lubricante puede ser un líquido para trabajar en un compresor que se usa para refrigeración o compresión de gas. En una modalidad, el líquido para trabajar puede ser para un sistema refrigerante de bajo Potencial de Calentamiento Global (bajo GWP). El líquido para trabajar puede incluir un lubricante que comprende aceites base de éster, aceites base de aceite mineral, aceites base de polialfaolefina, aceites base de polialquilenglicol o aceites base de poliviniléter solos o en combinación para formar un aceite de viscosidad lubricante y de 0,001 % en peso a 15 % en peso de una sal de fosamina y un refrigerante o gas a comprimir (fuera del alcance de la invención).

El aceite a base de éster incluye un éster de uno o más ácidos carboxílicos ramificados o lineales de C4 a C13. El éster se forma generalmente por la reacción del ácido carboxílico ramificado descrito y uno o más polioles.

En algunas modalidades, el ácido carboxílico ramificado contiene al menos 5 átomos de carbono. En algunas modalidades, el ácido carboxílico ramificado contiene de 4 a 9 átomos de carbono. En algunas modalidades, el poliol que se usa en la preparación del éster incluye neopentilglicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el poliol que se usa en la preparación del éster incluye neopentilglicol, pentaeritritol, dipentaeritritol o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el poliol que se usa en la preparación del éster incluye neopentilglicol. En algunas modalidades, el poliol que se usa en la preparación del éster incluye pentaeritritol. En algunas modalidades, el poliol que se usa en la preparación del éster incluye dipentaeritritol.

En algunas modalidades, el éster se deriva de (i) un ácido que incluye ácido 2-metilbutanoico, ácido 3-metilbutanoico, o una combinación de los mismos; y (ii) un poliol que incluye neopentilglicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol o cualquier combinación de los mismos.

El lubricante puede tener la capacidad de proporcionar un líquido para trabajar de viscosidad aceptable que tenga buena miscibilidad.

Por "viscosidad aceptable" se entiende que el lubricante a base de éster y/o el líquido para trabajar tiene una viscosidad (como se mide mediante la norma ASTM D445 a 40 grados C) de más de 4 cSt. En algunas modalidades, el lubricante a base de éster y/o el líquido para trabajar tiene una viscosidad a 40 °C de 5 o 32 hasta 320, 220, 120 o incluso 68 cSt.

Como se señaló anteriormente, por "bajo GWP", se entiende que el líquido para trabajar tiene un valor de GWP (como se calcula por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático en el Tercer Informe de Evaluación de 2001) de no más de 1000, o un valor que es menos de 1000, menos de 500, menos de 150, menos de 100 o incluso menos de 75. En algunas modalidades, este valor de GWP es con respecto al líquido para trabajar general. En otras modalidades, este valor de GWP es con respecto al refrigerante presente en el líquido para trabajar, donde el líquido para trabajar resultante puede denominarse como líquido para trabajar de bajo gWp .

Por "buena miscibilidad" se entiende que el refrigerante o gas comprimido y el lubricante son miscibles, al menos en las condiciones operativas que verá el líquido para trabajar descrito durante el funcionamiento de un sistema de refrigeración o compresión de gas. En algunas modalidades, una buena miscibilidad puede entenderse como que el líquido para trabajar (y/o la combinación de refrigerante y lubricante) no muestra ningún signo de mala miscibilidad distinto de la turbidez visual a temperaturas tan bajas como 0 °C, o incluso -25 °C, o incluso en algunas modalidades tan bajas como -50 °C o incluso -60 °C.

En algunas modalidades, el líquido para trabajar descrito puede incluir adicionalmente uno o más componentes lubricantes adicionales. Estos componentes lubricantes adicionales pueden incluir (i) uno o más ésteres de uno o más ácidos carboxílicos lineales, (ii) uno o más aceites base de polialfaolefina (PAO), (iii) uno o más aceites base de alquilbenceno, (iv) uno o más aceites base de polialquilenglicol (PAG), (iv) uno o más aceites base de naftaleno alquilado o (v) cualquier combinación de los mismos.

Los lubricantes adicionales que se pueden usar en los líquidos para trabajar descritos incluyen ciertos aceites de silicona y aceites minerales.

Los aceites minerales comercialmente disponibles incluyen Sonneborn® LP 250 comercialmente disponible en Sonneborn, Suniso® 3GS, 1GS, 4GS, y 5GS, cada uno comercialmente disponible en Sonneborn, y Calumet R015 y RO30 comercialmente disponibles en Calumet. Los lubricantes de alquilbenceno comercialmente disponibles incluyen Zerol® 150 y Zerol® 300 comercialmente disponibles en Shrieve Chemical. Los ésteres disponibles comercialmente incluyen dipelargonato de neopentilglicol, el cual está disponible como Emery® 2917 y Hatcol® 2370. Otros ésteres útiles incluyen ésteres de fosfato, ésteres de ácido dibásico y fluoroésteres. Por supuesto, se pueden usar diferentes mezclas de diferentes tipos de lubricantes.

En algunas modalidades, el líquido para trabajar descrito incluye adicionalmente uno o más ésteres de uno o más ácidos carboxílicos lineales.

Los líquidos para trabajar también pueden incluir uno o más refrigerantes. Los refrigerantes de GWP no bajo adecuados útiles en tales modalidades no están excesivamente limitados. Los ejemplos incluyen R-22, R-134a, R-125, R-143a o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, al menos uno de los refrigerantes es un refrigerante de bajo GWP. En algunas modalidades, todos los refrigerantes presentes en el líquido para trabajar son refrigerantes de bajo GWP. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-32, R-290, R-1234yf, R-1234ze(E), R-744, R-152a, R-600, R-600a o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-32, R-290, R-1234yf, R-1234ze(E) o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-32. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-290. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-1234yf. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-1234ze(E). En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-744. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-152a. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-600. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-600a.

En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-32, R-600a, R-290, DR-5, DR-7, DR-3, DR-2, R-1234yf, R-1234ze(E), XP-10, HCFC-123, L-41A, L-41B, N-12A, N-12B, L-40, L-20, N-20, N-40A, N-40B, ARM-30A, ARM-21A, ARM- 32A, ARM-41A, ARM-42A, ARM-70A, AC-5, AC-5X, HPR1D, LTR4X, LTR6A, D2Y-60, D4Y, D2Y-65, R-744, R-1270 o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el refrigerante incluye R-32, R-600a, R-290, DR-5, DR-7, DR-3, DR-2, R-1234yf, R-1234ze(E), XP-10, HCFC-123, L-41A, L-41B, N-12A, N-12B, L-40, L-20, N-20, N-40A, N-40B, ARM-30A, ARM-21A, ARM- 32A, ARM-41A, ARM-42A, ARM-70A, AC-5, AC-5X, HPR1D, LTR4X, LTR6A, D2Y-60, D4Y, D2Y-65, R-1270 o cualquier combinación de los mismos.

Se señala que los líquidos para trabajar descritos también pueden incluir en algunas modalidades uno o más refrigerantes de GWP no bajo, mezclados con el refrigerante de bajo GWP, lo que resulta en un líquido para trabajar de bajo GWP. Los refrigerantes de GWP no bajo adecuados útiles en tales modalidades no están excesivamente limitados. Los ejemplos incluyen R-22, R-134a, R-125, R-143a o cualquier combinación de los mismos.

Los líquidos para trabajar descritos, al menos en lo que respecta a cómo se encontrarían en el evaporador del sistema de refrigeración en el cual se usan, pueden ser de 5 a 50 % en peso de lubricante y de 95 a 50 % en peso de refrigerante. En algunas modalidades, el líquido para trabajar es de 10 a 40 % en peso de lubricante o incluso de 10 a 30 o de 10 a 20 % en peso de lubricante.

Los líquidos para trabajar descritos, al menos en lo que respecta a cómo se encontrarían en el sumidero del sistema de refrigeración en el cual se usan, pueden ser de 1 a 50, o incluso de 5 a 50 % en peso de refrigerante, y de 99 a 50 o incluso de 95 a 50 % en peso de lubricante. En algunas modalidades, el líquido para trabajar es de 90 a 60 o incluso de 95 a 60 % en peso de lubricante, o incluso de 90 a 70 o incluso de 95 a 70, o de 90 a 80 o incluso de 95 a 80 % en peso de lubricante.

Los líquidos para trabajar descritos pueden incluir otros componentes con el propósito de mejorar o proporcionar cierta funcionalidad a la composición o, en algunos casos, para reducir el costo de la composición.

Los líquidos para trabajar descritos pueden incluir adicionalmente uno o más aditivos de rendimiento. Los ejemplos adecuados de aditivos de rendimiento incluyen antioxidantes, pasivadores y/o desactivadores de metales, inhibidores de corrosión, agentes antiespumantes, inhibidores antidesgaste, inhibidores de corrosión, depresores del punto de fluidez, mejoradores de viscosidad, agentes de pegajosidad, desactivadores de metales, aditivos de presión extrema, modificadores de fricción, aditivos de lubricidad, inhibidores de formación de espuma, emulsionantes, desemulsionantes, captadores de ácidos o las mezclas de los mismos.

En algunas modalidades, las composiciones lubricantes incluyen un antioxidante. En algunas modalidades, las composiciones lubricantes incluyen un pasivador de metales, en donde el pasivador de metales puede incluir un inhibidor de corrosión y/o un desactivador de metales. En algunas modalidades, las composiciones lubricantes incluyen un inhibidor de corrosión. En aun otras modalidades, las composiciones lubricantes incluyen una combinación de un desactivador de metales y un inhibidor de corrosión. Aún en modalidades adicionales, las composiciones lubricantes incluyen la combinación de un antioxidante, un desactivador de metales y un inhibidor de corrosión. En cualquiera de estas modalidades, las composiciones lubricantes incluyen uno o más aditivos de rendimiento adicionales.

Los antioxidantes incluyen hidroxitolueno butilado (BHT), hidroxianisol butilado (BHA), fenil-a-naftilamina (PANA), difenilamina octilada/butilada, antioxidantes fenólicos de alto peso molecular, antioxidante bisfenólico impedido, dialfa-tocoferol, di-butilo terciario fenol. Otros antioxidantes útiles se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 6,534,454.

En algunas modalidades, el antioxidante incluye uno o más de:

(i) Hexametilenbis(3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamato), número de registro CAS 35074-77-2, disponible comercialmente en BASF;

(ii) N-fenilbencenamina, productos de reacción con 2,4,4-trimetilpenteno, número de registro CAS 68411-46-1, disponible comercialmente en BASF;

(iii) Fenil-a y/o fenil-b-naftilamina, por ejemplo N-fenil-ar-(1,1,3,3-tetrametilbutil)-1-naftalenamina, disponible comercialmente en BASF;

(iv) Tetraquis[metileno(3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamato)] metano, número de registro CAS 6683-19-8; (v) Tiodietilenbis (3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamato), número de registro CAS 41484-35-9, el cual también figura como tiodietilenbis (3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidro-cinamato) en 21 C.F.R. § 178.3570;

(vi) Hidroxitolueno butilado (BHT);

(vii) Hidroxianisol butilado (BHA),

(viii) Bis(4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenil)amina, disponible comercialmente en BASF; y

(ix) Ácido bencenopropanoico, 3,5-bis(1,1-dimetiletil)-4-hidroxi-, tiodi-2,1-etanodiil éster, disponible comercialmente en BASF.

Los antioxidantes pueden estar presentes en la composición de 0,01 % a 6,0 % o de 0,02 % a 1 %. El aditivo puede estar presente en la composición a 1 %, a 0,5 % o menos. Estos diversos intervalos se aplican típicamente a todos los antioxidantes presentes en la composición general. Sin embargo, en algunas modalidades, estos intervalos también se pueden aplicar a antioxidantes individuales.

Los pasivadores de metales incluyen tanto desactivadores de metales como inhibidores de corrosión.

Los desactivadores de metales adecuados incluyen triazoles o triazoles sustituidos. Por ejemplo, pueden usarse toliltriazol o tolutriazol. Los ejemplos adecuados de desactivadores de metales incluyen uno o más de:

(i) Uno o más tolutriazoles, por ejemplo N,N-Bis(2-etilhexil)-ar-metil-1H-benzotriazol-1-metanamina, número de registro CAS 94270-86-70, vendido comercialmente en BASF bajo el nombre comercial Irgamet 39;

(ii) Uno o más ácidos grasos que se derivan de fuentes animales y/o vegetales, y/o las formas hidrogenadas de tales ácidos grasos, por ejemplo Neo-Fat™ el cual está disponible comercialmente en Akzo Novel Chemicals, Ltd. Los inhibidores de corrosión adecuados incluyen uno o más de:

(i) N-metil-N-(1-oxo-9-octadecenil)glicina, número de registro CAS 110-25-8;

(ii) Ácido fosfórico, mono y diisooctilésteres, que reaccionan con aminas primarias de ferc-alquilo y de (C12-^c14), número de registro CAS 68187-67-7;

(iii) Ácido dodecanoico;

(iv) Fosforotionato de trifenilo, número de registro CAS 597-82-0; y

(v) Ácido fosfórico, mono- y dihexilésteres, compuestos con tetrametilnonilaminas y alquilaminas de C11-14. En una modalidad, el pasivador de metales se compone de un aditivo de corrosión y un desactivador de metales. Un aditivo útil es el derivado N-acilo de la sarcosina, tal como un derivado N-acilo de la sarcosina. Un ejemplo es N-metil-N-(1-oxo-9-octadecenil)glicina. Este derivado está disponible en BASF bajo el nombre comercial SARKOSYL™ O. Otro aditivo es una imidazolina tal como Amine O™ disponible comercialmente en BASF.

Los pasivadores de metales pueden estar presentes en la composición de 0,01 % a 6,0 % o de 0,02 % a 0,1 %. El aditivo puede estar presente en la composición a 0,05 % o menos. Estos diversos intervalos se aplican típicamente a todos los aditivos pasivadores de metales presentes en la composición general. Sin embargo, en algunas modalidades, estos intervalos también se pueden aplicar a inhibidores de corrosión y/o desactivadores de metales individuales. Los intervalos anteriores también se pueden aplicar al total combinado de todos los inhibidores de corrosión, desactivadores de metales y antioxidantes presentes en la composición general.

Las composiciones que se describen en la presente descripción también pueden incluir uno o más aditivos de rendimiento adicionales. Los aditivos adecuados incluyen inhibidores antidesgaste, inhibidores de óxido/corrosión y/o desactivadores de metales (distintos de aquellos que se describieron anteriormente), depresores del punto de fluidez, mejoradores de viscosidad, agentes de pegajosidad, aditivos de presión extrema (EP), modificadores de fricción, inhibidores de formación de espuma, emulsionantes y desemulsionantes.

Para ayudar a prevenir el desgaste de la superficie metálica, la presente invención puede usar un inhibidor antidesgaste/aditivo EP y modificadores de fricción adicionales. Los inhibidores antidesgaste, los aditivos EP y los modificadores de fricción están disponibles listos para usar de una variedad de vendedores y fabricantes. Algunos de estos aditivos pueden realizar más de una tarea. Un producto que puede proporcionar antidesgaste, EP, fricción reducida e inhibición de corrosión es la sal de amina de fósforo tal como Irgalube 349, la cual está disponible comercialmente en BASF. Otro antidesgaste/inhibidor de EP/modificador de fricción es un compuesto de fósforo tal como es el fosfotionato de trifenilo (TPPT), el cual está disponible comercialmente en BASF bajo el nombre comercial Irgalube TPPT. Otro antidesgaste/inhibidor de EP/modificador de fricción es un compuesto de fósforo tal como es el fosfato de tricresilo (TCP), el cual está disponible comercialmente en Chemtura bajo el nombre comercial Kronitex TCP. Otro antidesgaste/inhibidor de EP/modificador de fricción es un compuesto de fósforo tal como es el fosfato de t-butilfenilo, el cual está disponible comercialmente en ICL Industrial Products bajo el nombre comercial Syn-O-Ad 8478. Los inhibidores antidesgaste, EP y modificadores de fricción son típicamente de 0,1 % a 4 % de la composición y pueden usarse separadamente o en combinación.

En algunas modalidades, la composición incluye adicionalmente un aditivo del grupo que comprende: modificadores de viscosidad que incluyen etilenvinilacetato, polibutenos, poliisobutilenos, polimetacrilatos, copolímeros de olefina, copolímeros de ésteres de estireno anhídrido maleico, copolímeros de estireno-dieno hidrogenado, poliisopreno radial hidrogenado, poliestireno alquilado, sílices pirógenas, y ésteres complejos; y agentes de pegajosidad como el caucho natural solubilizado en aceites.

La adición de un modificador de viscosidad, espesante, y/o agente de pegajosidad proporciona adhesividad y mejora la viscosidad y el índice de viscosidad del lubricante. Algunas aplicaciones y condiciones ambientales pueden requerir una película de superficie pegajosa adicional que proteja el equipo de la corrosión y el desgaste. En esta modalidad, el modificador de viscosidad, espesante/agente de pegajosidad es de 1 a 20 % en peso del lubricante.

Sin embargo, el modificador de viscosidad, espesante/agente de pegajosidad puede ser de 0,5 a 30 % en peso. Un ejemplo de un material Functional V-584, un modificador de viscosidad/agente de pegajosidad de caucho natural, el cual está disponible en Functional Products, Inc., Macedonia, Ohio. Otro ejemplo es un éster complejo CG 5000 que también es un producto multifuncional, modificador de viscosidad, depresor del punto de fluidez, y modificador de fricción de Inolex Chemical Co. Philadelphia, Pa.

También se pueden adicionar a la composición otros aceites y/o componentes en el intervalo de 0,1 a 75 % o incluso de 0,1 a 50 % o incluso de 0,1 a 30 %. Estos aceites podrían incluir aceites de petróleo blanco, ésteres sintéticos (como se describe en la patente U.S. núm. 6,534,454), aceite de petróleo severamente hidrotratado (conocido en la industria como "aceites de petróleo del Grupo II o III"), ésteres de uno o más ácidos carboxílicos lineales, aceites base de polialfaolefina (PAO), aceites base de alquilbenceno, aceites base de polialquilenglicol (PAG), aceites base de naftaleno alquilado o cualquier combinación de los mismos.

El lubricante se puede usar en un sistema de refrigeración, donde el sistema de refrigeración incluye un compresor y un líquido para trabajar, donde el líquido para trabajar incluye un lubricante y un refrigerante. Cualquiera de los líquidos para trabajar que se describieron anteriormente puede usarse en el sistema de refrigeración descrito.

El lubricante también puede ser capaz de dejar proporcionar un método para que opere un sistema de refrigeración. El método descrito incluye la etapa de: (I) suministrar al sistema de refrigeración un líquido para trabajar que incluye un lubricante y un refrigerante. Cualquiera de los líquidos para trabajar que se describieron anteriormente puede usarse en los métodos descritos para operar cualquiera de los sistemas de refrigeración descritos.

Los presentes métodos, sistemas y composiciones son, por lo tanto, adaptables para su uso en relación con una amplia variedad de sistemas de transferencia de calor en general y sistemas de refrigeración en particular, tales como aire acondicionado (que incluye sistemas de aire acondicionado tanto estacionarios como móviles), refrigeración, bomba de calor, o sistemas de compresión de gas tales como sistemas industriales o de procesamiento de gas de hidrocarburo, sistemas de compresión tales como los que se usan en el procesamiento de gases de hidrocarburos o sistemas de procesamiento de gases industriales. Como se usa en la presente descripción, el término "sistema de refrigeración" se refiere generalmente a cualquier sistema o aparato, o cualquier parte o porción de tal sistema o aparato, que emplea un refrigerante para proporcionar enfriamiento y/o calentamiento. Tales sistemas de refrigeración incluyen, por ejemplo, aires acondicionados, refrigeradores eléctricos, enfriadores, o bombas de calor.

El rendimiento de desgaste del lubricante refrigerante puede determinarse mediante el empleo de la metodología de ASTM D3233-93(2009)e1 Standard Test Methods for Measurement of Extreme Pressure Propoerties of fluid Lubricants and Vee Block Methods.

Engranajes industriales

Los lubricantes de la invención pueden incluir un paquete de aditivos industriales, los cuales también puede denominarse como paquete de aditivos de lubricantes industriales. En otras palabras, los lubricantes se diseñan para ser lubricantes industriales o paquetes de aditivos para hacer lo mismo. Los lubricantes no se refieren a lubricantes para engranajes de automóviles u otras composiciones lubricantes.

En algunas modalidades, el paquete de aditivos de lubricantes industriales incluye un desemulsionante, un dispersante y un desactivador de metales. Puede usarse cualquier combinación de paquetes de aditivos convencionales diseñados para aplicaciones industriales. La invención en algunas modalidades especifica que el paquete de aditivos está esencialmente libre, si no completamente libre, del compatibilizador descrito en la presente descripción, o al menos no contiene el tipo de compatibilizador especificado por la invención en las cantidades especificadas.

Los aditivos los cuales pueden estar presentes en el paquete de aditivos industriales incluyen un inhibidor de formación de espuma, un desemulsionante, un depresor del punto de fluidez, un antioxidante, un dispersante, un desactivador de metales (tal como un desactivador de cobre), un agente antidesgaste, un agente de presión extrema, un modificador de viscosidad o alguna mezcla de los mismos. Cada uno de los aditivos puede estar presente en el intervalo de 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm o incluso 150 ppm hasta 5 % en peso, 4 % en peso, 3 % en peso, 2 % en peso o incluso 1,5 % en peso, o de 75 ppm a 0,5 % en peso, de 100 ppm a 0,4 % en peso, o de 150 ppm a 0,3 % en peso, donde los valores de % en peso son con respecto a la composición lubricante general. En otras modalidades, el paquete de aditivos industriales total puede estar presente desde 1 a 20, o desde 1 a 10 % en peso de la composición lubricante total. Sin embargo, se observa que algunos aditivos, que incluye los polímeros modificadores de viscosidad, que pueden considerarse alternativamente como parte del líquido base, pueden estar presentes en cantidades más altas, que incluye hasta 30 % en peso, 40 % en peso o incluso 50 % en peso cuando se consideran separados del líquido base. Los aditivos pueden usarse solos o como mezclas de los mismos.

El lubricante puede también incluir un agente antiespumante. El agente antiespumante puede incluir siliconas orgánicas e inhibidores de espuma sin silicona. Los ejemplos de siliconas orgánicas incluyen dimetilsilicona y polisiloxanos. Los ejemplos de inhibidores de espuma sin silicona incluyen poliéteres, poliacrilatos y las mezclas de los mismos, así como también copolímeros de acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo, y opcionalmente acetato de vinilo. En algunas modalidades, el agente antiespumante puede ser un poliacrilato. Los agentes antiespumantes pueden estar presentes en la composición de 0,001 % en peso a 0,012 % en peso o de 0,004 % en peso o incluso 0,001 % en peso a 0,003 % en peso.

El lubricante también puede incluir un desemulsionante. El desemulsionante puede incluir derivados de óxido de propileno, óxido de etileno, polioxialquilenalcoholes, alquilaminas, aminoalcoholes, diaminas o poliaminas que reaccionan secuencialmente con óxido de etileno u óxidos de etileno sustituidos o las mezclas de los mismos. Los ejemplos de un desemulsionante incluyen polietilenglicoles, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, polímeros (óxido de etileno-óxido de propileno) y las mezclas de los mismos. El desemulsionante puede ser un poliéter. El desemulsionante puede estar presente en la composición de 0,002 % en peso a 0, 2 % en peso.

El lubricante puede incluir un depresor del punto de fluidez. El depresor del punto de fluidez puede incluir copolímeros de ésteres de anhídrido maleico-estireno, polimetacrilatos; poliacrilatos; poliacrilamidas; productos de condensación de ceras de haloparafina y compuestos aromáticos; polímeros de carboxilato de vinilo; y terpolímeros de dialquilfumaratos, vinilésteres de ácidos grasos, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, resinas de condensación de alquilfenol formaldehído, alquilviniléteres y las mezclas de los mismos.

El lubricante también puede incluir un inhibidor de óxido, además de algunos de los aditivos descritos anteriormente. El lubricante también puede incluir un inhibidor de óxido. Los inhibidores de óxido adecuados incluyen sales de hidrocarbilamina de ácido alquilfosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido dialquilditiofosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido hidrocarbilarilsulfónico, ácidos carboxílicos grasos o ésteres de los mismos, un éster de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno, un sulfonato de amonio, una imidazolina, o cualquier combinación de los mismos; o las mezclas de los mismos.

Los ejemplos de grupos alquilo adecuados para R28, R29 y R30 incluyen butilo, sec butilo, isobutilo, terc-butilo, pentilo, n-hexilo, sec hexilo, n-octilo, 2-etilo, hexilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, octadecenilo, nonadecilo, eicosilo o las mezclas de los mismos.

En una modalidad, la sal de hidrocarbilamina de un ácido alquilfosfórico puede ser el producto de reacción de un ácido fosfórico alquilado en C14 a C18 con Primene 81R (producido y vendido por Rohm & Haas), que puede ser una mezcla de aminas primarias alquil terciaria en C11 a C14.

Los ejemplos de ácidos carboxílicos grasos adecuados o ésteres de los mismos incluyen monooleato de glicerol y ácido oleico. Un ejemplo de un éster adecuado de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno incluye oleilsarcosina. El lubricante puede contener un desactivador de metales o las mezclas de los mismos. Los desactivadores de metales pueden elegirse de un derivado de benzotriazol (típicamente toliltriazol), 1,2,4-triazol, bencimidazol, 2-alquilditiobencimidazol o 2-alquilditiobenzotiazol, 1-amino-2-propanol, un derivado de dimercaptotiadiazol, octanoato de octilamina, productos de condensación de ácido o anhídrido dodecenilsuccínico y/o un ácido graso tal como ácido oleico con una poliamina. Los desactivadores de metales también pueden describirse como inhibidores de corrosión. Los desactivadores de metales pueden estar presentes en el intervalo de 0,001 % en peso a 0,5 % en peso, de 0,01 % en peso a 0,04 % en peso o de 0,015 % en peso a 0,03 % en peso de la composición de aceite lubricante. Los desactivadores de metales también pueden estar presentes en la composición de 0,002 % en peso o de 0,004 % en peso a 0,02 % en peso. El desactivador de metales puede usarse solo o las mezclas de los mismos. Los lubricantes también pueden incluir antioxidantes o las mezclas de los mismos. Los antioxidantes, que incluyen (i) una difenilamina alquilada, y (ii) un monosulfuro sustituido con hidrocarbilo. En algunas modalidades, las difenilaminas alquiladas incluyen difenilamina bis-nonilada y difenilamina bis-octilada. En algunas modalidades, los monosulfuros de hidrocarbilo sustituidos incluyen sulfuro de n-dodecil-2-hidroxietilo, 1-(terc-dodeciltio)-2-propanol o las combinaciones de los mismos. En algunas modalidades, el monosulfuro sustituido con hidrocarbilo puede ser 1-(terc-dodeciltio)-2-propanol. El paquete de antioxidante también puede incluir fenoles impedidos estéricamente. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo adecuados para los fenoles impedidos estéricamente incluyen éster 2-etilhexílico o n-butílico, dodecilo o las mezclas de los mismos. Los ejemplos de fenoles impedidos estéricamente con puentes de metileno incluyen 4,4'-metilen-bis(6-terc-butil o-cresol), 4,4'-metilen-bis(2-terc-amil-o-cresol), 2,2-metilen-bis(4-metil-6-terc-butilfenol), 4,4-metilen-bis(2,6-di-terc-butilfenol) o las mezclas de los mismos.

Los antioxidantes pueden estar presentes en la composición de 0,01 % en peso a 6,0 % en peso o de 0,02 % en peso a 1 % en peso. El aditivo puede estar presente en la composición a 1 % en peso, 0,5 % en peso o menos. El lubricante también puede incluir dispersantes que contienen nitrógeno, por ejemplo, un aditivo que contiene nitrógeno sustituido con hidrocarbilo. Los aditivos que contienen nitrógeno sustituido con hidrocarbilo adecuados incluyen dispersantes sin cenizas y dispersantes poliméricos. Los dispersantes sin cenizas se denominan así debido a que, tal como se suministran, no contienen metal y, por lo tanto, normalmente no contribuyen a la formación de cenizas sulfatadas cuando se adicionan a un lubricante. Sin embargo, pueden, por supuesto, interactuar con los metales ambientales una vez que se adicionan a un lubricante lo cual incluye especies que contienen metales. Los dispersantes sin cenizas se caracterizan por un grupo polar que se une a una cadena de hidrocarburo de peso molecular relativamente alto. Los ejemplos de tales materiales incluyen dispersantes de succinimida, dispersantes de Mannich y derivados borados de los mismos.

El lubricante también puede incluir compuestos que contienen azufre. Los compuestos que contienen azufre adecuados incluyen olefinas y polisulfuros sulfurados. La olefina o polisulfuros sulfurados pueden derivarse de isobutileno, butileno, propileno, etileno, o alguna combinación de los mismos. En algunos ejemplos, el compuesto que contiene azufre es una olefina sulfurada que se deriva de cualquiera de los aceites naturales o aceites sintéticos descritos anteriormente, o incluso alguna combinación de los mismos. Por ejemplo, la olefina sulfurada se puede derivar de aceite vegetal. La olefina sulfurada puede estar presente en la composición lubricante de 0 % en peso a 5,0 % en peso o de 0,01 % en peso a 4,0 % en peso o de 0,1 % en peso a 3,0 % en peso.

El lubricante también puede incluir un compuesto que contiene fósforo, tal como un fosfito graso. El compuesto que contiene fósforo puede incluir un fosfito de hidrocarbilo, un éster de ácido fosfórico, una sal de amina de un éster de ácido fosfórico o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un fosfito de hidrocarbilo, un éster del mismo o una combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un fosfito de hidrocarbilo. En algunas modalidades, el fosfito de hidrocarbilo puede ser un fosfito de alquilo. Por alquilo se entiende un grupo alquilo que contiene solo átomos de carbono e hidrógeno, sin embargo, se contemplan grupos alquilo saturados o insaturados o las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un fosfito de alquilo que tiene un grupo alquilo completamente saturado. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un alquilfosfito que tiene un grupo alquilo con alguna insaturación, por ejemplo, un doble enlace entre átomos de carbono. Dichos grupos alquilo insaturados también pueden denominarse grupos alquenilo, pero se incluyen dentro del término "grupo alquilo" como se usa en la presente descripción a menos que se indique de otra manera. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un alquilfosfito, un éster de ácido fosfórico, una sal de amina de un éster de ácido fosfórico o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un fosfito de alquilo, un éster del mismo o una combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un alquilfosfito. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un fosfito de alquenilo, un éster de ácido fosfórico, una sal de amina de un éster de ácido fosfórico o cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un alquenilfosfito, un éster del mismo o una combinación de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye un alquenilfosfito. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo incluye hidrogenofosfitos de dialquilo. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo está esencialmente libre de, o incluso completamente libre de ésteres de ácido fosfórico y/o sales de amina de los mismos. En algunas modalidades, el compuesto que contiene fósforo puede describirse como un fosfito graso. Los fosfitos adecuados incluyen aquellos que tienen al menos un grupo hidrocarbilo con 4 o más, u 8 o más, o 12 o más átomos de carbono. Los intervalos típicos para el número de átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo incluyen de 8 a 30, o de 10 a 24, o de 12 a 22, o de 14 a 20, o de 16 a 18. El fosfito puede ser un fosfito sustituido con monohidrocarbilo, un fosfito sustituido con dihidrocarbilo o un fosfito sustituido con trihidrocarbilo. En una modalidad, el fosfito puede estar libre de azufre, es decir, el fosfito no es un tiofosfito. El fosfito que tiene al menos un grupo hidrocarbilo con 4 o más átomos de carbono se puede representar mediante la fórmula:

en donde al menos uno de R6, R7 y R8 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene al menos 4 átomos de carbono y el otro puede ser hidrógeno o un grupo hidrocarbilo. En una modalidad, R6, R7 y R8 son todos grupos hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo pueden ser alquilo, cicloalquilo, arilo, acíclicos o las mezclas de los mismos. En la fórmula con los tres grupos R6, R7 y R8, el compuesto puede ser un fosfito sustituido con trihidrocarbilo, es decir, R6, R7 y R8 son todos grupos hidrocarbilo y en algunas modalidades pueden ser grupos alquilo.

Los grupos alquilo pueden ser lineales o ramificados, típicamente lineales y saturados o insaturados, típicamente saturados. Los ejemplos de grupos alquilo para R6, R7 y R8 incluyen octilo, 2-etilhexilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, octadecenilo, nonadecilo, eicosilo o las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el componente de fosfito graso de la composición lubricante general está esencialmente libre de, o incluso completamente libre de éster de ácido fosfórico y/o sales de amina del mismo. En algunas modalidades, el fosfito graso comprende un fosfito de alquenilo o ésteres del mismo, por ejemplo, ésteres de hidrogenofosfito de dimetilo. El hidrogenofosfito de dimetilo puede esterificarse y, en algunas modalidades, transesterificarse mediante reacción con un alcohol, por ejemplo, alcohol oleílico.

El lubricante también puede incluir una o más sales de amina de fósforo, pero en cantidades de manera tal que el paquete de aditivos, o en otras modalidades las composiciones lubricantes industriales resultantes, no contienen más de 1,0 % en peso de tales materiales, o incluso no más de 0,75 % en peso o 0,6 % en peso. En otras modalidades, los paquetes de aditivos lubricantes industriales, o las composiciones lubricantes industriales resultantes, están esencialmente libres o incluso completamente libres de sales de amina de fósforo.

El lubricante también puede incluir uno o más aditivos antidesgaste y/o agentes de presión extrema, uno o más inhibidores de óxido y/o corrosión, uno o más inhibidores de espuma, uno o más desemulsionantes o cualquier combinación de los mismos.

En algunas modalidades, los paquetes de aditivos lubricantes industriales, o las composiciones lubricantes industriales resultantes, están esencialmente libres o incluso completamente libres de sales de amina de fósforo, dispersantes o ambos.

En algunas modalidades, los paquetes de aditivos lubricantes industriales, o las composiciones lubricantes industriales resultantes, incluyen un desemulsionante, un inhibidor de corrosión, un modificador de fricción o una combinación de dos o más de los mismos. En algunas modalidades, el inhibidor de corrosión incluye un toliltriazol. En otras modalidades más, los paquetes de aditivos industriales, o las composiciones lubricantes industriales resultantes, incluyen una o más olefinas o polisulfuros sulfurados; una o más sales de amina de fósforo; uno o más ésteres de tiofosfato, uno o más tiadiazoles, toliltriazoles, poliéteres y/o alquenilaminas; uno o más copolímeros de éster; uno o más ésteres carboxílicos; uno o más dispersantes de succinimida o cualquier combinación de los mismos.

El paquete de aditivos lubricantes industriales puede estar presente en el lubricante industrial general desde 1 % en peso a 5 % en peso, o en otras modalidades desde 1 % en peso, 1,5 % en peso o incluso 2 % en peso a 2 % en peso, 3 % en peso, 4 % en peso, 5 % en peso, 7 % en peso o incluso 10 % en peso. Las cantidades del paquete de aditivos para engranajes industriales que pueden estar presentes en el lubricante concentrado para engranajes industriales son las cantidades correspondientes al % en peso anterior, donde los valores se consideran sin el aceite presente (es decir, pueden tratarse como valores de % en peso solo junto con la cantidad real del aceite presente).

El lubricante también puede incluir un derivado de un ácido hidroxicarboxílico. Los ácidos adecuados pueden incluir de 1 a 5 o 2 grupos carboxi o de 1 a 5 o 2 grupos hidroxi. En algunas modalidades, el modificador de fricción puede derivarse de un ácido hidroxicarboxílico representado por la fórmula:

en donde: a y b pueden ser independientemente números enteros de 1 a 5, o de 1 a 2; X puede ser un grupo alifático o alicíclico, o un grupo alifático o alicíclico que contiene un átomo de oxígeno en la cadena de carbono, o un grupo sustituido de los tipos anteriores, dicho grupo contiene hasta 6 átomos de carbono y tiene puntos de unión disponibles a b; cada Y puede ser independientemente -O-, >NH, o >NR3 o dos Y juntas que representan el nitrógeno de una estructura imida R4-N<formada entre dos grupos carbonilo; y cada R3 y R4 puede ser independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo, siempre que al menos un grupo R1 y R3 pueda ser un grupo hidrocarbilo; cada R2 puede ser independientemente hidrógeno, un grupo hidrocarbilo o un grupo acilo, además proporciona que al menos un grupo -OR2 se encuentra en un átomo de carbono dentro de X que es a o p a al menos una del grupo -C(O)-Y-R1, y además proporciona que al menos en R2 sea hidrógeno. El ácido hidroxicarboxílico se hace reaccionar con un alcohol y/o una amina, mediante una reacción de condensación, formando el derivado de un ácido hidroxicarboxílico, que también puede denominarse en la presente descripción como aditivo modificador de fricción. En una modalidad, el ácido hidroxicarboxílico usado en la preparación del derivado de un ácido hidroxicarboxílico está representado por la fórmula:

en donde cada R5 puede ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo, o en donde los grupos R5 juntos forman un anillo. En una modalidad, donde R5 es H, el producto de condensación opcionalmente se funcionaliza adicionalmente mediante acilación o reacción con un compuesto de boro. En otra modalidad, el modificador de fricción no está borado. En cualquiera de las modalidades anteriores, el ácido hidroxicarboxílico puede ser ácido tartárico, ácido cítrico o combinaciones de los mismos, y también puede ser un equivalente reactivo de tales ácidos (que incluye ésteres, haluros de ácido o anhídridos).

Los modificadores de fricción resultantes pueden incluir derivados de imida, diéster, diamida o éster amida de ácido tartárico, ácido cítrico o las mezclas de los mismos. En una modalidad, el derivado de ácido hidroxicarboxílico incluye un derivado de imida, un diéster, una diamida, una imidaamida, un éster imida o un éster amida de ácido tartárico o ácido cítrico. En una modalidad, el derivado de ácido hidroxicarboxílico incluye un derivado de imida, un diéster, una diamida, una imidaamida, un éster imida o un éster amida de ácido tartárico. En una modalidad, el derivado de ácido hidroxicarboxílico incluye un derivado de éster de ácido tartárico. En una modalidad, el derivado de ácido hidroxicarboxílico incluye un derivado de imida y/o amida del ácido tartárico. Las aminas que se usan en la preparación del modificador de fricción pueden tener la fórmula RR'NH en donde R y R' representan cada una independientemente H, un radical con base de hidrocarburo de 1 u 8 a 30 o 150 átomos de carbono, es decir, de 1 a 150 o de 8 a 30 o de 1 a 30 o de 8 a 150 átomos. Las aminas que tienen un intervalo de átomos de carbono con un límite inferior de 2, 3, 4, 6, 10, o 12 átomos de carbono y un límite superior de 120, 80, 48, 24, 20, 18, o 16 átomos de carbono también se pueden usar. En una modalidad, cada uno de los grupos R y R' tiene de 8 o 6 a 30 o 12 átomos de carbono. En una modalidad, la suma de átomos de carbono en R y R' es al menos 8. Los R y R' pueden ser lineales o ramificados. Los alcoholes útiles para preparar el modificador de fricción contendrán similarmente de 1 u 8 a 30 o 150 átomos de carbono. Los alcoholes que tienen un intervalo de átomos de carbono desde un límite inferior de 2, 3, 4, 6, 10 o 12 átomos de carbono y un límite superior de 120, 80, 48, 24, 20, 18 o 16 átomos de carbono también se pueden usar. En ciertas modalidades, el número de átomos de carbono en el grupo derivado de alcohol puede ser de 8 a 24, 10 a 18, 12 a 16 o 13 átomos de carbono. Los alcoholes y aminas pueden ser lineales o ramificados y, si están ramificados, la ramificación puede ocurrir en cualquier punto de la cadena y la ramificación puede ser de cualquier longitud. En algunas modalidades, los alcoholes y/o aminas usados incluyen compuestos ramificados, y aún en otras modalidades, los alcoholes y aminas usados son al menos 50 %, 75 % o incluso 80 % ramificados. En otras modalidades, los alcoholes son lineales. En algunas modalidades, el alcohol y/o la amina tienen al menos 6 átomos de carbono. Por consiguiente, en ciertas modalidades, el producto preparado a partir de alcoholes y/o aminas de al menos 6 átomos de carbono, por ejemplo, alcoholes ramificado Ca-18 o C8-18 o alcoholes ramificados Ci2-ia, ya sea como materiales individuales o como mezclas. Los ejemplos específicos incluyen 2-etilhexanol y alcohol isotridecílico, el último de los cuales puede representar una mezcla de calidad comercial de varios isómeros. Además, ciertas modalidades, el producto preparado a partir de alcoholes lineales de al menos 6 átomos de carbono, por ejemplo, alcoholes lineales Ca-i8 o C8-i8 o alcoholes lineales Ci2-ia, o bien como materiales individuales o como mezclas. El ácido tartárico usado para preparar los tartratos, tartrimidas o tartramidas puede ser del tipo disponible comercialmente (obtenido de Sargent Welch), y existe en una o más formas isoméricas tales como ácido d-tartárico, ácido /-tartárico, ácido d,/-tartárico o ácido meso-tartárico, a menudo en dependencia de la fuente (natural) o método de síntesis (por ejemplo, a partir del ácido maleico). Estos derivados también pueden prepararse a partir de equivalentes funcionales del diácido fácilmente evidente para aquellos expertos en la técnica, tales como ésteres, cloruros de ácido o anhídridos.

En algunas modalidades, el paquete de aditivos incluye uno o más inhibidores de corrosión, uno o más dispersantes, uno o más aditivos antidesgaste y/o de presión extrema, uno o más agentes de presión extrema, uno o más agentes antiespumantes, uno o más detergentes y opcionalmente alguna cantidad de aceite base o disolvente similar como diluyente.

Los aditivos adicionales pueden estar presentes en la composición lubricante para engranaje industrial total desde 0,i % en peso hasta 30 % en peso, o desde un nivel mínimo de 0,i % en peso, i % en peso o incluso 2 % en peso hasta un máximo de 30 % en peso, 20 % en peso, i0 % en peso, 5 % en peso, o incluso 2 % en peso, o desde 0,i % en peso hasta 30 % en peso, desde 0,i % en peso hasta 20 % en peso, desde i % en peso hasta 20 % en peso, desde i % en peso hasta i0 % en peso, desde i % en peso hasta 5 % en peso o incluso aproximadamente 2 % en peso. Estos intervalos y límites pueden aplicarse a cada aditivo adicional individual presente en la composición, o a todos los aditivos adicionales presentes.

El lubricante para engranajes industriales puede comprender:

de 0,0i % en peso a 5 % en peso de una sal de fosamina,

de 0,000i % en peso a 0,i5 % en peso de un inhibidor de corrosión elegido de 2,5-bis(terc-dodecil-ditio)-i,3,4-tiadiazol, toliltriazol o las mezclas de los mismos,

un aceite de viscosidad lubricante,

de 0,005 % en peso a i,5 % en peso de una succinimida borada o una succinimida no borada,

de 0,00i % en peso a i,5 % en peso de un naftalenosulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado (típicamente un dinonilnaftalenosulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado), y

de 0,00i % en peso a 2 % en peso, o de 0,0i % en peso a i % en peso de un agente antidesgaste (distinto de la sal prótica de la presente invención) elegido de dialquilditiofosfato de zinc, dialquilfosfato de zinc, sal de amina de un ácido o éster de fósforo o las mezclas del mismo.

El lubricante para engranajes industriales también puede comprender una formulación que se define en la siguiente tabla:

Los ejemplos específicos de un lubricante de engranaje industrial incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

El rendimiento antidesgaste de cada lubricante puede evaluarse de acuerdo con ASTM D2782-02 (2008) Standard Test Method for Measurement of Extreme-Pressure Properties of Lubricating Fluids (Método Timken), ASTM D2783-03 (2009) Standard Test Method for Measurement of Extreme-Pressure Properties of Lubricating Fluids (método de cuatro bolas), método de prueba estándar ASTM D4172-94 (2010) Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of Lubricating Fluid (método de cuatro bolas) y método de prueba estándar ASTM D5182-97 (2014) Standard Test Method for Evaluating the Scuffing Load Capacity of Oils (método visual FZG).

Se sabe que algunos de los materiales descritos en la presente descripción pueden interactuar en la formulación final, de modo que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los que se añaden inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moléculas. Los productos que se forman de esta manera, que incluyen los productos que se forman tras emplear la composición de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una descripción fácil. Sin embargo, todas tales modificaciones y productos de reacción se incluyen dentro del alcance de la presente invención; la presente invención abarca la composición que se prepara mediante la mezcla de los componentes descritos anteriormente.

La invención en la presente descripción puede entenderse mejor con referencia a los siguientes ejemplos.

Ejemplos

Procedimiento general para la formación de ésteres de ácido de fosfato

El alcohol se carga en un matraz seco con reborde con múltiples bocas equipado con un condensador, un agitador mecánico superior, entrada de nitrógeno y termopar. El matraz se calienta entre 40 y 70 °C y luego se añade lentamente pentóxido de fósforo y se mantiene la temperatura entre 40 y 80 °C. Luego, la mezcla se calienta de 60 a 90 °C y se agita durante 3 a 20 horas más. Cualquier exceso de alcohol puede eliminarse por destilación al vacío. La relación molar del alcohol al pentóxido de fósforo (P2O5) puede ser de 4:1 a 2,5:1, es decir, por cada fósforo hay típicamente de 2 a 1,25 equivalentes de alcohol.

Procedimiento general para la formación de sales

Se carga una mezcla de éster de fosfato (producida como se describió anteriormente) en un matraz de fondo redondo de 3 bocas equipado con un condensador, agitador magnético, entrada de nitrógeno y termopar. Se añade una amina al matraz en una base de 0,95 equivalentes, durante aproximadamente 1 hora. Durante este tiempo se observa una exotermia. A continuación, la mezcla se calienta hasta al menos 100 °C y se mantiene durante 3 a 5 horas.

Los ejemplos descritos anteriormente son comunes a todas las sales de amina de fosfato de alquilo libres de azufre descritas en la presente descripción. Los expertos en la técnica reconocerán que pueden ser necesarios ajustes en la estequiometría, el tiempo de reacción y la temperatura de reacción para lograr el o los productos deseados con diferentes materiales de partida.

Formación de sales de fosamina de Fórmula IV

Se carga bis-2-etilhexilamina (463,6 g) en un matraz de 2 l con múltiples bocas, equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador, agitador superior y baño de refrigeración. Se añade al matraz diclorometano (2,5 l), seguido de fenilacetaldehído (300 g) y se observa una exotermia. Después de que cesa la exotermia, se añade triacetoxiborohidruro de sodio (STAB) (415,18 g) en dos porciones y luego la mezcla de reacción se agita bajo una capa de nitrógeno durante la noche. En este punto, se añade hidróxido de sodio acuoso al 25 % en peso (750 ml) y se forma un precipitado. A continuación, la mezcla se filtra a través de tierra de diatomeas calcinada y los filtrados orgánicos se lavan con agua hasta que se detecta un pH neutro. Los filtrados orgánicos luego se secan sobre sulfato de sodio, se filtran y se concentran a presión reducida para dejar un aceite de color naranja pálido que comprende derivados de amina estéricamente impedida.

Formación de sales de fosamina de Fórmula V

En otro ejemplo, se carga n-n-dialquil 1,3-diminopropano tal como Duomeen 218i disponible de AkzoNobel (207,8 g) en un matraz de 1 l con múltiples bocas equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador (con trampa Dean-Stark) y agitador superior. Se añade oxalato de dimetilo (19,7 g) y la mezcla se calienta hasta 90 °C y se agita durante 2 horas. A continuación, la mezcla se vuelve a calentar hasta 155 °C y se mantiene durante 4 horas más (recogida de metanol). El metanol restante se elimina a presión reducida mediante evaporación rotatoria, que deja un producto que comprende derivados de oxalamida.

Formación de sales de fosamina de Fórmula VI (fuera del alcance de la invención)

Se carga 4-etoxianilina (175 g) en un matraz de 2 l con múltiples bocas, equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador y agitador superior. Luego se añade dimetilformamida (318 ml), seguido de bromuro de 2-etilhexilo (740 g) y finalmente carbonato de potasio (705 g). La reacción se calienta hasta 145 °C y se agita bajo una capa de nitrógeno durante 12 horas y luego se enfría. La mezcla de reacción se filtra y se añade agua (1,5 l). A continuación, la mezcla se extrae con acetato de etilo (4 x 700 ml). Luego, los extractos orgánicos se secan con sulfato de magnesio, se filtran y se concentran a presión reducida. Tras el almacenamiento, el producto se filtra una vez restante. El producto resultante comprende derivados de alcoxianilina.

En otro ejemplo, se cargó ácido isoesteárico (300 g) en un matraz de 1 litro con múltiples bocas, equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador (con trampa Dean-Stark) y agitador superior. Se añade 2-morfolinoetanol (171,9 g) al matraz y la mezcla de reacción se calienta con agitación hasta 190 °C y se mantiene durante 8 horas, y se recoge 17,9 g de agua. La reacción se enfría hasta 160 °C y se concentra al vacío durante 30 minutos. El producto resultante comprende derivados de éster de morfolina.

Otra sal de fosamina ilustrativa que tiene la estructura de la Fórmula VI es el 2-aminobenzoato de decilo que puede adquirirse de Alfa Chemistry de Holtsville, Nueva York, Estados Unidos.

Formación de sales de fosamina de fórmula VII (fuera del alcance de la invención)

La formación de estos materiales se conoce bien por los expertos en la técnica. Los materiales ilustrativos que tienen la estructura de Fórmula V incluyen 4,4-dinonildifenilamina que pueden adquirirse de Alfa Chemistry de Holtsville, Nueva York, Estados Unidos.

Formación de sales de fosamina de Fórmula VIII (fuera del alcance de la invención)

Se carga parafenilendiamina (143 g) en un matraz de 5 l con múltiples bocas, equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador y agitador superior. Después se añade al matraz dimetilformamida (694,9 g), seguido de 1-bromopentano (1198,4 g) y carbonato de potasio (1461,7 g). A continuación, la reacción se calienta hasta 140 °C y se mantiene mientras se agita bajo una purga de nitrógeno durante 24 horas. Al enfriarse, se añade agua al matraz (2 l) para disolver los sólidos. A continuación, la capa acuosa se drena y la capa orgánica se recoge en acetato de etilo (1 l). A continuación, la fase orgánica se lava 4 veces mediante el uso de 1 l de acetato de etilo cada vez. A continuación, la fase orgánica lavada se seca con sulfato de magnesio y se filtra. A continuación, el disolvente se elimina a presión reducida. A continuación, el material crudo se purifica con cromatografía en columna, y se comienza con heptano como eluyente y luego se eluye el producto con una mezcla de acetato de etilo:heptano (1:5) y se obtiene un derivado de fenildiamina.

En otro ejemplo, se carga di-sec-butil-p-fenilendiamina (50 g) en un matraz de 2 l con múltiples bocas, equipado con una entrada de nitrógeno, termopar, condensador, agitador superior y baño de refrigeración. Se añade diclorometano (1,2 l) al matraz, seguido de triacetoxiborohidruro de sodio (STAB). A continuación, se mezcla 2-etilhexilaldehído con 100 ml de diclorometano y se añade al matraz de reacción durante 30 minutos, lo que resulta en una exotermia. Una vez que cede la exotermia, se deja agitar la reacción durante 3 días. Luego, la mezcla de reacción se transfiere a un matraz más grande y luego se añade bicarbonato de sodio saturado (750 ml) con agitación vigorosa. La capa orgánica se separa de la capa acuosa y se lava con salmuera (1 l), luego se seca con la adición de sulfato de sodio. Después de la filtración, los filtrados se concentran a presión reducida para dejar el producto bruto que comprende derivados de fenildiamina.

Los expertos en la técnica reconocerán que pueden ser necesarios ajustes en la estequiometría, el tiempo de reacción, la temperatura de reacción y el método de purificación para lograr el producto deseado con diferentes materiales de partida. Los expertos en la técnica reconocerán que pueden ser necesarios ajustes a los ejemplos anteriores, que incluyen ajustes en la estequiometría, el tiempo de reacción, la temperatura de reacción y el método de purificación para lograr el producto deseado con diferentes materiales de partida.

Se sintetizaron varios materiales mediante el uso de los mismos o similares procedimientos descritos anteriormente y se resumen en la Tabla 2, Tabla 3 y Tabla 4 más abajo.

Tabla 2

Tabla 3

Tabla 4

Las sales de fosamina resultantes se añadieron luego a una composición lubricante como se resume en la Tabla 5 más abajo.

Tabla 5

Las composiciones lubricantes preparadas se ensayaron en cuanto a compatibilidad antidesgaste y sellos. La compatibilidad con los sellos de las composiciones lubricantes se prueba de acuerdo con ASTM D 5662. Para las pruebas de compatibilidad, se prueban tres parámetros, la diferencia de volumen, la dureza y la resistencia a la tracción. Idealmente, el efecto de las composiciones lubricantes tendría un impacto mínimo sobre estas propiedades. Se sumergen piezas en forma de mancuernas de un material de sello fluoroelastomérico en las composiciones lubricantes durante 240 horas a 150 °C. La diferencia de volumen entre el inicio de la prueba (SOT) y el final de la prueba (EOT) se registra como % de cambio de volumen (ASTM D471).

Luego se mide el cambio en la dureza Shore de las piezas entre SOT y EOT (ASTM D2240). Un cambio negativo en la dureza indica que la muestra se ha ablandado y un cambio positivo indica endurecimiento.

Finalmente, las piezas en forma de mancuerna se colocan en una máquina de medición de resistencia a la tracción. Los extremos de cada pieza se separan hasta que la pieza se rompe y se mide la resistencia a la tracción (ASTM D412). Se usa como control una pieza "nueva" no expuesta a las composiciones lubricantes. El % de diferencia entre la longitud de ruptura de las piezas expuestas a la composición lubricante y el control es la medida del alargamiento a la ruptura.

Los resultados de la prueba de compatibilidad se muestran en la Tabla 6 más abajo. Como se muestra en la tabla, las formulaciones comparativas (COMP1) tienen un mayor cambio de dureza Shore y el elastómero se rompe mucho antes bajo carga que las formulaciones ilustrativas (EJ2, EJ5, EJ8, EJ10 y EJ14).

Tabla 6

La compatibilidad con los sellos de las composiciones lubricantes se prueba mediante el uso de un equipo alternativo de alta frecuencia (HFRR). El protocolo es el siguiente:

Carga 100 g y 300 g

Duración 60 minutos

Frecuencia 20 Hz

Temperatura Isotérmico a 100 °C

Metalurgia Bola de acero estándar en acero

Los resultados se muestran en la Tabla 7 más abajo.

Tabla 7

Por consiguiente, en una modalidad, se describe una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante y de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 5 por ciento en peso de una sal de ácido (tio)fosfórico ("sal de fosamina") de al menos una hidrocarbilamina. La hidrocarbilamina es una hidrocarbilamina impedida, en donde la hidrocarbilamina es una alquilamina terciaria con al menos dos grupos alquilo ramificados, y al menos dos grupos alquilo ramificados están ambos ramificados en la posición p.

La porción de ácido (tio)fosfórico de la sal de fosamina puede comprender un ácido mono- o dihidrocarbil (tio)fosfórico (típicamente ácido alquil (tio)fosfórico) o las mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el ácido (tio)fosfórico puede prepararse al hacer reaccionar un agente de fosfatación con un alcohol monohídrico y un alquilenpoliol. La relación molar del alcohol monohídrico al alquilenpoliol puede ser de aproximadamente 0,2:0,8 a aproximadamente 0,8:0,2.

En algunas modalidades, la composición lubricante puede comprender opcionalmente un detergente de metal alcalinotérreo sobrebasificado en una cantidad para proporcionar de 1 a aproximadamente 500, o de 1 a aproximadamente 100, o de 1 a aproximadamente 50 partes por millón en peso de metal alcalinotérreo. En aún otras modalidades, la composición lubricante puede comprender opcionalmente de 1 a aproximadamente 30, o de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 por ciento en peso de un modificador del índice de viscosidad polimérico. En modalidades adicionales, puede prepararse una composición mediante la mezcla de los componentes de cualquiera de los componentes descritos anteriormente.

También se describen los usos de la composición lubricante para reducir el deterioro del sello en un dispositivo mecánico. En una modalidad, el alargamiento del sello de un sello fluoroelastomérico al romperse es inferior al 40 % mediante el uso de la norma ASTM D 5662.

Debe entenderse que los límites superior e inferior de cantidad, intervalo y relación que se establecen en la presente descripción pueden combinarse independientemente. De manera similar, los intervalos y cantidades para cada elemento de la invención pueden usarse junto con intervalos o cantidades para cualquiera de los otros elementos. Como se usa en la presente descripción, el término de transición "que comprende", que es sinónimo de "que incluye", "que contiene" o "se caracteriza por", es inclusivo o abierto y no excluye elementos o etapas del método adicionales que no se mencionan. Sin embargo, en cada mención de "que comprende" en la presente descripción, se pretende que el término también abarque, como modalidades alternativas, las frases "que consiste esencialmente de" y "que consiste de", donde "que consiste de" excluye cualquier elemento o etapa que no se especifique y "que consiste esencialmente de" permite la inclusión de elementos o etapas adicionales que no se mencionan y que no afectan materialmente las características novedosas esenciales o básicas de la composición o método en consideración. La expresión "que consiste en" o "que consiste esencialmente en", cuando se aplica a un elemento de una reivindicación, pretende restringir todas las especies del tipo que se representa mediante ese elemento, a pesar de la presencia de "que comprende" en otra parte de la reivindicación.

Si bien se muestran ciertas modalidades y detalles representativos con el fin de ilustrar el objetivo de la invención, para los expertos en esta técnica será evidente que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones en la misma sin apartarse del alcance del objetivo de la invención. A este respecto, el alcance de la invención se limita solo por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición lubricante que comprende un aceite de viscosidad lubricante y de 0,01 a 5 por ciento en peso de una sal de ácido fosfórico o tiofosfórico de al menos una hidrocarbilamina que es una hidrocarbilamina impedida, la hidrocarbilamina es una alquilamina terciaria con al menos dos grupos alquilo ramificados, en donde los al menos dos grupos alquilo ramificados están ambos ramificados en la posición p.

2. La composición lubricante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ácido fosfórico o tiofosfórico comprende un ácido mono- o dihidrocarbilo fosfórico o tiofosfórico o las mezclas de los mismos.

3. La composición lubricante de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el ácido fosfórico o tiofosfórico comprende un ácido alquilfosfórico o alquiltiofosfórico o las mezclas de los mismos.

4. La composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el ácido fosfórico o tiofosfórico se prepara al hacer reaccionar un agente de fosfatación con un alcohol monohídrico y un alquilenpoliol.

5. La composición lubricante de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la relación molar de alcohol monohídrico: alquilenpoliol es de 0,2:0,8 a 0,8:0,2.

6. La composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el aceite de viscosidad lubricante comprende el Grupo API I, II, III, IV, V o las mezclas de los mismos.

7. La composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el aceite de viscosidad lubricante tiene una viscosidad cinemática a 100 °C según ASTM D445 de 3 a 7,5, o de 3,6 a 6, o de 3,5 a 5 mm2/s.

8. La composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende además un detergente de metal alcalinotérreo sobrebasificado en una cantidad para proporcionar de 1 a 500, o de 1 a 100, o de 1 a 50 partes por millón en peso de metal alcalinotérreo.

9. La composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende además de 1 a 30 o de 5 a 15 por ciento en peso de un modificador del índice de viscosidad polimérico.

10. Un método para lubricar un dispositivo mecánico que comprende suministrarle una composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el dispositivo mecánico comprende un engranaje, un eje o una transmisión manual.

11. Un método para lubricar un dispositivo industrial que comprende suministrarle una composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicho dispositivo industrial es un sistema de circulación de aceite, un sistema de turbina, un sistema de refrigeración por aceite o un engranaje industrial.

12. Uso de la composición lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para reducir el deterioro del sello en un dispositivo mecánico.

13. El uso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el alargamiento del sello de un sello fluoroelastomérico al romperse es inferior al 40 % mediante el uso de ASTM D5662.