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WO2014001521A1 - Composition lubrifiante - Google Patents

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WO2014001521A1
WO2014001521A1 PCT/EP2013/063669 EP2013063669W WO2014001521A1 WO 2014001521 A1 WO2014001521 A1 WO 2014001521A1 EP 2013063669 W EP2013063669 W EP 2013063669W WO 2014001521 A1 WO2014001521 A1 WO 2014001521A1
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WO
WIPO (PCT)
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glycerol
ester
lubricating composition
equal
composition according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/063669
Other languages
English (en)
Inventor
Raphaele IOVINE
Carine PIZARD
Philippe Marechal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total Marketing Services SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Marketing Services SA filed Critical Total Marketing Services SA
Priority to EP13732185.7A priority Critical patent/EP2867350A1/fr
Priority to CN201380039952.8A priority patent/CN104508096A/zh
Priority to KR20147036704A priority patent/KR20150040813A/ko
Priority to US14/411,008 priority patent/US9914894B2/en
Priority to JP2015519138A priority patent/JP6370293B2/ja
Priority to IN357DEN2015 priority patent/IN2015DN00357A/en
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    • C10N2040/255—Gasoline engines

Definitions

  • the present invention relates to a lubricating composition
  • a lubricating composition comprising at least two esters of glycerol. This combination of two glycerol esters makes it possible to obtain a lubricating composition having a very low coefficient of friction.
  • the use of this lubricant composition promotes fuel economy. It is particularly useful for lubricating the engines of light vehicles, trucks or ships.
  • the lubricant's behavior in reducing friction has an impact on fuel consumption. It is mainly the quality of the base oils, alone or in combination with viscosity index (VI) improving polymers and friction modifying (MF) additives, that gives the lubricant its "Fuel Eco” (FE) properties. .
  • VI viscosity index
  • MF friction modifying
  • Mo-DTC molybdenum dialkyldithiocarbamate
  • GMO glycerol monooleate
  • esters are obtained from an esterification reaction between a polyol and a cyclic fatty acid comprising from 12 to 28 carbon atoms and / or a branched fatty acid comprising from 12 to 28 carbon atoms.
  • US2008 / 176778 discloses a lubricating composition in the form of an emulsion.
  • This composition comprises in particular a lipophilic compound and an emulsifier.
  • the lipophilic compound may be chosen in particular from caprylate or caprate triglycerides and the emulsifying compound may especially be glycerol monooleate.
  • US5064546 discloses a lubricating composition
  • a base oil and a friction modifier which may be a coconut oil.
  • JP2005082709 discloses a method for reducing friction in engines using a lubricating composition comprising at least one glycerol ester. These esters are obtained from carboxylic acids comprising from 10 to 18 carbon atoms.
  • US2005 / 070450 discloses lubricating compositions comprising a product obtained by transesterification reaction between a glycerol ester and a polyol ester other than glycerol.
  • the present invention therefore relates to lubricant compositions, in particular for engines comprising at least two glycerol esters of different chemical natures.
  • the combination of these two glycerol esters of different chemical natures makes it possible to obtain good performance in terms of friction and in terms of fuel economy.
  • the subject of the present invention is lubricating compositions, especially for an engine, comprising at least two friction-modifying additives that do not contain any sulphated ash, sulfur or phosphorus; these additives totally or partially replacing conventional additives used in this type of application, such as molybdenum dialkyldithiocarbamate or glycerol monooleate.
  • these friction-modifying additives which do not provide any sulphated ash, in combination with each other, allow said lubricant compositions to retain optimum properties in terms of fuel economy (also known as Fuel Eco in English terminology). while having a low or very low rate of sulphated ash, sulfur, phosphorus.
  • the compositions according to the invention are lubricant compositions, in particular for an engine, comprising:
  • the lubricating composition may comprise at least one base oil and at least two esters of glycerol E 1 and E 2 , the glycerol ester E 1 being an ester of glycerol and a carboxylic acid at C 12 to C 26 , the glycerol ester E 2 being an ester of glycerol and a C 4 to C 10 carboxylic acid, said ester Ei is a mixture of glycerol monoesters, glycerol diesters, glycerol triesters and free glycerol and said ester E 2 is a mixture of glycerol monoesters, glycerol diesters, glycerol triesters and free glycerol.
  • the lubricant compositions of the invention make it possible to save fuel during the starting phase of the engine compared to lubricating compositions comprising Mo-DTC.
  • an object of the invention is a lubricating composition
  • a lubricating composition comprising at least one base oil and at least two esters of glycerol E 1 and E 2 , the glycerol ester E 1 being an ester of glycerol and a carboxylic acid in C 12 to C 26 , the glycerol ester E 2 being an ester of glycerol and a carboxylic acid C 4 to C 10 .
  • the glycerol esters E 1 and E 2 are independently selected from monoesters, diesters, glycerol triesters and mixtures thereof.
  • the carboxylic acids of the glycerol esters E 1 and E 2 are saturated or unsaturated carboxylic acids, linear or branched, optionally substituted with hydroxyl groups and / or epoxides.
  • the lubricating composition may further comprise glycerol.
  • the glycerol ester Ei is an ester of glycerol and a carboxylic acid C 14 to C 24 , preferably C 16 to C 22 , more preferably C 18 to C 2 o -
  • the glycerol ester Ei is an ester of glycerol and a C 12 to C 26 carboxylic acid, the hydrocarbon chain of the carboxylic acid comprising at least two unsaturations.
  • the glycerol ester E 2 is an ester of glycerol and a carboxylic acid C 5 to C 9 , preferably C 6 to C 8 , more preferably C 7 .
  • the glycerol ester Ei is chosen from glycerol linoleates and their mixtures, and the ester of glycerol E 2 is chosen from glycerol heptanoates and their mixtures.
  • the sum of the masses of the glycerol esters E 1 and E 2 , and optionally glycerol represents 0.1 to 5% by weight, relative to the total weight of the lubricating composition, preferably from 0.2 to 4%, more preferably 0.5 to 3%, even more preferably 1 to 2%.
  • the mass ratio between the ester (s) of glycerol Ei and the ester (s) of glycerol E 2 is between 10: 1 and 1: 10, preferably between 5: 1 and 1: 5, more preferably between 2: 1 and 1: 2, even more preferably is 1: 1.
  • the lubricating composition may have a sulfated ash content of less than or equal to 0.8%, measured according to ASTM D874, preferably less than or equal to 0.5%.
  • the lubricating composition may have a phosphorus level of less than or equal to 900 ppm measured according to ASTM D5185, preferably less than or equal to 500 ppm.
  • the lubricating composition may have a sulfur content of less than or equal to 0.32%> measured according to ASTM D5185, preferably less than or equal to 0.3%), more preferably less than or equal to at 0.2%>.
  • the lubricating composition may have a kinematic viscosity at 100 ° C. measured according to ASTM D445 of between 3.8 and 41 cSt.
  • the lubricating composition may be free of molybdenum friction modifying additive such as Mo-DTC.
  • the lubricant composition is an anhydrous composition.
  • the lubricating composition is in the form of a homogeneous solution.
  • Another object of the present invention relates to a use of a lubricant composition as defined above to reduce the fuel consumption of light vehicles, trucks or ships.
  • Another subject of the invention relates to an engine oil comprising at least one lubricating composition as defined above.
  • the engine oil may have a grade 5W-30 according to the classification SAEJ300.
  • the motor oil may have a viscosity index greater than or equal to 130, preferably greater than or equal to 150, preferably greater than or equal to 160.
  • Another object of the present invention relates to a hydraulic oil, a transmission oil, a gear oil, a power steering fluid, a damping fluid, a brake fluid comprising at least one lubricating composition as defined above.
  • the transmission oil is a gearbox oil.
  • Another subject of the present invention relates to the use of at least two glycerol esters E 1 and E 2 in a base oil, said ester E 1 being an ester of glycerol and a C 12 to C 26 carboxylic acid. said ester E 2 being an ester of glycerol and a C 4 -C 10 carboxylic acid to reduce the fuel consumption of light vehicles, trucks or ships.
  • Another object of the present invention is a method of lubricating at least one mechanical part of an engine, said method comprising a step in which said mechanical part is brought into contact with at least one lubricating composition as defined above. .
  • Another object of the invention is a method for reducing the fuel consumption of a vehicle, the method comprising a step of contacting a lubricant composition as defined above with at least one mechanical part of the engine of said vehicle.
  • the vehicle is a light vehicle, a truck or a ship.
  • the applicant company has demonstrated that the use of at least two chemically different glycerol esters, one of the esters being obtained from a carboxylic acid of "long chain” and the other being obtained from a “short chain” carboxylic acid makes it possible to formulate lubricating compositions, in particular for engines having very good fuel economy performances.
  • the esters used are esters of glycerol.
  • the first ester Ei is a glycerol ester and a carboxylic acid C 12 to C 26
  • the second ester E 2 is an ester of glycerol and a carboxylic acid C 4 to C 10 .
  • the first ester Ei is an ester of glycerol and a carboxylic acid C 12 to C 26 , preferably C 14 to C 24 , more preferably C 16 to C 22 , even more preferentially
  • the glycerol ester Ei is an ester of glycerol and a carboxylic acid C 12 to C 26 , the hydrocarbon chain of the carboxylic acid comprising at least two unsaturations.
  • the first ester Ei is an ester of glycerol and a fatty acid C 12 to C 26 , preferably C 14 to C 24 , more preferably C 16 to C 22 , even more preferably Cis to C 20 .
  • fatty acid is intended to mean a carboxylic acid comprising from 12 to 16 carbon atoms, preferably from 14 to 24 carbon atoms, more preferably from 16 to 22 carbon atoms, even more preferably from 18 to 20 carbon atoms.
  • the fatty acids used to prepare the glycerol ester Ei are saturated or unsaturated fatty acids, linear or branched, optionally substituted with hydroxyl groups and / or epoxides.
  • the glycerol ester Ei is obtained from raw materials of renewable origin.
  • raw materials of renewable origin is intended to mean raw materials which contain carbon 14 denoted 14 C, unlike raw materials derived from fossil materials.
  • the fatty acids that can be used to form the first glycerol ester Ei are, for example, the following fatty acids, taken alone or as a mixture: lauric acid, myristic acid, pentadecyl acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, acid lignoceric acid, cerotic acid, isopalmitic acid, isomargaric acid, ante-iso-margaric acid, isostearic acid, ante-isostearic acid, hypogeic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, petroselinic acid, gadoleic acid, gondoic acid, acid cetoleic acid, erucic acid, brassic acid, nervonic acid, linoleic acid, hiragonic acid, linolenic acid, ⁇ -linolenic acid, eleostearic acid, parina
  • fatty acids can be found in vegetable oils, fats of animal or vegetable origin, beeswax, almond oil, peanut oil, babassu oil, whalebottom, baobab oil , butter fat, china oil, cocoa butter, camelina oil, carnauba wax, safflower oil, chaulmoogra oil, horse fat, rapeseed oil, coconut oil, cottonseed oil, croton oil oil of herring, illipe butter, jojoba oil, shea butter, lanolin, lignite wax, linseed oil, corn germ oil, menhaden oil, cod liver oil, mustard oil, hazelnut oil, oil nuts, new rapeseed oil, kernel oil, flaxseed oil, goose fat, goose oil, olive oil, olive oil, evening primrose oil, bone fat, palm oil, palm kernel oil , Grape seed oil, Oxtail oil, Shark liver oil, Castor oil, Rice bran oil, Lard, Sardine oil, Sesame oil, Soybean oil, Sper
  • the preferred oils are palm, olive, peanut, rapeseed, sunflower, soybean, corn, safflower, camelina, flax or cotton oils. More preferably, the oils are peanut, rapeseed, sunflower, soybean, corn, safflower, camelina, flax or cotton oils. Even more preferentially, the oils are sunflower, soybean, corn, safflower or cotton oils.
  • the preferred oils comprise a significant amount of linoleic acid, that is to say comprise from 25 to 85% by weight of linoleic acid relative to the total weight of fatty acids of the oils, preferably from 35 to 75%, preferably 45 to 65%>.
  • the glycerol esters Ei according to the invention are advantageously mixtures of glycerol monoesters, glycerol diesters, glycerol triesters and free glycerol.
  • the glycerol esters Ei according to the invention comprise from 0.1 to 15% by weight of free glycerol, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 0.5 to 10%, and even more preferably from 1 to 5%.
  • the glycerol esters Ei according to the invention comprise from 30 to 70% by weight of glycerol monoester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 40 to 60%, even more preferably from 45 to 60% by weight. at 55%.
  • the glycerol esters Ei according to the invention comprise from 20 to 60% by weight of glycerol diester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 30 to 50%, even more preferentially from at 45%.
  • the glycerol esters Ei according to the invention comprise from 1 to 20% by weight of glycerol triester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 2 to 15%, even more preferably from 5 to 10%.
  • the glycerol esters Ei are obtained by esterification of glycerol and fatty acids or by transesterification. These chemical reactions, well known to those skilled in the art, can take place with or without a catalyst, with or without a solvent.
  • the other glycerol ester designated E 2 is an ester between glycerol and a carboxylic acid C 4 to C 10 , preferably C 5 to C 9 , more preferably C 6 to C 8 , more preferably C 7 .
  • short-chain or short-chain carboxylic acid means a carboxylic acid comprising from 4 to 10 carbon atoms, preferably from 5 to 9 carbon atoms, preferably from 6 to 8 carbon atoms. carbon, preferably 7 carbon atoms.
  • the carboxylic acids used to prepare the glycerol ester E 2 are saturated or unsaturated carboxylic acids, linear or branched, optionally substituted by hydroxyl groups and / or epoxides.
  • the glycerol ester E 2 is obtained from raw materials of renewable origin.
  • the carboxylic acids that can be used to form the second glycerol ester E 2 are, for example, carboxylic acids derived from vegetable oils, fatty substances, of animal or vegetable origin, such as butyric acid, valeric acid and caproic acid. , heptyl acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, crotonic acid, isocrotonic acid, sorbic acid, isovaleric acid, alone or as a mixture.
  • the glycerol ester E 2 is obtained from raw materials of fossil origin. We then speak of synthetic carboxylic acids.
  • carboxylic acids such as butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid or decanoic acid, taken alone or as a mixture.
  • the glycerol esters E 2 according to the invention are advantageously mixtures of glycerol monoesters, glycerol diesters, glycerol triesters and free glycerol.
  • the glycerol esters E 2 according to the invention comprise from 0.1 to 20% by weight of free glycerol, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 0.5 to 15%, and even more preferably from 1 to 10%.
  • the glycerol esters E 2 according to the invention comprise from 30 to 70% by weight of glycerol monoester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 40 to 60%, even more preferably from 45 to 55%.
  • the glycerol esters E 2 according to the invention comprise from 20 to 60% by weight of glycerol diester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 30 to 50%, even more preferably from 35 to 45%.
  • the glycerol esters E 2 according to the invention comprise from 1 to 15% by weight of glycerol triester, relative to the total weight of the glycerol esters, more preferably from 2 to 10%, more preferably from 5 to 10% by weight. at 8%.
  • the glycerol esters E 2 are obtained by reacting the C 4 to C 10 carboxylic acids with glycerol. These chemical reactions, well known to those skilled in the art, can take place with or without a catalyst, with or without a solvent.
  • the sum of the mass of the glycerol ester E 1 and the mass of the glycerol ester E 2 , in their monoester, diester and triester forms, as well as any glycerol, represents from 0.1 to 5% by weight, relative to the total weight of the lubricating composition, preferably from 0.2 to 4%, more preferably from 0.5 to 3%, even more preferably from 1 to 2%; %>.
  • the mass ratio between the ester of glycerol Ei and the ester of glycerol E 2 , in their monoester, diester and triester forms, as well as any glycerol present, is between 10: 1 and 1: 10, preferably between 5 : 1 and 1: 5, more preferably between 2: 1 and 1: 2, even more preferably is 1: 1.
  • the lubricating composition according to the invention is a so-called low ash composition (LOW SAPS in English terminology).
  • LOW SAPS low ash rate lubricants specifically formulated in accordance with certain specifications. These specifications developed by the Association of European Automakers (ACEA) require the lubricating compositions of the limit contents in sulphated ash (generated by the presence of metals), sulfur and phosphorus, hence the name “Low SAPS” for "Sulfated Ashes, Phosphorus, Sulfur". In the remainder of the present application, the term “ash” or “sulphated ash” is used interchangeably.
  • sulfur, phosphorus and sulphated ash can damage post-treatment systems installed on vehicles. Ashes are harmful to particulate filters and phosphorus acts as a poison for catalytic systems.
  • the lubricant composition according to the invention has a sulfated ash content of less than or equal to 0.8% by weight, measured according to the international standard ASTM D874, more preferably less than or equal to 0.5% by weight.
  • the lubricant composition according to the invention has a phosphorus content of less than or equal to 900 ppm measured according to the international standard ASTM D5185, more preferably less than or equal to 500 ppm (ppm means parts per million by weight).
  • the lubricant composition according to the invention has a sulfur content of less than 0.32%, measured according to International Standard ASTM D5185, more preferably less than or equal to 0.3%, even more preferably less than or equal to 0.2. %>.
  • the lubricating compositions according to the present invention comprise one or more base oils, generally representing at least 50% by weight of the lubricating compositions, generally greater than 70% and up to 90% or more, relative to the total weight of the compositions. lubricating compositions.
  • the base oil (s) used in the lubricating compositions according to the present invention may be oils of mineral or synthetic origin of groups I to V according to the classes defined in the API classification (American Petroleum Institute (or their equivalents according to the ATIEL classification (Technical Association of the European Lubricants Industry) as summarized below, alone or as a mixture.
  • oils can be oils of vegetable, animal or mineral origin.
  • the mineral base oils according to the invention include all types of bases obtained by atmospheric and vacuum distillation of crude oil, followed by refining operations such as solvent extraction, deasphalting, solvent dewaxing, hydrotreatment, hydrocracking and hydroisomerization, hydrofinishing.
  • the base oils of the lubricating compositions according to the present invention may also be synthetic oils, such as certain esters of carboxylic acids and alcohols, or polyalphaolefins.
  • the polyalphaolefins used as base oils, and which are distinguished from the heavy polyalphaolefins also present in the compositions according to the present invention are for example obtained from monomers having from 4 to 32 atoms. of carbon (e.g. octene, decene), and a viscosity at 100 ° C of 1.5 to 15 cSt measured according to ASTM D445.
  • Their weight average molecular weight is typically between 250 and 3000 g / mol measured according to the international standard ASTM D5296.
  • Mixtures of synthetic and mineral oils can also be used.
  • compositions according to the present invention have a kinematic viscosity at 100 ° C (KV100) of between 3.8 and 41 cSt measured according to the international standard ASTM D445, preferably between 3.8 and 32.5 cSt, even more preferably between 3.8 and 24 cSt.
  • KV100 kinematic viscosity at 100 ° C
  • base oils having a sulfur content of less than 0.3% may be advantageously used, for example Group III mineral oils, and synthetic bases free of sulfur, preferably of Group IV, or their mixture.
  • the lubricating composition according to the present invention can contain at least 70% base oil, typically at least 60% by weight of one or more Group III base oils and at least 10% by weight of one or more several Group IV base oils, based on the total weight of the lubricating composition.
  • the composition according to the invention is a motor oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. (KV100), measured according to the international standard ASTM D445, of between 3.8 cSt and 26.1 cSt, of preferably between 4.1 cSt and 21.9 cSt, preferably between 5.6 cSt and 16.3 cSt.
  • the motor oils according to the invention are of grade 20, 30 and 40 according to classification SAEJ300, preferably of grade 30 or grade 40.
  • the compositions according to the present invention are grade 5W-30. according to the classification SAEJ300 (SAE stands for Society of Automotive Engineers).
  • the engine oils according to the present invention preferably have a viscosity index
  • VI greater than or equal to 130, preferably greater than or equal to 150, preferably greater than or equal to 160.
  • the lubricant composition according to the invention is a transmission oil, preferably a gearbox oil, having a kinematic viscosity at 100 ° C., measured according to ASTM D445, of between 4.1 cSt. and 41 cSt, preferably between 4.1 cSt and 32.5 cSt, preferably between 4.1 cSt and 24 cSt, more preferably between 4.1 cSt and 18.5 cSt.
  • the transmission oils according to the invention are of grade 75W, 80W, 85W, 80, 85 and 90 according to classification SAEJ306.
  • Other additives are of grade 75W, 80W, 85W, 80, 85 and 90 according to classification SAEJ306.
  • the composition according to the invention may comprise, in addition, at least one additive or several additives such as described below.
  • the additive (s) that is added is selected based on the use of the lubricant composition. These additives may be introduced in isolation and / or included in packages of additives used in the formulations of lubricating compositions, in particular for engines.
  • the lubricating compositions according to the invention may contain, in particular and without limitation, anti-wear and extreme pressure additives, antioxidants, detergents, overbased or non-detergents, polymers which improve the viscosity index, pour point improvers, dispersants, defoamers, thickeners ...
  • the anti-wear and extreme pressure additives protect the friction surfaces by forming a protective film adsorbed on these surfaces.
  • anti-wear additives there is a wide variety of anti-wear additives, but the category most commonly used in lubricating compositions, in particular for engines, is that of phospho-sulfur-containing additives such as metal alkylthiophosphates, in particular zinc alkylthiophosphates, and more specifically zinc dialkyldithiophosphates. or ZnDTP.
  • the preferred compounds have the formula Zn ((SP (S) (OR 1 ) (OR 2 )) 2, or R 1 and R 2 are alkyl groups, preferably containing from 1 to 18 carbon atoms.
  • Amine phosphates are also commonly used anti-wear additives. However, the phosphorus provided by these additives acts as poison catalytic systems of automobiles, and they also bring ash. These effects can be minimized by partially substituting non-phosphorus additives, such as, for example, polysulfides, especially sulfur-containing olefins.
  • Lubricant compositions are also usually encountered with nitrogen and sulfur-containing anti-wear and extreme pressure additives, such as, for example, metal dithiocarbamates, in particular molybdenum dithiocarbamate, which are also ash generators.
  • nitrogen and sulfur-containing anti-wear and extreme pressure additives such as, for example, metal dithiocarbamates, in particular molybdenum dithiocarbamate, which are also ash generators.
  • the anti-wear and extreme-pressure additives are present in the lubricant compositions according to the invention at contents of between 0.01 and 6% by weight, preferably between 0.05 and 4%, more preferably between 0.1 and 2%. %, relative to the mass of the lubricating compositions.
  • Friction modifiers may optionally be added in lubricating compositions comprising at least two glycerol esters E 1 and E 2 . These friction modifiers optionally added in the lubricant compositions, in particular for four-stroke engines, may be compounds providing metallic elements or compounds without ash. Solid compounds such as molybdenum sulfide, graphite or polytetrafluoroethylene (PTFE) are also found.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the metal compounds are, for example, transition metal complexes such as Mo, Sb, Sn, Fe, Cu and Zn, the ligands of which may be hydrocarbon compounds containing oxygen, nitrogen, sulfur or phosphorus atoms.
  • the molybdenum-containing compounds may be particularly effective, such as, for example, molybdenum dithiocarbamates or dithiophosphates.
  • the ashless friction modifiers can be, for example, fatty alcohols, fatty acids, esters, fatty amines.
  • friction modifying additives are present at contents of between 0.01 and 5% by weight relative to the total mass of the lubricating composition, preferably 0.1 and 2%.
  • the combination of two glycerol esters E 1 and E 2 make it possible to formulate lubricating compositions which advantageously have, during the engine starting phase, improved friction properties compared with lubricating compositions comprising Mo-DTC.
  • These friction modifiers E 1 and E 2 have the advantage of being additives that do not provide sulphated ash, phosphorus and sulfur.
  • the lubricating composition according to the invention may comprise in addition to glycerol esters E 1 and E 2 , other friction modifiers, but their quantity will be limited.
  • the amount of friction modifiers other than the two glycerol esters E 1 and E 2 is less than or equal to 2% by weight, relative to the total weight of the lubricating composition, more preferably less than or equal to 1% by weight, more preferably less than or equal to 0.5% by weight, more preferably less than or equal to 0.1% by weight.
  • the amount of ash-providing friction modifiers is less than or equal to 2% by weight, based on the total weight of the lubricating composition, more preferably lower or equal to 1% by weight, still more preferably less than or equal to 0.5% by weight, even more preferably less than or equal to
  • the lubricant compositions according to the present invention are free of ash-providing friction modifiers, for example molybdenum friction modifiers, such as MoDTC.
  • Antioxidants delay the degradation of oils in service, which can result in the formation of deposits, the presence of sludge, or an increase in the viscosity of the oil. They act as free radical inhibitors or destroyers of hydroperoxides.
  • antioxidants include antioxidants of phenolic or amine type. Some of these additives, for example phosphosulfides, can be ash generators.
  • Phenolic antioxidants may be ashless, or may be in the form of neutral or basic metal salts. Typically, these are compounds containing a sterically hindered hydroxyl group, for example when two hydroxyl groups are in the ortho or para position relative to each other, or when the phenol is substituted by an alkyl group comprising at least 6 atoms. of carbon.
  • Amino compounds are another class of antioxidants that can be used, possibly in combination with phenolic antioxidants.
  • Typical examples are aromatic amines, of formula R 8 R 9 R 10 N, where R 5 is an aliphatic group, or an optionally substituted aromatic group, R 9 is an optionally substituted aromatic group, Rio is hydrogen, or a group alkyl or aryl, or a group of formula RnS (0) x R 2 wherein Ru and / or R 12 is an alkylene, alkenylene, or aralkylene, and x is an integer equal to 0, 1 or 2.
  • Sulfurized alkyl phenols or their alkali and alkaline earth metal salts are also used as antioxidants.
  • antioxidants are that of copper compounds soaked in oil, for example copper thio- or dithiophosphates, copper and carboxylic acid salts, dithiocarbamates, sulphonates, phenates, acetylacetonates, and the like. copper.
  • the copper salts I and II, succinic acid or anhydride are used.
  • the antioxidants alone or as a mixture, are typically present in the lubricating compositions according to the invention in amounts of between 0.1 and 5% by weight, relative to the total weight of the lubricating compositions.
  • the lubricant compositions according to the present invention may contain all types of antioxidant additives known to those skilled in the art. Ashless antioxidants will be preferred. Detergents reduce the formation of deposits on the surface of metal parts by dissolving secondary oxidation and combustion products. The detergents that can be used in the lubricant compositions according to the present invention are well known to those skilled in the art.
  • the detergents commonly used in the formulation of lubricating compositions are typically anionic compounds having a long lipophilic hydrocarbon chain and a hydrophilic head.
  • the associated cation is typically a metal cation of an alkali metal or alkaline earth metal.
  • the detergents are preferably chosen from alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, sulphonates, salicylates and naphthenates, as well as the salts of phenates.
  • the alkaline and alkaline-earth metals are preferably calcium, magnesium, sodium or barium.
  • metal salts may contain the metal in an approximately stoichiometric amount or in excess (in an amount greater than the stoichiometric amount). In the latter case, we are dealing with so-called overbased detergents.
  • the excess metal providing the overbased detergent character is in the form of oil insoluble metal salts, for example carbonate, hydroxide, oxalate, acetate, glutamate, preferably carbonate.
  • the polymers improving the viscosity index make it possible to guarantee a good cold behavior and a minimum viscosity at high temperature, in particular to formulate multi-grade oils.
  • the introduction of these compounds into the lubricating compositions enables them to reach viscosity index (VI) values giving them good fuel economy properties or fuel savings.
  • the viscosity index (VI) of the lubricant compositions according to the invention is greater than or equal to 130, preferably greater than or equal to 150, and preferably greater than or equal to 160.
  • Examples of these compounds include polymeric esters, copolymer olefins (OCP), homopolymers or copolymers of styrene, butadiene or isoprene, hydrogenated or not, polymethacrylates (PMA).
  • OCP copolymer olefins
  • PMA polymethacrylates
  • the lubricant compositions according to the present invention may contain from about 0.1 to 10% by weight of viscosity index improving polymers, relative to the total weight of the lubricating compositions, preferably from 0.5 to 5%. preferably 1 to 2%.
  • Pour point depressant additives improve the cold behavior of oils by slowing the formation of paraffin crystals. They are, for example, alkyl polymethacrylates, polyacrylates, polyarylamides, polyalkylsphenols, polyalkylnaphthalenes, alkylated polystyrenes, etc.
  • Dispersants such as, for example, succinimides, PIBs (polyisobutene) succinimides, Mannich bases, ensure the suspension and evacuation of insoluble solid contaminants constituted by the secondary oxidation products which are formed when a lubricating composition is in use.
  • the lubricant compositions according to the invention can be used to lubricate the surfaces of parts that are conventionally found in an engine such as the piston, segment, and jacket system. They can also be used to lubricate transmissions such as manual or automatic gearboxes.
  • the lubricant compositions according to the invention can be used in light vehicles, trucks, but also in ships.
  • Another object of the present invention is a method of lubricating at least one mechanical part of an engine, said method comprising a step in which said mechanical part is brought into contact with at least one lubricating composition as defined above. .
  • the mechanical part is chosen from the group formed by the piston system, the segments, the folders.
  • the mechanical part forms a mechanical member such as transmissions, preferably manual gearboxes or automatic gearboxes.
  • Another object of the invention is a method for reducing the fuel consumption of a vehicle, the method comprising a step of contacting a lubricant composition as defined above with at least one mechanical part of the engine of said vehicle.
  • the vehicle is a light vehicle, a truck or a ship.
  • a control lubricant composition T which does not comprise friction modifiers is prepared from: a group III base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C (KV100) equal to 6 cSt (measured according to the international standard ASTM D445),
  • PAO light polyalphaolefin
  • KV100 Group IV base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C (KV100) equal to 6 cSt (measured according to the international standard ASTM D445)
  • a linear ethylene / propylene copolymer (OCP) olefin comprising 50% by weight of ethylene, relative to the weight of the copolymer, having a weight average molecular weight Mw equal to 171,700 g / mol (measured according to the international standard ASTM D5296) and a number average molecular weight Mn equal to 91 120 g / mol (measured according to the international standard ASTM D5296),
  • PPD pour point depressant
  • an additive package comprising weakly and strongly overbased detergents, phenolic and amine antioxidants, a succinimide dispersant, an anti-wear agent based on amine phosphate and zinc dialkyl dithiophosphate (ZnDTP),
  • GMO Glycerol monooleate
  • glycerol linoleate comprising 45% by weight of monoester, relative to the total weight of glycerol linoleate, 40% by weight of diesters, 10% by weight of triesters, 5% by weight of free glycerol.
  • This glycerol linoleate is obtained from a mixture of fatty acids whose linoleic acid represents 75 to 80% by mass of the total mass of fatty acids, the rest being constituted:
  • gadoleic acid (less than 1% of the total mass of fatty acids).
  • This ester is marketed by Stéarinerie Dubois under the name DUB LIG.
  • DUB LIG Stéarinerie Dubois
  • - Glycerol heptanoate comprising 47% by weight of monoester, relative to the total weight of glycerol heptanoate, 36% by weight of diesters, 6% by mass of triesters, 1 1% by weight of free glycerol.
  • This ester is obtained from heptanoic acid.
  • Composition C 7 illustrates a composition comprising Mo-DTC, the treatment rate of which is usually in the commercially available lubricating compositions of 400 ppm by weight of Mo-DTC.
  • the coefficient of friction of the compositions is then measured by a Cameron Plint Frottement laboratory test using a Cameron-Plint TE-77 alternative tribometer.
  • the test bench consists of a plane cylinder tribometer immersed in the oil to be tested. A variable normal force is applied to the heated plane and the resulting frictional force is measured. The conditions of temperature, charge and frequency are varied. The values of the coefficient of friction, taken at different temperatures, loads and frequencies are shown in Table IV as well as the overall average value of these six different phases.
  • composition C 4 has the lowest coefficient of friction of the lubricating compositions T, Ci to C 6 .
  • the C 5 lubricant composition based on the mixture of long chain / short chain glycerol esters has a lower overall coefficient of friction than the T, C 1 to C 3 and C 6 lubricating compositions based on on other compounds also at 1% by weight of active ingredient.
  • compositions C 4 and C 5 make it possible to obtain a lower coefficient of friction than the compositions comprising Mo-DTC (composition C 7 ) during the engine start-up phases (that is to say for temperatures of 100.degree. ° C).
  • the objective of this example is to show the influence of the presence of unsaturations in the C 12 to C 26 carboxylic acid of the ester E 1 according to the invention on the friction properties of the lubricant composition.
  • compositions Cs and C9 are prepared by adding to the control composition of Example 1 the following friction modifiers:
  • Glycerol monooleate marketed by Stéarinerie Dubois under the name DUB OG and obtained from a Cl 8 unsaturated carboxylic acid comprising unsaturation.
  • Glycerol monooleate comprises 32-52% by weight of monoester, relative to the total weight of glycerol monooleate, 30-50% by weight of diesters, 5-20% by mass of triesters, at most 6% by weight of glycerol monooleate. free glycerol mass.
  • glycerol linoleate obtained from a C 18 unsaturated carboxylic acid comprising two unsaturations, its composition is described in Example 1.

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Description

COMPOSITION LUBRIFIANTE
Domaine de l'invention.
La présente invention concerne une composition lubrifiante comprenant au moins deux esters du glycérol. Cette combinaison de deux esters du glycérol permet d'obtenir une composition lubrifiante présentant un très faible coefficient de frottement. L'emploi de cette composition lubrifiante favorise les économies de carburant. Elle est notamment utilisable pour lubrifier les moteurs de véhicules légers, de poids-lourds ou de navires.
Arrière plan technologique de l'invention.
En raison de préoccupations environnementales, on recherche de plus en plus à réduire les émissions polluantes et à réaliser des économies de carburant dans les véhicules. La nature du lubrifiant moteur a une influence sur ces deux phénomènes.
Le comportement du lubrifiant dans la réduction des frottements a un impact sur la consommation de carburant. C'est principalement la qualité des huiles de base, seules ou en combinaison avec des polymères améliorant l'indice de viscosité (VI) et des additifs modificateurs de frottement (MF), qui donne au lubrifiant ses propriétés « Fuel Eco » (FE).
Parmi les modificateurs de frottement classiquement utilisés, on peut citer le dialkyldithiocarbamate de molybdène (ou Mo-DTC) qui est un modificateur de frottement inorganique et le monooléate de glycérol (ou GMO) qui est un modificateur de frottement organique. Le GMO, contrairement au Mo-DTC, est un modificateur de frottement qui présente les avantages de ne pas contenir de cendres, de phosphore ou de soufre et d'être produit à partir de matières premières d'origine renouvelable. Mais ses propriétés de frottement sont moins bonnes que celles du Mo-DTC par exemple.
Il serait donc souhaitable de pouvoir formuler des compositions lubrifiantes avec des modificateurs de frottement obtenus à partir de composés issus de matières premières d'origine renouvelable, ne comportant pas de cendres, présentant des propriétés de frottement améliorées par rapport à des compositions lubrifiantes comprenant du GMO.
Il est connu des documents US2005/075254 et WO2005/030912 d'utiliser un mélange d'esters pour réduire la friction dans les moteurs. Ces esters sont obtenus à partir d'une réaction d'estérif cation entre un polyol et un acide gras cyclique comprenant de 12 à 28 atomes de carbone et/ou un acide gras ramifié comprenant de 12 à 28 atomes de carbone.
Le document US2008/176778 décrit une composition lubrifiante sous forme d'une émulsion. Cette composition comprend notamment un composé lipophile et un émulsionnant. Le composé lipophile peut être choisi notamment parmi des triglycérides de caprylate ou de caprate et le composé émulsionnant peut être notamment du monooléate de glycérol.
Le document US5064546 décrit une composition lubrifiante comprenant une huile de base et un modificateur de friction qui peut être une huile de noix de coco.
Le document JP2005082709 décrit une méthode pour réduire la friction dans les moteurs en utilisant une composition lubrifiante comprenant au moins ester de glycérol. Ces esters sont obtenus à partir d'acides carboxyliques comprenant de 10 à 18 atomes de carbone.
Le document US2005/070450 décrit des compositions lubrifiantes comprenant un produit obtenu par réaction de transestérifîcation entre un ester de glycérol et un ester de polyol différent du glycérol.
La présente invention concerne donc des compositions lubrifiantes notamment pour moteur comprenant aux moins deux esters de glycérol de natures chimiques différentes. La combinaison de ces deux esters de glycérol de natures chimiques différentes permet d'obtenir de bonnes performances en termes de frottement et en termes d'économie de carburant.
Résumé de l'invention.
La présente invention a pour objet des compositions lubrifiantes notamment pour moteur, comprenant au moins deux additifs modificateur de frottement n'apportant aucune cendres sulfatées, soufre ou phosphore ; ces additifs se substituant totalement ou partiellement à des additifs classiques utilisés dans ce type d'application, tels que les dialkyldithiocarbamate de molybdène ou le monooléate de glycérol. De plus, ces additifs modificateurs de frottement n'apportant aucune cendre sulfatée, en combinaison les uns avec les autres, permettent auxdites compositions lubrifiantes de conserver des propriétés optimales en termes d'économie de carburant (aussi appelée Fuel Eco en terminologie anglo- saxonne) tout en ayant un bas ou très bas taux de cendres sulfatées, soufre, phosphore. Les compositions selon l'invention sont des compositions lubrifiantes notamment pour moteur comprenant :
a) au moins une huile de base,
b) au moins un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, désigné Ei,
c) au moins un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10, désigné
E2.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la composition lubrifiante peut comprendre au moins une huile de base et au moins deux esters du glycérol Ei et E2, l'ester de glycérol Ei étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, l'ester de glycérol E2 étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10, ledit ester Ei est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre et ledit ester E2 est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre.
Avantageusement, les compositions lubrifiantes de l'invention permettent de réaliser des économies de carburant lors de la phase de démarrage du moteur par rapport aux compositions lubrifiantes comprenant du Mo-DTC.
Ainsi, un objet de l'invention est une composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base et au moins deux esters du glycérol Ei et E2, l'ester de glycérol Ei étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, l'ester de glycérol E2 étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10.
Dans une variante de l'invention, les esters du glycérol Ei et E2 sont choisis de façon indépendante parmi les monoesters, les diesters, les triesters de glycérol et leurs mélanges.
Dans une variante de l'invention, les acides carboxyliques des esters de glycérol Ei et E2 sont des acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, éventuellement substitués par des groupements hydroxyles et/ou époxydes.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut comprendre en outre du glycérol.
Dans une variante de l'invention, l'ester de glycérol Ei est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C14 à C24, de préférence en C16 à C22, plus préférentiellement en C18 à C2o-
Dans une variante de l'invention, l'ester de glycérol Ei est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, la chaîne hydrocarbonée de l'acide carboxylique comprenant au moins deux insaturations.
Dans une variante de l'invention, l'ester de glycérol E2 est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C5 à C9, de préférence en C6 à C8, plus préférentiellement en C7.
Dans une variante de l'invention, l'ester de glycérol Ei est choisi parmi les linoléates de glycérol et leurs mélanges, et l'ester du glycérol E2 est choisi parmi les heptanoates de glycérol et leurs mélanges.
Dans une variante de l'invention, la somme des masses des esters de glycérol Ei et E2, et éventuellement du glycérol, représente 0, 1 à 5% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, de préférence de 0,2 à 4%, plus préférentiellement de 0,5 à 3%, encore plus préférentiellement de 1 à 2%. Dans une variante de l'invention, le rapport massique entre le ou les ester(s) du glycérol Ei et le ou les ester(s) du glycérol E2 est compris entre 10 : 1 et 1 : 10, de préférence entre 5 : 1 et 1 :5, plus préférentiellement entre 2 : 1 et 1 :2, encore plus préférentiellement est égal à 1 : 1.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut présenter un taux de cendres sulfatées inférieur ou égal à 0,8% mesuré selon la norme ASTM D874, de préférence inférieur ou égal à 0,5%>.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut présenter un taux de phosphore inférieur ou égal à 900 ppm mesuré selon la norme ASTM D5185, de préférence inférieur ou égal à 500 ppm.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut présenter un taux de soufre inférieur ou égal à 0,32%> mesuré selon la norme ASTM D5185, de préférence inférieur ou égal à 0,3%), plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,2%>.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut avoir une viscosité cinématique à 100°C mesurée selon la norme ASTM D445 comprise entre 3,8 et 41 cSt.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante peut être exempte d'additif modificateur de frottement au molybdène tel que le Mo-DTC.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante est une composition anhydre.
Dans une variante de l'invention, la composition lubrifiante se présente sous la forme d'une solution homogène.
Un autre objet de la présente invention concerne une utilisation d'une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus pour réduire la consommation de carburant des véhicules légers, des poids-lourds ou des navires.
Un autre objet de l'invention concerne une huile moteur comprenant au moins une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus.
Dans une variante de l'invention, l'huile moteur peut avoir un grade 5W-30 selon la classification SAEJ300.
Dans une variante de l'invention, l'huile moteur peut avoir un indice de viscosité supérieur ou égal à 130, préférentiellement supérieur ou égal à 150, préférentiellement supérieur ou égal à 160.
Un autre objet de la présente invention concerne une huile hydraulique, une huile pour transmissions, une huile pour engrenages, un fluide de direction assistée, un fluide amortisseur, un liquide de frein comprenant au moins une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus. De préférence, l'huile pour transmissions est une huile pour boîte de vitesse. Un autre objet de la présente invention concerne l'utilisation d'au moins deux esters de glycérol Ei et E2, dans une huile de base, ledit ester Ei étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, ledit ester E2 étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10 pour réduire la consommation de carburant des véhicules légers, des poids-lourds ou des navires.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de lubrification d'au moins une pièce mécanique d'un moteur, ledit procédé comprenant une étape dans laquelle ladite pièce mécanique est mise en contact avec au moins une composition lubrifiante telle que définie ci- dessus.
Un autre objet de l'invention est un procédé pour réduire la consommation de carburant d'un véhicule, le procédé comprenant une étape de mise en contact d'une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus avec au moins une pièce mécanique du moteur dudit véhicule.
Dans un mode de réalisation, le véhicule est un véhicule léger, un poids-lourd ou un navire.
Description détaillée.
Les esters du glycérol
De façon surprenante, la société demanderesse a mis en évidence que l'emploi d'au moins deux esters de glycérol chimiquement différents, l'un des esters étant obtenu à partir d'un acide carboxylique de « longue chaîne » et l'autre étant obtenu à partir d'un acide carboxylique de « courte chaîne » permet de formuler des compositions lubrifiantes notamment pour moteurs ayant de très bonnes performances Fuel Eco.
Les esters utilisés sont des esters du glycérol. Le premier ester Ei est un ester de glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, le second ester E2 est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10.
Le premier ester Ei est un ester de glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, de préférence de C14 à C24, plus préférentiellement en C16 à C22, encore plus préférentiellement
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De préférence, l'ester de glycérol Ei est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, la chaîne hydrocarbonée de l'acide carboxylique comprenant au moins deux insaturations.
Le premier ester Ei est un ester de glycérol et d'un acide gras en C12 à C26, de préférence de C14 à C24, plus préférentiellement en C16 à C22, encore plus préférentiellement en Cis à C20. Par « acide gras » au sens de la présente invention, on entend un acide carboxylique comprenant de 12 à 16 atomes de carbone, de préférence de 14 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 16 à 22 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 18 à 20 atomes de carbone.
Les acides gras employés pour préparer l'ester de glycérol Ei sont des acides gras saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, éventuellement substitués par des groupements hydroxyles et/ou époxydes.
Avantageusement, l'ester de glycérol Ei est obtenu à partir de matières premières d'origine renouvelable.
Par « matières premières d'origine renouvelable », on entend au sens de la présente invention des matières premières qui contiennent du carbone 14 noté 14C, contrairement aux matières premières issues de matières fossiles. Les mesures effectuées par les méthodes décrites dans la norme internationale ASTM D6866-06, notamment par spectrométrie de masse ou par spectrométrie à scintillation liquide, permettent ainsi de distinguer les matières premières issues de matières renouvelables des matières premières d'origine fossile. Ces mesures peuvent être utilisées comme test pour identifier l'origine des matières premières.
Les acides gras utilisables pour former le premier ester de glycérol Ei sont par exemple les acides gras suivants pris seuls ou en mélange : acide laurique, acide myristique, acide pentadécylique, acide palmitique, acide margarique, acide stéarique, acide arachidique, acide béhénique, acide lignocérique, acide cérotique, acide isopalmitique, acide isomargarique, acide ante-iso margarique, acide isostéarique, acide ante-isostéariqueacide, acide hypogéique, acide palmitoléique, acie oléique, acide élaidique, acide vaccénique, acide pétrosélinique, acide gadoléique, acide gondoïque, acide cétoléique, acide érucique, acide brassidique, acide nervonique, acide linoléique, acide hiragonique, acide linolénique, acide γ-linolénique, acide éléostéarique, acide parinarique, acide homo-Y-linolénique, acide arachidonique, acide clupanodonique, acide taririque, acide santalbique ouacide xyménique, acide isanique, acide dihydroxy stéarique, acide phellonique, acide cérébronique, acide ricinoléique, acide lesquerolique, acide hydroxynervonique, acide densipolique, acide kamlonénique, acide licanique, acide vernolique, acide coronarique.
On peut trouver ces différents acides gras dans les huiles végétales, corps gras d'origine animale ou végétale, cires suivants : cire d'abeille, huile d'amande, huile d'arachide, huile de babassu, blanc de baleine, huile de baobab, graisse de beurre, huile de bois de Chine, beurre de cacao, huile de cameline, cire de carnauba, huile de carthame, huile de chaulmoogra, graisse de cheval, huile de colza, huile de coprah, huile de coton, huile de croton, huile de hareng, beurre d'illipé, huile de jojoba, beurre de karité, lanoline, cire de lignite, huile de lin, huile de germes de maïs, huile de menhaden, huile de foie de morue, huile de moutarde, huile de noisette, huile de noix, huile de nouveau colza, huile de noyau, huile d'oeillette, graisse, d'oie, huile d'oïticica, huile d'olive, huile d'onagre, graisse d'os, huile de palme, huile de palmiste, huile de pépins de raisin, huile de pied de bœuf, huile de foie de requin, huile de ricin, huile de son de riz, saindoux, huile de sardine, huile de sésame, huile de soja, spermacéti, suif, huile de tournesol, huile de tall. ..
Les huiles préférées sont les huiles de palme, d'olive, d'arachide, de colza, de tournesol, de soja, de maïs, de carthame, de cameline, de lin ou de coton. Plus préférentiellement les huiles sont les huiles d'arachide, de colza, de tournesol, de soja, de maïs, de carthame, de cameline, de lin ou de coton. Encore plus préférentiellement les huiles sont les huiles de tournesol, de soja, de maïs, de carthame ou de coton. Les huiles préférées comprennent une quantité non négligeable d'acide linoléique, c'est-à-dire comprennent de 25 à 85% en masse d'acide linoléique par rapport à la masse totale d'acides gras des huiles, de préférence de 35 à 75%, préférentiellement de 45 à 65%>.
Les esters de glycérol Ei selon l'invention sont avantageusement des mélanges de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre.
De préférence, les esters de glycérol Ei selon l'invention comprennent de 0,1 à 15%> en masse de glycérol libre, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 0,5 à 10%, encore plus préférentiellement de 1 à 5%.
De préférence, les esters de glycérol Ei selon l'invention comprennent de 30 à 70%> en masse de monoester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 40 à 60%, encore plus préférentiellement de 45 à 55%.
De préférence, les esters de glycérol Ei selon l'invention comprennent de 20 à 60%> en masse de diester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 30 à 50%, encore plus préférentiellement de 35 à 45%.
De préférence, les esters de glycérol Ei selon l'invention comprennent de 1 à 20% en masse de triester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 2 à 15%, encore plus préférentiellement de 5 à 10%.
On obtient les esters de glycérol Ei par estérification de glycérol et d'acides gras ou par transestérifïcation. Ces réactions chimiques, bien connues de l'homme du métier, peuvent avoir lieu avec ou sans catalyseur, avec ou sans solvant. L'autre ester de glycérol désigné E2 est un ester entre du glycérol et un acide carboxylique en C4 à C10, de préférence en C5 à C9, plus préférentiellement en C6 à C8, plus préférentiellement en C7.
Par acide carboxylique « courte chaîne ou à courte chaîne », on entend au sens de la présente invention un acide carboxylique comprenant de 4 à 10 atomes de carbone, de préférence de 5 à 9 atomes de carbone, de préférence de 6 à 8 atomes de carbone, de préférence à 7 atomes de carbone.
Les acides carboxyliques employés pour préparer l'ester de glycérol E2 sont des acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, éventuellement substitués par des groupements hydroxyles et/ou époxydes.
Dans un mode de réalisation, l'ester de glycérol E2 est obtenu à partir de matières premières d'origine renouvelable.
Les acides carboxyliques utilisables pour former le second ester de glycérol E2 sont par exemple des acides carboxyliques issus d'huiles végétales, corps gras, d'origine animale ou végétale tels que l'acide butyrique, l'acide valérique, l'acide caproïque, l'acide heptylique, l'acide caprylique, l'acide pélargonique, l'acide caprique, l'acide crotonique, l'acide iso- crotonique, l'acide sorbique, l'acide isovalérique, pris seuls ou mélange.
Dans un autre mode de réalisation, l'ester de glycérol E2 est obtenu à partir de matière premières d'origine fossile. On parle alors d'acides carboxyliques synthétiques.
On peut aussi utiliser des acides carboxyliques synthétiques tels que l'acide butanoïque, l'acide pentanoïque, l'acide hexanoïque, l'acide heptanoïque, l'acide octanoïque, l'acide nonanoïque, l'acide décanoïque, pris seuls ou mélange.
Les esters de glycérol E2 selon l'invention sont avantageusement des mélanges de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre.
De préférence, les esters de glycérol E2 selon l'invention comprennent de 0,1 à 20% en masse de glycérol libre, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 0,5 à 15%, encore plus préférentiellement de 1 à 10%.
De préférence, les esters de glycérol E2 selon l'invention comprennent de 30 à 70%> en masse de monoester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 40 à 60%, encore plus préférentiellement de 45 à 55%.
De préférence, les esters de glycérol E2 selon l'invention comprennent de 20 à 60%> en masse de diester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 30 à 50%, encore plus préférentiellement de 35 à 45%. De préférence, les esters de glycérol E2 selon l'invention comprennent de 1 à 15% en masse de triester de glycérol, par rapport à la masse totale des esters de glycérol, plus préférentiellement de 2 à 10%, encore plus préférentiellement de 5 à 8%.
On obtient les esters de glycérol E2 en faisant réagir les acides carboxyliques en C4 à Cio avec du glycérol. Ces réactions chimiques, bien connues de l'homme du métiern, peuvent avoir lieu avec ou sans catalyseur, avec ou sans solvant.
Dans la composition selon l'invention, la somme de la masse de l'ester de glycérol Ei et de la masse de l'ester de glycérol E2, sous leurs formes monoester, diester et triester, ainsi que du glycérol éventuellement présent, représente de 0, 1 à 5% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, de préférence de 0,2 à 4%>, plus préférentiellement de 0,5 à 3%>, encore plus préférentiellement de 1 à 2%>.
Le rapport massique entre l'ester du glycérol Ei et l'ester du glycérol E2, sous leurs formes monoester, diester, et triester ainsi que du glycérol éventuellement présent, est compris entre 10 : 1 et 1 : 10, de préférence entre 5 : 1 et 1 :5, plus préférentiellement entre 2 : 1 et 1 :2, encore plus préférentiellement est égal à 1 : 1.
Taux de cendres
De préférence, la composition lubrifiante selon l'invention est une composition dite à bas taux de cendres (LOW SAPS en terminologie anglo-saxonne).
Par le terme « bas taux de cendres » (LOW SAPS), on entend des lubrifiants spécifiquement formulés dans le respect de certaines spécifications. Ces spécifications élaborées par l'Association des Constructeurs Automobiles Européens (ACEA) imposent aux compositions lubrifiantes des teneurs limites en cendres sulfatées (générées par la présence de métaux), en soufre et en phosphore, d'où l'appellation « Low SAPS » pour « Sulfated Ashes, Phosphorus, Sulfur ». Dans la suite de la présente demande, on utilise indifféremment le terme « cendres » ou « cendres sulfatées ».
En effet le soufre, le phosphore et les cendres sulfatées peuvent endommager les systèmes de post traitements installés sur les véhicules. Les cendres sont néfastes pour les filtres à particules et le phosphore agit comme poison des systèmes catalytiques.
De préférence, la composition lubrifiante selon l'invention a un taux de cendres sulfatées inférieur ou égal à 0,8% en poids mesuré selon la norme internationale ASTM D874, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,5%> en poids. De préférence, la composition lubrifiante selon l'invention a un taux de phosphore inférieur ou égal à 900 ppm mesuré selon la norme internationale ASTM D5185, plus préférentiellement inférieur ou égal à 500 ppm (ppm signifie partie par million en masse). De préférence, la composition lubrifiante selon l'invention a un taux de soufre inférieur à 0,32% mesuré selon la norme internationale ASTM D5185, plus préférentiellement inférieur ou égale à 0,3%, encore plus préférentiellement inférieur ou égale à 0,2%>.
Huiles de base
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention comprennent une ou plusieurs huiles de base, représentant généralement au moins 50 % en masse des compositions lubrifiantes, généralement supérieur à 70 % et pouvant aller jusqu'à 90 % et plus, par rapport à la masse totale des compositions lubrifiantes.
La ou les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent être des huiles d'origine minérale ou synthétique des groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (American Petroleum Institute (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL (Association Technique de l'Industrie Européenne des Lubrifiants) telles que résumées ci-dessous, seules ou en mélange.
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Ces huiles peuvent être des huiles d'origine végétale, animale, ou minérale. Les huiles de base minérales selon l'invention incluent tous types de bases obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d'opérations de raffinage telles qu'extraction au solvant, désasphaltage, déparaffïnage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage et hydroisomérisation, hydrofînition.
Les huiles de bases des compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent également être des huiles synthétiques, tels certains esters d'acides carboxyliques et d'alcools, ou des polyalphaoléfïnes. Les polyalphaoléfïnes utilisées comme huiles de base, et qui se distinguent des polyalphaoléfïnes lourdes également présentes dans les compositions selon la présente invention, sont par exemple obtenues à partir de monomères ayant de 4 à 32 atomes de carbone (par exemple octène, décène), et une viscosité à 100°C comprise entre 1,5 et 15 cSt mesurée selon la norme internationale ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne en poids est typiquement comprise entre 250 et 3000 g/mol mesurée selon la norme internationale ASTM D5296.
Des mélanges d'huiles synthétiques et minérales peuvent également être employés.
De préférence, les compositions selon la présente invention ont une viscosité cinématique à 100°C (KV100) comprise entre 3,8 et 41 cSt mesurée selon la norme internationale ASTM D445, de préférence entre 3,8 et 32,5 cSt, encore plus préférentiellement entre 3,8 et 24 cSt.
De préférence, on pourra avantageusement utiliser des huiles de base ayant une teneur en soufre inférieure à 0,3 % par exemples des huiles minérales de groupe III, et des bases synthétiques exemptes de soufre, préférentiellement de groupe IV, ou leur mélange.
Ainsi, la composition lubrifiante selon la présente invention peut contenir au moins 70% d'huile de base, typiquement au moins 60 % en masse d'une ou plusieurs huiles de base de groupe III et au moins 10 % en masse d'une ou plusieurs huiles de base de groupe IV, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
Dans un mode de réalisation préférée, la composition selon l'invention est une huile moteur ayant une viscosité cinématique à 100°C (KV100), mesurée selon la norme internationale ASTM D445, comprise entre 3,8 cSt et 26,1 cSt, de préférence entre 4,1 cSt et 21,9 cSt, de manière préférée entre 5,6 cSt et 16,3 cSt. Les huiles moteur selon l'invention sont de grade 20, 30 et 40 selon la classification SAEJ300, de préférence de grade 30 ou de grade 40. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les compositions selon la présente invention sont de grade 5W-30 selon la classification SAEJ300 (SAE signifie Society of Automotive Engineers).
Les huiles moteur selon la présente invention ont de préférence un indice de viscosité
VI supérieur ou égal à 130, préférentiellement supérieur ou égal à 150, préférentiellement supérieur ou égal à 160.
Dans un autre mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l'invention est une huile pour transmissions, de préférence une huile pour boite de vitesse, ayant une viscosité cinématique à 100°C mesurée selon la norme ASTM D445, comprise entre 4,1 cSt et 41 cSt, de préférence entre 4,1 cSt et 32,5 cSt, de préférence entre 4,1 cSt et 24 cSt, de manière préférée entre 4,1 cSt et 18,5 cSt. Les huiles pour transmissions selon l'invention sont de grade 75W, 80W, 85W, 80, 85 et 90 selon la classification SAEJ306. Autres additifs
La composition selon l'invention peut comprendre, en outre, au moins un additif ou plusieurs additifs tel(s) que décrit(s) ci-dessous. Le ou les additifs qui sont ajoutés sont choisis en fonction de l'utilisation de la composition lubrifiante. Ces additifs peuvent être introduits isolément et/ou inclus dans des paquets d'additifs utilisés dans les formulations des compositions lubrifiantes notamment pour moteurs.
Ainsi, les compositions lubrifiantes selon l'invention peuvent contenir notamment et non limitativement des additifs anti-usure et extrême pression, des antioxydants, des détergents surbasés ou non, des polymères améliorant l'indice de viscosité, des améliorants de point d'écoulement, des dispersants, des anti-mousse, des épaississants...
Les additifs anti-usure et 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, mais la catégorie la plus utilisée dans les compositions lubrifiantes notamment pour moteur est celle des additifs phospho soufrés 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)(ORi)(OR2))2 , ou Ri et R2 sont des groupements alkyl , comportant préférentiellement de 1 à 18 atomes de carbone.
Les phosphates d'amines sont également des additifs anti-usure employés couramment. Toutefois, le phosphore apporté par ces additifs agit comme poison des systèmes catalytiques des automobiles, et ils apportent également des cendres. On peut minimiser ces effets en substituant partiellement des additifs n'apportant pas de phosphore, tels que, par exemple, les polysulfures, notamment les oléfmes soufrées.
On rencontre également usuellement dans les compositions lubrifiantes des additifs anti-usure et extrême pression de type azotés et soufrés, tels que par exemples les dithiocarbamates métalliques, en particulier le dithiocarbamate de molybdène, également générateurs de cendres.
Les additifs anti-usure et extrême-pression sont présents dans les compositions lubrifiantes selon l'invention à des teneurs comprises entre 0,01 et 6% en masse, préférentiellement entre 0,05 et 4%, plus préférentiellement entre 0,1 et 2%, par rapport à la masse des compositions lubrifiantes.
Des modificateurs de frottement peuvent optionnellement être ajoutés dans les compositions lubrifiantes comprenant au moins deux esters de glycérol Ei et E2. Ces modificateurs de frottement optionnellement ajoutés dans les compositions lubrifiantes notamment pour moteur quatre temps peuvent être des composés apportant des éléments métalliques ou bien des composés sans cendres. On trouve également des composés solides tels que le sulfure de molybdène, le graphite ou le polytétrafluoroéthylène (PTFE).
Les composés métalliques sont par exemple des complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn, dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés contenant des atomes d'oxygène, azote, soufre ou phosphore. En particulier, les composés contenant du molybdène peuvent être particulièrement efficaces, comme par exemple les dithiocarbamates ou dithiophosphates de molybdène.
Les modificateurs de frottement sans cendres peuvent être par exemple des alcools gras, acides gras, esters, aminés grasses.
Ces additifs modificateurs de frottement, optionnellement ajoutés, sont présents à des teneurs comprises entre 0,01 et 5 % en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, préférentiellement 0,1 et 2%. La combinaison de deux esters de glycérol Ei et E2 permettent de formuler des compositions lubrifiantes qui ont, avantageusement lors de la phase de démarrage du moteur, des propriétés de frottement améliorées par rapport aux compositions lubrifiantes comprenant du Mo-DTC. Ces modificateurs de frottement Ei et E2 ont l'avantage d'être des additifs qui n'apportent pas de cendres sulfatées, phosphore et soufre.
Dans un mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l'invention peut comprendre en plus des esters de glycérol Ei et E2, d'autres modificateurs de frottement, mais leur quantité sera limitée.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la quantité de modificateurs de frottement autres que les deux esters de glycérol Ei et E2 est inférieure ou égale à 2% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1% en masse, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,5% en masse, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,1% en masse.
De préférence, la quantité de modificateurs de frottement apportant des cendres, tels que les modificateurs de frottement au molybdène, comme le MoDTC, est inférieure ou égale à 2% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1% en masse, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,5%> en masse, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à
0,1%) en masse. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les compositions lubrifiantes selon la présente invention sont exemptes de modificateurs de frottement apportant des cendres, par exemple les modificateurs de frottement au molybdène, tels que le MoDTC.
Les antioxydants retardent la dégradation des huiles en service, dégradation qui peut se traduire par la formation de dépôts, la présence de boues, ou une augmentation de la viscosité de l'huile. Ils agissent comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d'hydropéroxydes. Parmi les antioxydants couramment employés on trouve les antioxydants de type phénolique ou aminé. Certains de ces additifs, par exemple les phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres.
Les antioxydants phénoliques peuvent être sans cendres, ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Typiquement, ce sont des composés contenant un groupement hydroxyle stériquement encombré, par exemple lorsque deux groupements hydroxyles sont en position ortho ou para l'un par rapport à l'autre, ou que le phénol est substitué par un groupe alkyl comportant au moins 6 atomes de carbone.
Les composés aminés sont une autre classe d' antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les antioxydants phénoliques. Des exemples typiques sont les aminés aromatiques, de formule R8R9R10N, où Rs est un groupement aliphatique, ou un groupement aromatique éventuellement substitué, R9 est un groupement aromatique éventuellement substitué, Rio est l'hydrogène, ou un groupement alkyl ou aryl, ou un groupement de formule RnS(0)xRi2, où Ru et/ou R12 est un groupe alkylène, alkenylène, ou aralkylène, et x est un nombre entier égal à 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulphurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino terreux sont également utilisés comme antioxydants.
Une autre classe d' antioxydants est celle des composés cuivrés so lubies dans l'huile, par exemples les thio- ou dithiophosphates 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, d'acide ou d'anhydride succiniques sont utilisés.
Les antioxydants, seuls ou en mélange, sont typiquement présents dans les compositions lubrifiantes selon l'invention dans des quantités comprises entre 0,1 et 5 % en masse, par rapport à la masse totale des compositions lubrifiantes.
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent contenir tous types d'additifs antioxydants connus de l'homme du métier. Les antioxydants sans cendres seront préférés. Les détergents réduisent la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d'oxydation et de combustion. Les détergents utilisables dans les compositions lubrifiantes selon la présente invention sont bien connus de l'homme de métier.
Les détergents communément utilisés dans la formulation de compositions lubrifiantes sont typiquement des composés anioniques comportant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé est typiquement un cation métallique d'un métal alcalin ou alcalino -terreux.
Les détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou alcalino -terreux d'acides carboxyliques, sulfonates, salicylates, 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 peuvent contenir le métal en quantité approximativement stoechiométrique ou bien en excès (en quantité supérieure à la quantité stoechiométrique). Dans ce dernier cas, on a affaire à des détergents dits surbasés.
Le métal en excès apportant le caractère surbasé au détergent se présente sous la forme de sels métalliques insolubles dans l'huile, par exemple carbonate, hydroxyde, oxalate, acétate, glutamate, préférentiellement carbonate.
Les polymères améliorant l'indice de viscosité permettent de garantir une bonne tenue à froid et une viscosité minimale à haute température, pour formuler notamment des huiles multigrades. L'introduction de ces composés dans les compositions lubrifiantes leur permet d'atteindre des valeurs d'indice de viscosité (VI) leur conférant de bonnes propriétés Fuel Eco ou d'économies de carburant.
Ainsi, de préférence, l'indice de viscosité (VI) des compositions lubrifiantes selon l'invention, mesuré selon la norme internationale ASTM D2270 est supérieur ou égal à 130, préférentiellement supérieur ou égal à 150, préférentiellement supérieur ou égal à 160.
On peut citer par exemple parmi ces composés les esters polymères, les oléfmes copolymères (OCP), les homopolymères ou copolymères du styrène, du butadiène ou de l'isoprène, hydrogénés ou non, les polyméthacrylates (PMA).
Les compositions lubrifiantes selon la présente invention peuvent contenir de l'ordre de 0,1 à 10 % en masse de polymères améliorant l'indice de viscosité, par rapport à la masse totale des compositions lubrifiantes, de préférence de 0,5 à 5%, préférentiellement de 1 à 2%. Les additifs abaisseurs de point d'écoulement améliorent le comportement à froid des huiles, en ralentissant la formation de cristaux de paraffine. Ce sont par exemple des polyméthacrylates d'alkyle, des polyacrylates, des polyarylamides, des polyalkylsphénols, des polyalkylnaphtalènes, des polystyrènes alkylés....
Les dispersants, comme par exemples des succinimides, des PIB (polyisobutène) succinimides, des Bases de Mannich, assurent le maintien en suspension et l'évacuation des contaminants solides insolubles constitués par les produits secondaires d'oxydation qui se forment lorsqu'une composition lubrifiante est en service.
Les surfaces
Les compositions lubrifiantes selon l'invention sont utilisables pour lubrifier les surfaces des pièces que l'on trouve classiquement dans un moteur telles que le système pistons, segments, chemises. Elles sont aussi utilisables pour lubrifier les transmissions telles que les boîtes de vitesse manuelles ou automatiques. On peut utiliser les compositions lubrifiantes selon l'invention dans les véhicules légers, les poids-lourds mais aussi dans les navires.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de lubrification d'au moins une pièce mécanique d'un moteur, ledit procédé comprenant une étape dans laquelle ladite pièce mécanique est mise en contact avec au moins une composition lubrifiante telle que définie ci- dessus.
Dans un mode de réalisation, la pièce mécanique est choisie parmi le groupe formé par le système pistons, les segments, les chemises.
Dans un autre mode de réalisation, la pièce mécanique forme un organe mécanique tel que les transmissions, de préférence les boîtes de vitesse manuelles ou boîtes de vitesses automatiques.
Un autre objet de l'invention est un procédé pour réduire la consommation de carburant d'un véhicule, le procédé comprenant une étape de mise en contact d'une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus avec au moins une pièce mécanique du moteur dudit véhicule.
Dans un mode de réalisation, le véhicule est un véhicule léger, un poids-lourd ou un navire.
Exemple 1
On prépare une composition lubrifiante témoin T ne comprenant pas de modificateurs de frottement à partir de : - une huile de base de groupe III ayant une viscosité cinématique à 100°C (KV100) égal à 6 cSt (mesurée selon la norme internationale ASTM D445),
- une huile de base de groupe III ayant une viscosité cinématique à 100°C (KV100) égal à 4 cSt (mesurée selon la norme internationale ASTM D445),
- une polyalphaoléfine (PAO) légère, huile de base de groupe IV ayant une viscosité cinématique à 100°C (KV100) égal à 6 cSt (mesurée selon la norme internationale ASTM D445),
- une oléfîne copolymère (OCP) éthylène/propylène, linéaire comprenant 50% en masse d'éthylène, par rapport à la masse du copolymère, ayant une masse moléculaire moyenne en poids Mw égale à 171 700 g/mol (mesurée selon la norme internationale ASTM D5296) et une masse moléculaire moyenne en nombre Mn égale à 91 120 g/mol (mesurée selon la norme internationale ASTM D5296),
- une PAO lourde ayant une viscosité cinématique à 100°C (KV100) égal à 1000 cSt (mesurée selon la norme internationale ASTM D445),
- un abaisseur de point d'écoulement ou PPD (Pour Point Depressant) qui est un polyméthacrylate,
- un paquet d'additifs comprenant des détergents faiblement et fortement surbasés, des antioxydants phénoliques et aminés, un dispersant de type succinimide, un anti-usure à base de phosphate d' aminé et de zinc dialkyl dithiophosphate (ZnDTP),
Les pourcentages massiques des différents constituants sont donnés dans le Tableau I ci-dessous, ainsi que les propriétés de cette composition lubrifiante témoin.
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D5185
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D5185
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D874
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D2896
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D445
(6) mesurée selon la norme internationale ASTM D445 Tableau I
Figure imgf000019_0001
On ajoute à cette composition différents modificateurs de frottement :
- Monooléate de glycérol (GMO) commercialisé par la Stéarinerie Dubois sous le nom de DUB OG.
- Linoléate de glycérol comprenant 45% en masse de monoester, par rapport à la masse totale de linoléate de glycérol, 40%> en masse de diesters, 10%> en masse de triesters, 5% en masse de glycérol libre. Ce linoléate de glycérol est obtenu à partir d'un mélange d'acides gras dont l'acide linoléique représentant 75 à 80%> en masse de la masse totale des acides gras, le reste étant constitué :
• d'acide myristique (moins de 1% de la masse totale des acides gras),
• d'acide palmitique (5 à 8% de la masse totale des acides gras),
• d'acide stéarique (2 à 3% de la masse totale des acides gras),
• d'acide oléique (11 à 15% de la masse totale des acides gras),
• d'acide linolénique (moins de 2% de la masse totale des acides gras),
• d'acide arachidique (moins de 1% de la masse totale des acides gras) et
• d'acide gadoléique (moins de 1% de la masse totale des acides gras).
Cet ester est commercialisé par la Stéarinerie Dubois sous le nom de DUB LIG. - Heptanoate de glycérol, comprenant 47% en masse de monoester, par rapport à la masse totale d'heptanoate de glycérol, 36% en masse de diesters, 6%> en masse de triesters, 1 1%> en masse de glycérol libre. Cet ester est obtenu à partir d'acide heptanoïque.
- un ester de pentaérythritol, tel que décrit dans la demande WO2010064220 ayant les caractéristiques suivantes : ni = 73,2%, n2 = 26,8%, KV100 = 4,657 cSt, KV40 = 18,50 cSt, d'indice de viscosité = 183.
- du dithiocarbamate de molybdène commercialisé sous le nom de Sakura-lube 525 par la société Adeka.
La composition C7 illustre une composition comprenant du Mo-DTC, dont le taux de traitement est habituellement dans les compositions lubrifiantes disponibles sur le marché de 400 ppm en masse de Mo-DTC.
Les pourcentages massiques des compositions résultantes sont donnés dans le Tableau II ci-dessous.
Tableau II
Figure imgf000020_0002
Les caractéristiques physico-chimiques des compositions résultantes sont données dans le Tableau III ci-dessous.
Tableau III
Figure imgf000020_0001
' mesurée selon la norme internationale ASTM D5185
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D5185
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D874
^ mesurée selon la norme internationale ASTM D445
(6) mesurée selon la norme internationale ASTM D445
On mesure ensuite le coefficient de frottement des compositions par un essai laboratoire Cameron Plint Frottement à l'aide d'un tribomètre alternatif de type Cameron-Plint TE-77. Le banc d'essai est constitué d'un tribomètre cylindre plan immergé dans l'huile à tester. On applique sur le plan chauffé un effort normal variable et on mesure l'effort de frottement résultant. On fait varier les conditions de température, de charge et de fréquence. Les valeurs du coefficient de frottement, prises à différentes températures, charges et fréquences sont indiquées dans le Tableau IV ainsi que la valeur moyenne globale de ces six différentes phases.
Tableau IV
Figure imgf000022_0001
On constate que l'ajout de 1% de GMO permet de diminuer le coefficient de frottement moyen global (sur l'ensemble des 6 phases) de la composition lubrifiante.
De même pour l'ajout de 1% de linoléate de glycérol ou de 1% d'heptanoate de glycérol. A 2% de matière active, la composition C4 présente le plus faible coefficient de frottement des compositions lubrifiantes T, Ci à C6.
A 1% en masse de matière active, la composition lubrifiante C5 basée sur le mélange d'esters de glycérol chaîne longue/chaîne courte possède un plus faible coefficient de frottement global que les compositions lubrifiantes T, Ci à C3 et C6 basée sur d'autres composés aussi à 1% en masse de matière active.
Les compositions C4 et C5 permettent d'obtenir un plus faible coefficient de frottement que les compositions comprenant du Mo-DTC (composition C7) lors des phases de démarrage du moteur (c'est-à-dire pour des températures de 100°C).
Exemple 2
L'objectif de cet exemple est de montrer l'influence de la présence d' insaturations dans l'acide carboxylique en C12 à C26 de l'ester Ei selon l'invention sur les propriétés de frottement de la composition lubrifiante.
Pour cela, on prépare les compositions Cs et C9 en ajoutant à la composition témoin de l'exemple 1 les modificateurs de friction suivants:
- monoisostéarate de glycérol commercialisé par la Stéarinerie Dubois sous le nom DUB ISG et obtenu à partir d'un acide carboxilique saturé en Cl 8,
- monooléate de glycérol commercialisé par la Stéarinerie Dubois sous le nom DUB OG et obtenu à partir d'un acide carboxylique insaturé en Cl 8 comprenant une insaturation. Le monooléate de glycérol comprend 32-52% en masse de monoester, par rapport à la masse totale de monooléate de glycérol, 30-50% en masse de diesters, 5-20%) en masse de triesters, au plus 6%> en masse de glycérol libre.
- linoléate de glycérol obtenu à partir d'un acide carboxylique insaturé en C 18 comprenant deux insaturations, sa composition est décrite dans l'exemple 1.
- heptanoate de glycérol : sa composition est décrite dans l'exemple 1.
Les pourcentages massiques des compositions résultantes sont donnés dans le Tableau V ci-dessous. Tableau V
Figure imgf000024_0001
On mesure ensuite le coefficient de frottement des compositions par un essai laboratoire Cameron Plint Frottement à l'aide d'un tribomètre alternatif de type Cameron-Plint TE-77 dans les conditions décrites dans l'exemple 1. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau VI
Tableau VI
Figure imgf000024_0002
Les résultats montrent que le choix d'un acide carboxylique en C12 à C26 insaturé comprenant au moins deux insaturations pour former l'ester Ei selon l'invention permet une diminution encore plus significative du coefficient de frottement moyen global, par rapport à un acide carboxylique en C 12 à C26 saturé ou un acide carboxylique en C 12 à C26 insaturé comprenant une seule insaturation.

Claims

Revendications
1. Composition lubrifiante comprenant au moins une huile de base et au moins deux esters du glycérol Ei et E2, l'ester de glycérol Ei étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, l'ester de glycérol E2 étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10, ledit ester Ei est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre et ledit ester E2 est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre.
2. Composition lubrifiante selon la revendication 1 dans laquelle les acides carboxyliques des esters de glycérol Ei et E2 sont des acides carboxyliques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, éventuellement substitués par des groupements hydroxyles et/ou époxydes.
3. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 dans laquelle l'ester de glycérol Ei est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C14 à C24, de préférence en C16 à C22, plus préférentiellement en C18 à C2o-
4. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle l'ester de glycérol E2 est un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C5 à C9, de préférence en C6 à C8, plus préférentiellement en C7.
5. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle l'ester de glycérol Ei est choisi parmi les linoléates de glycérol et leurs mélanges, et l'ester du glycérol E2 est choisi parmi les heptanoates de glycérol et leurs mélanges.
6. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la somme des masses des esters de glycérol Ei et E2, représente 0,1 à 5% en masse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante de préférence de 0,2 à 4%, plus préférentiellement de 0,5 à 3%, encore plus préférentiellement de 1 à 2%.
7. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans laquelle le rapport massique entre le ou les ester(s) du glycérol Ei et le ou les ester(s) du glycérol E2 est compris entre 10 : 1 et 1 : 10, de préférence entre 5 : 1 et 1 :5, plus préférentiellement entre 2 : 1 et 1 :2, encore plus préférentiellement est égal à 1 : 1.
8. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 présentant un taux de cendres sulfatées inférieur ou égal à 0,8% mesuré selon la norme ASTM D874, de préférence inférieur ou égal à 0,5%.
9. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 présentant un taux de phosphore inférieur ou égal à 900 ppm mesuré selon la norme ASTM D5185, de préférence inférieur ou égal à 500 ppm.
10. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 présentant un taux de soufre inférieur ou égal à 0,32% mesuré selon la norme ASTM D5185, de préférence inférieur ou égal à 0,3%>, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,2%>.
1 1. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ayant une viscosité cinématique à 100°C mesurée selon la norme ASTM D445 comprise entre 3,8 et 41 cSt.
12. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 exempte d'additif modificateur de frottement au molybdène tel que le Mo-DTC.
13. Utilisation d'une composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 pour réduire la consommation de carburant des véhicules légers, des poids-lourds ou des navires.
14. Huile moteur comprenant au moins une composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
15. Huile moteur selon la revendication 13 ayant un grade 5W-30 selon la classification SAEJ300.
16. Huile moteur selon la revendication 14 ou 15 ayant un indice de viscosité supérieur ou égal à 130, préférentiellement supérieur ou égal à 150, préférentiellement supérieur ou égal à 160.
17. Huile hydraulique, huile pour transmissions, huile pour engrenages, fluide de direction assistée, fluide amortisseur, liquide de frein comprenant au moins une composition lubrifiante selon l'une des revendications 1 à 12.
18. Utilisation d'au moins deux esters de glycérol Ei et E2, dans une huile de base, ledit ester Ei étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C12 à C26, ledit ester E2 étant un ester du glycérol et d'un acide carboxylique en C4 à C10 pour réduire la consommation de carburant des véhicules légers, des poids-lourds ou des navires, ledit ester Ei est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre et ledit ester E2 est un mélange de monoesters de glycérol, de diesters de glycérol, de triesters de glycérol et de glycérol libre.
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