FR3053697A1 - Composition lubrifiante pour moteur a gaz - Google Patents

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Abstract

La présente concerne concerne l'utilisation d'une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols pour lubrifier un moteur à gaz.

Description

(54) COMPOSITION LUBRIFIANTE POUR MOTEUR A GAZ.
(5/) La présente concerne concerne l'utilisation d'une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols pour lubrifier un moteur à gaz.
FR 3 053 697 - A1
Figure FR3053697A1_D0001
COMPOSITION LUBRIFIANTE POUR MOTEUR A GAZ
La présente invention concerne le domaine des lubrifiants pour moteur à gaz, préférentiellement pour moteur à gaz stationnaire. La présente invention concerne plus particulièrement l’utilisation d’une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols pour lubrifier un moteur à gaz, préférentiellement pour moteur à gaz stationnaire.
La présente invention concerne également un procédé de lubrification d’un moteur à gaz, préférentiellement pour moteur à gaz stationnaire.
Les lubrifiants développés spécifiquement pour la lubrification des moteurs à gaz, préférentiellement des moteurs à gaz stationnaires sont connus depuis plusieurs années. Les premiers lubrifiants dédiés à cette application contenaient des huiles de base de groupe I selon la classification API. Ces lubrifiants présentaient un bon comportement à haute température, notamment ne formaient pas ou peu de dépôts mais présentaient une tenue à l’oxydation limitée, notamment à la nitroxydation. Par nitroxydation, on entend l’oxydation par contact avec les oxydes d’azote (NOx).
Puis les lubrifiants ont incorporé des huiles de base de groupe II selon la classification API, permettant d’améliorer la tenue à l’oxydation. Toutefois, et en particulier sur les moteurs à gaz de très haute puissance, l’utilisation de ces lubrifiants a entraîné la formation de dépôt à haute température (ou de vernis). II en est de même pour les lubrifiants à base d’huiles de base de groupe III et groupe IV selon la classification API.
II existe donc un besoin de disposer de compositions lubrifiantes pour la lubrification de moteur à gaz, préférentiellement pour moteur à gaz stationnaire, présentant de bonnes propriétés de détergence et donc ne formant pas ou peu de dépôt, en particulier à haute température tout en présentant une tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, satisfaisante voire améliorée.
II a maintenant été trouvé que la combinaison d’au moins une huile de base minérale et d’au moins un ester choisi parmi les esters de polyols permet de fournir une composition lubrifiante dédiée à la lubrification des moteurs à gaz, préférentiellement des moteurs à gaz stationnaires, présentant une tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, satisfaisante voire améliorée et formant peu ou pas de dépôts, en particulier à haute température.
Ainsi, l’invention fournit une composition lubrifiante qui permet d’apporter une solution à tout ou partie des problèmes des compositions lubrifiantes destinées à la lubrification des moteurs à gaz, préférentiellement des moteurs à gaz stationnaires.
La présente invention a donc pour objet l’utilisation d’une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols pour lubrifier un moteur à gaz.
De manière surprenante, la demanderesse a constaté que la combinaison d’au moins une huile de base minérale et d’au moins un ester choisi parmi les esters de polyols dans une composition lubrifiante pour moteur à gaz, préférentiellement pour moteur à gaz stationnaire permet d’améliorer la tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, de la composition lubrifiante.
Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent à la fois une bonne tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, tout en réduisant, voire en supprimant, la formation de dépôts, en particulier à haute température.
Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent de bonnes propriétés de tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, et de détergence une fois mise en œuvre dans un moteur à gaz et dont la formulation est facile à mettre en œuvre.
Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent de bonnes propriétés de tenue à l’oxydation, notamment à la nitroxydation, et de détergence une fois mise en œuvre dans un moteur à gaz tout en étant stables dans le temps, notamment stables au stockage.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le moteur à gaz est un moteur à gaz stationnaire.
Dans un mode de réalisation de l’invention, l’huile de base minérale est choisie parmi une huile de base de groupe II ou une huile de base de groupe III selon la classification API, préférentiellement une huile de bas de groupe II selon la classification API.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la composition lubrifiante comprend au moins 50% en poids, préférentiellement de 50% à 90% en poids, d’huile de base minérale par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’ester est choisi parmi les esters de polyols et d’acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant au moins 8 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’acide carboxylique est un acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’acide carboxylique comprend de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le polyol comprend au moins 3 groupements -OH, préférentiellement de 3 à 8 groupements -OH.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le polyol comprend de 3 à 10 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’ester de polyol comprend un mélange d’au moins un premier ester de polyol et d’acide monocarboxylique tel que défini cidessus et d’au moins un second ester de polyol et d’acide monocarboxylique tel que défini ci-dessus et différent du premier ester.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre un polyol tel que défini ci-dessus, au moins un premier acide monocarboxylique tel que défini ci-dessus et au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés comprenant au moins 16 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la composition lubrifiante comprend au moins 2% en poids, préférentiellement au moins 5% en poids, d’ester de polyol par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la composition lubrifiante comprend en outre du polyisobutylène.
L’invention concerne également l’utilisation d’au moins une huile de base minérale telle que définie ci-dessus et d’au moins un ester choisi parmi les esters de polyols tels que définis ci-dessus dans une composition lubrifiante pour lubrifier un moteur à gaz.
L’invention concerne également un procédé de lubrification d’un moteur à gaz comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus.
Description détaillée de l’invention
Les pourcentages indiqués ci-dessous correspondent à des pourcentages en masse de matière active.
La composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins une huile de base minérale.
Les huiles de base minérales utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent être des huiles d’origines minérales appartenant aux groupes I, Il ou III selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) (tableau A) ou leurs mélanges.
Teneur en saturés Teneur en soufre Indice de viscosité (VI)
Groupement I Huiles minérales < 90 % > 0,03 % 80 <VI < 120
Groupement II Huiles hydrocraquées >90 % <0,03 % 80 <VI < 120
Groupement III Huiles hydrocraquées ou hydro-isomérisées >90 % <0,03 % >120
Groupement IV Polyalphaoléfines (PAO)
Groupement V Esters et autres bases non incluses dans les groupes I à IV
Tableau A
Dans un mode de réalisation préférée de l’invention, l’huile de base est une huile de base de groupe II ou une huile de base de groupe III selon la classification API.
Dans un mode de réalisation plus préférée de l’invention, l’huile de base est une huile de base de groupe II selon la classification API.
Dans un autre mode de réalisation préférée de l’invention, la composition lubrifiante comprend au moins 50%, préférentiellement de 50% à 90%, plus préférentiellement de 60% à 90%, encore plus préférentiellement de 65% à 90%, avantageusement de 65% à 85%, en poids d’huile de base minérale par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
Dans un autre mode de réalisation plus préférée de l’invention, la composition lubrifiante comprend au moins 70%, préférentiellement de 70% à 90%, plus préférentiellement de 75% à 90%, avantageusement de 75% à 85%, en poids d’huile de base minérale par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
La composition lubrifiante selon l’invention comprend également au moins un ester choisi parmi les esters de polyols.
Par ester de polyol selon l’invention, on entend tout ester obtenu par estérification d’au moins un acide carboxylique avec au moins un polyol.
Par acide carboxylique selon l’invention, on entend les acides monocarboxyliques et les acides polycarboxyliques.
Dans un mode de réalisation de l’invention, l’ester est choisi parmi les esters de polyols et d’acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant au moins 8 atomes de carbone.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, l’acide carboxylique est un acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié.
L’acide carboxylique peut ainsi être choisi parmi :
- les acides monocarboxyliques saturés et linéaires ;
- les acides monocarboxyliques insaturés et linéaires ;
- les acides monocarboxyliques saturés et ramifiés ;
- les acides monocarboxyliques insaturés et ramifiés.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’acide carboxylique comprend de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide carboxylique comprend de 14 à 18 atomes de carbone, préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide carboxylique comprend de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone.
Ainsi, l’acide carboxylique peut être choisi parmi :
- les acides monocarboxyliques saturés et linéaires comprenant de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone ;
- les acides monocarboxyliques insaturés et linéaires comprenant de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone ;
- les acides monocarboxyliques saturés et ramifiés comprenant de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone ;
- les acides monocarboxyliques insaturés et ramifiés comprenant de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone.
L’acide carboxylique peut également être choisi parmi :
- les acides monocarboxyliques saturés et linéaires comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone;
- les acides monocarboxyliques insaturés et linéaires comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone;
- les acides monocarboxyliques saturés et ramifiés comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone
- les acides monocarboxyliques insaturés et ramifiés comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone.
Comme exemples d’acides carboxyliques selon l’invention, on peut citer l’acide pélargonique, l’acide stéarique, l’acide isostéarique ou l’acide oléique.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, le polyol comprend au moins 3 groupements -OH, préférentiellement de 3 à 8 groupements -OH, plus préférentiellement de 3 à 6 groupements -OH.
Dans un mode de réalisation plus préféré de l’invention, le polyol comprend 3, 4 ou 6 groupements -OH.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, le polyol comprend de 3 à 10 atomes de carbone, préférentiellement de 3 à 8 atomes de carbone, plus préférentiellement de 3 à 6 atomes de carbone.
Comme exemples de polyols selon l’invention, on peut citer le glycérol, le trimethylolpropane, le pentaerythritol ou le dipentaerytritol.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’ester de polyol comprend un mélange d’au moins un premier ester de polyol et d’acide monocarboxylique tel que défini ci-dessus et d’au moins un second ester de polyol et d’acide monocarboxylique tel que défini ci-dessus et différent du premier ester.
Dans un mode de réalisation plus particulier de l’invention, l’ester comprend un mélange :
- d’au moins un triester de polyol et d’acide monocarboxylique,
- d’au moins un diester de polyol et d’acide monocarboxylique, le polyol et l’acide monocarboxylique étant tels que définis ci-dessus.
Dans un mode de réalisation encore plus particulier de l’invention, l’ester comprend un mélange :
- d’au moins un triester de trimethylpropane et d’acide monocarboxylique saturé ou insaturé, préférentiellement saturé comprenant de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone,
- d’au moins un diester de trimethylpropane et d’acide monocarboxylique monocarboxylique saturé ou insaturé, préférentiellement saturé comprenant de 14 à 18 atomes de carbone, avantageusement de 16 à 18 atomes de carbone.
Comme exemple d’ester de polyol selon l’invention, on peut citer le Radialube 7250® commercialisé par la société OLEON.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre un polyol tel que défini ci-dessus, au moins un premier acide monocarboxylique tel que défini ci-dessus et au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés comprenant au moins 16 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre :
- un polyol comprenant 3 ou 4 groupements -OH et de 3 à 6 atomes de carbone,
- au moins un premier acide monocarboxylique saturé, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone, et
- au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques saturés, linéaires ou ramifiés comprenant au moins 16 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre :
- un polyol choisi parmi le pentaeryhtritol ou le triméthylolpropane,
- au moins un premier acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 18 atomes de carbone, et
- au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques saturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 16 à 36 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre :
- le pentaerythritol,
- au moins un premier acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié comprenant 18 atomes de carbone, et
- au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques saturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 16 atomes à 36 atomes de carbone.
Comme exemple d’ester de polyol selon l’invention, on peut citer le Priolube 1847® commercialisé par la société CRODA ou le Nycobase 8851® commercialisé par la société NYCO.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre un polyol tel que défini ci-dessus et au moins un acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone.
Dans un autre mode de réalisation plus particulier de l’invention, l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre :
- le dipentaerythritol, et
- au moins un acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 10 atomes de carbone.
Dans un mode de réalisation de l’invention, la composition lubrifiante comprend au moins 2% en poids, préférentiellement au moins 5% en poids, plus préférentiellement de 5 à 30%, avantageusement de 5 à 25% ou de 5 à 15% en poids d’ester de polyol par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
La composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre en outre une huile de base additionnelle choisie parmi les huiles de groupe I, IV ou V selon la classification API telles que définies ci-dessus, à l’exception des esters de polyols selon l’invention.
L’huile de base additionnelle selon l’invention peut notamment être choisie parmi les huiles synthétiques, telles que les polyalkylene glycols, et parmi les polyalphaoléfines. Les polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant de 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir d’octène ou de décène, et dont la viscosité cinématique à 100 °C est comprise entre 1,5 et 15 mm2.s'1 selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3 000 selon la norme ASTM D5296.
De nombreux additifs peuvent être utilisés dans la composition lubrifiante utilisée selon l’invention.
Les additifs pour la composition lubrifiante utilisée selon l’invention sont notamment choisis parmi les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs anti-usure, les additifs extrême-pression, les améliorants de l’indice de viscosité, les dispersants, les antioxydants, les améliorants du point d’écoulement, les anti-mousse, les épaississants et leurs mélanges.
Les additifs anti-usure et les additifs extrême pression protègent les surfaces en frottement par formation d’un film protecteur adsorbé sur ces surfaces.
Il existe une grande variété d’additifs anti-usure. De manière préférée pour la composition lubrifiante selon l’invention, les additifs anti-usure sont choisis parmi des additifs phosphosoufrés comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. Les composés préférés sont de formule Zn((SP(S)(OR1)(OR2))2, dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyle, préférentiellement un groupement alkyle comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
Les phosphates d’amines sont également des additifs anti-usure qui peuvent être employés dans la composition lubrifiante selon l’invention. Toutefois, le phosphore apporté par ces additifs peut agir comme poison des systèmes catalytiques des automobiles car ces additifs sont générateurs de cendres. On peut minimiser ces effets en substituant partiellement les phosphates d’amines par des additifs n’apportant pas de phosphore, tels que, par exemple, les polysulfures, notamment les oléfines soufrées.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 6 % en masse, préférentiellement de 0,05 à 4 % en masse, plus préférentiellement de 0,1 à 2 % en masse par rapport à la masse totale de composition lubrifiante, d’additifs anti-usure et d’additifs extrême-pression.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement. L’additif modificateur de frottement peut être choisi parmi un composé apportant des éléments métalliques et un composé exempt de cendres. Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de phosphore. Les additifs modificateurs de frottement exempt de cendres sont généralement d’origine organique et peuvent être choisis parmi les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate ou les amines grasses. Selon l’invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 2 % en masse ou de 0,01 à 5 % en masse, préférentiellement de 0,1 à 1,5 % en masse ou de 0,1 à 2% en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’additif modificateur de frottement.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif antioxydant.
L’additif antioxydant permet généralement de retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante.
Les additifs antioxydants agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydropéroxydes. Parmi les additifs antioxydants couramment employés, on peut citer les additifs antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydants de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempt de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en C1-C12, les Ν,Ν'-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.
De préférence selon l’invention, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en Cr Cw, de préférence un groupement alkyle en Ci-C6, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.
Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NR3R4R5 dans laquelle R3 représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R4 représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R5 représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule R6S(O)ZR7 dans laquelle R6 représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, R7 représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.
Une autre classe d’additifs antioxydants est celle des composés cuivrés, par exemples les thio- ou dithio-phosphates de cuivre, les sels de cuivre et d’acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les sulphonates, les phénates, les acétylacétonates de cuivre. Les sels de cuivre I et II, les sels d’acide ou d’anhydride succiniques peuvent également être utilisés.
La composition lubrifiante selon l’invention peut contenir tous types d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 0,5 à 2 % en poids par rapport à la masse totale de la composition, d’au moins un additif antioxydant.
La composition lubrifiante selon l’invention peut également comprendre au moins un additif détergent.
Les additifs détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d’oxydation et de combustion.
Les additifs détergents utilisables dans la composition lubrifiante selon l’invention sont généralement connus de l’homme de métier. Les additifs détergents peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalinoterreux.
Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum.
Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stœchiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stœchiométrique. Il s’agit alors d’additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l’additif détergent est alors généralement sous la forme d’un sel métallique insoluble dans l’huile, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,5 à 4 % en poids d’additif détergent par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut également comprendre au moins un additif abaisseur de point d’écoulement.
En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante selon l’invention.
Comme exemple d’additifs abaisseurs de point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes, les polystyrènes alkylés.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut également comprendre au moins un agent dispersant.
L’agent dispersant peut être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,2 à 10 % en masse d’agent dispersant par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
La composition lubrifiante de la présente invention peut également comprendre au moins un épaississant, comme par exemple le polyisobutylène ou ses dérivés.
Dans un mode de réalisation préféré, de l’invention, la composition lubrifiante comprend du polyisobutylène en tant qu’épaississant.
Un tel mode de réalisation permet notamment d’améliorer encore les propriétés de détergence de la composition lubrifiante, notamment à haute température.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,1 à 5% en masse d’épaississant par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
La composition lubrifiante de la présente invention peut également comprendre au moins un additif améliorant l’indice de viscosité. Comme exemples d’additifs améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non- hydrogénés, du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les polyacrylates, les polyméthacrylates (PMA) ou encore les copolymères oléfines, notamment les copolymères ethylène/propylène.
La composition lubrifiante selon l’invention peut se présenter sous différentes formes. La composition lubrifiante selon l’invention peut notamment être une composition anhydre.
De manière préférée, cette composition lubrifiante n’est pas une émulsion.
La composition lubrifiante définie ci-dessus est utilisée pour lubrifier un moteur à gaz.
Par moteur à gaz selon l’invention, on entend plus particulièrement :
- les moteurs à gaz stationnaires ;
- les moteurs à gaz mobiles, notamment :
les moteurs à gaz pour véhicules, incluant les véhicules poids-lourds ou les véhicules pour le transport en commun comme les bus mais également les véhicules marins comme les bateaux.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition lubrifiante définie ci-dessus est utilisée pour lubrifier un moteur à gaz stationnaire.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’au moins une huile de base minérale et d’au moins un ester choisi parmi les esters de polyols dans une composition lubrifiante pour lubrifier un moteur à gaz.
L’ensemble des caractéristiques et préférences décrites pour l’huile de base minérale, l’ester de polyol et le moteur à gaz ci-dessus s’appliquent également à cette utilisation.
L’invention a également pour objet un procédé de lubrification d’un moteur à gaz comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols.
L’ensemble des caractéristiques et préférences décrites pour la composition lubrifiante et pour le moteur à gaz ci-dessus s’appliquent également à ce procédé.
Les différents aspects de l’invention peuvent être illustrés par les exemples non limitatifs qui suivent :
Exemple 1 : préparation d’une composition lubrifiante selon l’invention
On mélange les différentes composantes d’une composition lubrifiante selon l'invention
CL1 en fonction de la nature et des quantités de produits présentées dans le tableau 1. Les pourcentages indiqués correspondent à des pourcentages massiques.
Composition lubrifiante selon l’invention CL1 (% massique)
Huile groupe III (KV100 = 7,1 mm2/s mesurée selon la norme ASTM D445) 68,00
Ester de polyol (Priolube 1847®) 23,14
Paquet d’additifs (anti-oxydant de type phénolique, abaisseur du point d’écoulement de type polyméthacrylate, anti-usure de type dithiophosphate de zinc, dispersant de type dérivé succinimide, détergents de type sulfonate et phénate de calcium) 8,86
Tableau 1
Exemple 2 : évaluation de la tenue à l’oxydation de la composition lubrifiante CL1
Cette évaluation consiste à soumettre la composition lubrifiante à une oxydation aux oxydes d’azote à une température de 150°C et pendart 48 heures.
La tenue à l’oxydation est évaluée par mesure de la différence de viscosité cinématique à 100°C mesurée selon la norme ASTM D445 avant et apès oxydation et exprimée en pourcentage d’augmentation de viscosité ; plus le pourcentage est faible, meilleure est la tenue à l’oxydation
Un pourcentage d’augmentation de viscosité inférieur ou égal à 35% correspond à une tenue à l’oxydation acceptable.
Les résultats sont décrits dans le tableau 2.
CL1
Tenue à l’oxydation 32
Tableau 2
Les résultats montrent qu’une composition lubrifiante selon l’invention présente une tenue 10 à l’oxydation acceptable.
Exemple 3 : préparation de compositions lubrifiantes selon l’invention
On mélange les différentes composantes des compositions lubrifiantes selon l'invention
CL2, CL3 et CL4 et de la composition lubrifiante comparative CC1 en fonction de la nature et des quantités de produits présentées dans le tableau 3.
Les pourcentages indiqués correspondent à des pourcentages massiques.
Composition lubrifiante selon l’invention CL2 Composition lubrifiante selon l’invention CL3 Composition lubrifiante selon l’invention CL4 Composition lubrifiante comparative CC1
Huile groupe II (KV100 = 10,4 mm2/s mesurée selon la norme ASTM D445) 83,14 81,14 81,14 91,14
Ester de polyol (Priolube 1847® commercialisé par la société CRODA) 8,00
Ester de polyol (Radialube 7250® commercialisé par la société OLEON) 10,00
Ester de polyol (Nycobase 8851® commercialisé par la société NYCO) 10,00
Paquet d’additifs (antioxydant de type phénolique, abaisseur du point d’écoulement de type polymethacrylate, antiusure de type dithiophosphate de zinc, dispersant de type dérivé succinimide, détergents de type sulfonate et phénate de calcium) 8,86 8,86 8,86 8,86
Tableau 3
Exemple 4 : évaluation de stabilité au stockage des compositions lubrifiantes CL2, CL3 et
CL4
Cette évaluation visuelle est réalisée à température ambiante et se base sur l’apparition de trouble dans la composition.
Les résultats sont décrits dans le tableau 4.
CL2 CL3 CL4
Stabilité au stockage Stable Stable Stable
Tableau 4
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention sont stables dans le temps.
Exemple 5 : évaluation des propriétés de détergence des compositions lubrifiantes CL2 et
CC1
Cette évaluation est effectuée par un essai PCT selon la norme GFC Lu29-A-15.
Plus la valeur de la cotation est élevée, meilleures sont les propriétés de détergence de la composition lubrifiante.
Les résultats sont décrits dans le tableau 5.
CL2 CC1
Cotation mérite piston 9,2 7,5
Tableau 5
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent des 5 propriétés de détergence améliorées, notamment à haute température.
Exemple 6 : préparation de compositions lubrifiantes selon l’invention
On mélange les différentes composantes des compositions lubrifiantes selon l'invention
CL5, CL6, CL7, CL8, CL9 et CL10 et de la composition lubrifiante comparative CC2 en fonction de la nature et des quantités de produits présentées dans le tableau 6.
Les pourcentages indiqués correspondent à des pourcentages massiques.
Composition lubrifiante selon l’invention CL5 Composition lubrifiante selon l’invention CL6 Composition lubrifiante selon l’invention CL7 Composition lubrifiante selon l’invention CL8 Composition lubrifiante selon l’invention CL9 Composition lubrifiante selon l’invention CL10 Composition lubrifiante comparative CC2
Huile groupe II (KV100 = 10,2 mm2/s mesurée selon la norme ASTM D445) 81,14 78,74 81,14 78,74 81,14 78,74 88,74
Ester de polyol (Priolube 1847® commercialisé par la société CRODA) 10,00 10,00
Ester de polyol (Nycobase 8851® commercialisé par la société NYCO) 10,00 10,00
Ester de polyol (Radialube 7250® commercialisé par la société OLEON) 10,00 10,00
Polyisobutylène (Indopol H2100® commercialisé par la société INEOS) 2,40 2,40 2,40 2,40
Paquet d’additifs (anti-oxydant de type phénolique, abaisseur du point d’écoulement de type polymethacrylate, anti-usure de type dithiophosphate de zinc, dispersant de type dérivé succinimide, détergents de type sulfonate et phénate de calcium) 8,86 8,86 8,86 8,86 8,86 8,86 8,86
Tableau 6
Exemple 7 : évaluation de stabilité au stockage des compositions lubrifiantes CL5, CL6,
CL7, CL8, CL9 etCLIO
Cette évaluation visuelle est identique à celle de l’exemple 4.
Les résultats sont décrits dans le tableau 7.
CL5 CL6 CL7 CL8 CL9 CL10
Stabilité au stockage Stable Stable Stable Stable Stable Stable
Tableau 7
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention sont stables dans le temps.
Exemple 8 : évaluation de la tenue à l’oxydation des compositions lubrifiantes CL5, CL6,
CL8, CL9, CL10 et de la composition lubrifiante CC2
Cette évaluation est identique à celle décrite dans l’exemple 2.
Les résultats sont décrits dans le tableau 8.
CL5 CL6 CL7 CL8 CL10 CC2
Tenue à l’oxydation (%) 15 12 18 15 13 14
Tableau 8
Les résultats montrent qu’une composition lubrifiante selon l’invention présente une bonne tenue à l’oxydation.
Exemple 9 : évaluation des propriétés de détergence des compositions lubrifiantes CL5,
CL7 et CL9
Cette évaluation est identique à celle décrite dans l’exemple 5.
Les résultats sont décrits dans le tableau 9.
CL5 CL7 CL9
Cotation mérite piston 9,6 7,8 9,6
Tableau 9
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent des propriétés de détergence améliorées, notamment à haute température.
Exemple 10 : évaluation des propriétés de détergence des compositions lubrifiantes CL5,
CL6, CL7, CL8, CL9 etCLIO
Cette évaluation est effectuée par un essai MCT selon la norme GFC L-27-T-07 20 Plus la valeur de la cotation est élevée, meilleures sont les propriétés de détergence de la composition lubrifiante.
Plus la température d’apparition des premiers vernis est élevée, meilleure sont les propriétés de détergence à haute température.
Les résultats sont décrits dans le tableau 10.
CL5 CL6 CL7 CL8 CL9 CL10
Cotation mérite piston 7,1 7,3 7,0 7,2 7,3 7,6
Température d’apparition des premiers vernis (°C) 236 238 235 241 232 243
Tableau 10
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent des propriétés de détergence améliorées, notamment à haute température.
Les résultats montrent également que l’ajout de polyisobutyène permet d’améliorer encore les propriétés de détergence, notamment à haute température.
Exemple 11 : préparation d’une composition lubrifiante selon l’invention
On mélange les différentes composantes de la composition lubrifiante selon l'invention
CL11 en fonction de la nature et des quantités de produits présentées dans le tableau 11.
Les pourcentages indiqués correspondent à des pourcentages massiques.
Composition lubrifiante selon l’invention CL11
Huile groupe II (KV100 = 12 mm2/s mesurée selon la norme ASTM D445) 78
Ester de polyol (Priolube 1847® commercialisé par la société CRODA) 9
Paquet d’additifs (anti-oxydant de type phénolique, anti-oxydant de type aminé, abaisseur du point d’écoulement de type polymethacrylate, anti-usure de type dithiophosphate de zinc) 13
Tableau 11
Exemple 12 : évaluation de la tenue à l’oxydation de la composition lubrifiante CL11
Cette évaluation est identique à celle décrite dans l’exemple 2.
Les résultats sont décrits dans le tableau 12.
CL11
Tenue à l’oxydation (%) 18
Tableau 12
Les résultats montrent qu’une composition lubrifiante selon l’invention présente une bonne tenue à l’oxydation.
Exemple 13 : évaluation des propriétés de détergence de la composition lubrifiante CL11
Cette évaluation est identique à celles décrites dans l’exemple 5 et dans l’exemple 10.
Les résultats sont décrits dans le tableau 13.
CL11
Cotation mérite piston (cf exemple 5 8,4
Cotation mérite piston (cf exemple 10) 8,1
Température d’apparition des premiers vernis (°C) (cf exemple 10) 251
Tableau 13
Les résultats montrent que les compositions lubrifiantes selon l’invention présentent des propriétés de détergence améliorées, notamment à haute température.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Utilisation d’une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols pour lubrifier un moteur à gaz.
  2. 2. Utilisation selon la revendication 1 dans laquelle le moteur à gaz est un moteur à gaz stationnaire.
  3. 3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle l’huile de base minérale est choisie parmi une huile de base de groupe II ou une huile de base de groupe III selon la classification API, préférentiellement une huile de base de groupe II selon la classification API.
  4. 4. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la composition lubrifiante comprend au moins 50% en poids, préférentiellement de 50% à 90% en poids, d’huile de base minérale par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
  5. 5. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’ester est choisi parmi les esters de polyols et d’acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant au moins 8 atomes de carbone.
  6. 6. Utilisation selon la revendication 5 dans laquelle l’acide carboxylique est un acide monocarboxylique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié.
  7. 7. Utilisation selon la revendication précédente dans laquelle l’acide carboxylique comprend de 8 à 20 atomes de carbone, préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone.
  8. 8. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le polyol comprend au moins 3 groupements -OH, préférentiellement de 3 à 8 groupements -OH.
  9. 9. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le polyol comprend de 3 à 10 atomes de carbone.
  10. 10. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’ester de polyol comprend un mélange d’au moins un premier ester de polyol et d’acide monocarboxylique selon l’une quelconque des revendications 6 à 9 et d’au moins un second ester de polyol et d’acide monocarboxylique selon l’une quelconque des revendications 6 à 9 et différent du premier ester.
  11. 11. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’ester est obtenu par réaction d’estérification entre un polyol selon la revendication 8 ou 9, au moins un premier acide monocarboxylique selon la revendication 6 ou 7 et au moins un second acide carboxylique choisi parmi les acides dicarboxyliques linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés comprenant au moins 16 atomes de carbone.
  12. 12. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la composition lubrifiante comprend au moins 2% en poids, préférentiellement au moins 5% en poids d’ester de polyol par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
  13. 13. Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la composition lubrifiante comprend en outre du polyisobutylène.
  14. 14. Utilisation d’au moins une huile de base minérale et d’au moins un ester choisi parmi les esters de polyols dans une composition lubrifiante pour lubrifier un moteur à gaz.
  15. 15. Procédé de lubrification d’un moteur à gaz comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base minérale et au moins un ester choisi parmi les esters de polyols.
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