Mejoradores del índice de viscosidad para composiciones de aceites lubricantes.

Polímeros adecuados para su uso como un mejorador del índice de viscosidad para composiciones de aceites lubricantes, los cuales incluyen polímeros lineales hidrogenados caracterizados por la fórmula:

D'-PA-D'';

y polímeros en estrella hidrogenados caracterizados por la fórmula:

(D'-PA-D'')n-X;

en la que D' representa un bloque derivado de dieno; PA representa un bloque derivado de monoalquenil-areno; D'' representa un bloque derivado de dieno; n representa el número medio de brazos por polímero en estrella formado por la reacción de 2 o más moles de un agente de acoplamiento de polialquileno por mol de brazos; y X representa un núcleo de un agente de acoplamiento de polialquenilo; en la que al menos uno de los bloques de dieno D' y D'' es un copolímero de bloque derivado de monómero de dieno mixto, en la que de 65% en peso a 95% en peso de las unidades monómeras incorporadas proceden de isopreno y de 5% en peso a 35% en peso de las unidades monómeras incorporadas proceden de butadieno, y en la que al menos el 80% en peso del butadieno está incorporado en una configuración 1,4-; y en la que D' tiene un peso molecular medio numérico de 10.000 a 120.000 daltons; PA tiene un peso molecular medio numérico de 10.000 a 50.000 daltons; y D'' tiene un peso molecular medio numérico de 5.000 a 60.000 daltons.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12198581.

Solicitante: INFINEUM INTERNATIONAL LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: P.O. BOX 1, MILTON HILL ABINGDON, OXFORDSHIRE OX13 6BB REINO UNIDO.

Inventor/es: BRIGGS,STUART, OBEROI,SONIA, NOLES,JOE JNR, WATTS,RAYMOND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Modificación química por tratamiento posterior... > C08F8/04 (Reducción, p. ej. hidrogenación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > TRATAMIENTO O MODIFICACION QUIMICA DE LOS CAUCHOS > Modificación química del caucho > C08C19/02 (Hidrogenación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > C10M157/00 (Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es una mezcla de al menos dos compuestos macromoleculares cubiertos por más de uno de los grupos principales C10M 143/00 - C10M 155/00, siendo cada uno de estos compuestos un compuesto esencial)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L15/00 (Composiciones de derivados del caucho (C08L 11/00, C08L 13/00 tienen prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes caracterizadas por criterios... > C10M171/04 (Peso molecular o reparto del peso molecular particular)

PDF original: ES-2546074_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mejoradores del índice de viscosidad para composiciones de aceites lubricantes Campo de la invención La invención está dirigida a polímeros adecuados para su uso como mejoradores del índice de viscosidad para composiciones de aceite lubricante que incluyen composiciones de aceites lubricantes para coches de pasajeros y motores diésel de trabajo pesado así como motores diésel marinos y fluidos funcionales, tales como fluidos de transmisión automática, y composiciones de aceites lubricantes y fluidos funcionales que contienen dichos polímeros. Más específicamente, la presente invención está dirigida a ciertos polímeros de tribloque lineales que tienen un estructura específica y polímeros en estrella que tienen múltiples brazos de tribloque que tienen una estructura específica, acoplada a un núcleo central, los cuales tienen excelente estabilidad a la cizalladura y eficiencia de espesamiento y proporcionan además composiciones de aceites lubricantes que incorporan dichos polímeros con los beneficios de ahorro de combustible.

Antecedentes de la invención Los aceites lubricantes para su uso en aceites de motores para el cárter contienen componentes que se usan para mejorar el rendimiento viscosímétrico del aceite de motor, es decir, para proporcionar aceites mutigrado tales como aceites multigrado SAE OW-XX, 5W-XX y 10W-XX, en los que XX es 20, 30 o 40. Estos mejoradores del rendimiento de la viscosidad, comúnmente denominados mejorados del índice de viscosidad (VII) , o modificadores de la viscosidad (VM) incluyen copolímeros de olefinas, polimetacrilatos, copolímeros en estrella y de bloque de estireno/dieno hidrogenado y polímeros en estrella de isopreno hidrogenado.

Los copolímeros de olefina (o OCP) que se usan como mejoradores del índice de viscosidad comprenden convencionalmente copolímeros de etileno, propileno y opcionalmente un dieno y proporcionan un buen efecto de espesamiento en aceites a alta temperatura (eficiencia de espesamiento o TE) . Ciertos polímeros en estrella proporcionan también excelente eficiencia de espesamiento y, debido a su estructura molecular, se sabe que son más duraderos en su uso comparado con los OCP; estando esta durabilidad expresada en términos de un número de índice de estabilidad a la cizalladura o SSI. Los mejoradores del tipo VI con polímeros en estrella se encuentran comercialmente disponibles y se ha hecho un gran esfuerzo de investigación para desarrollar polímeros en estrella que proporcionen el equilibrio óptimo de estabilidad a la cizalladura, buena solubilidad y acabado, eficiencia de espesamiento y propiedades de temperatura en frío.

En la Patente de EE.UU. Nº 4.116.917 se presentan ejemplos de ciertos polímeros en estrella que comprenden brazos estrechos de poli (butadienos/isopreno) hidrogenado que contienen aproximadamente 44, 3 % en peso de polímero derivado de butadieno. Puesto que el butadieno reacciona inicialmente más rápidamente que el isopreno cuando se inicia la polimerización aniónica con butil-litio secundario (el procedimiento descrito en la patente) se forma primero un bloque de polibutadieno. A medida que la concentración de butadieno disminuye durante la polimerización, el isopreno se empieza a añadir al polímero viviente de manera que, cuando se completa la reacción de polimerización, la cadena está constituida de un bloque de polibutadieno, un segmento estrecho que contiene producto de adición tanto de butadieno como de isopreno, y un bloque de poliisopreno que da lugar a cadenas de polímero estrecho viviente que, cuando se acoplan con divinilbenceno, producen un polímero en estrella que tiene un bloque de polibutadieno colocado distal del núcleo acoplado con divinilbenceno. Estos polímeros en estrella se describieron como que tenían excelente eficiencia de espesamiento y estabilidad a la cizalladura, pero se encontró que tenían menos propiedades óptimas a bajas temperaturas.

Para proporcionar una mejora en la eficiencia de espesamiento, mientras se mantiene el rendimiento a baja temperatura, la Patente de EE.UU: Nº 5.460.739 sugiere polímeros en estrella que comprenden brazos de copolímeros de tribloque de poliisopreno hidrogenado/polibutadieno/poliisopreno. El bloque de polibutadieno hidrogenado proporciona un mayor contenido de etileno, lo cual mejora la eficiencia de espesamiento. La patente sugiere que, se podrían minimizar el efecto adverso en las propiedades a bajas temperaturas colocando el bloque de polibutadieno hidrogenado más próximo al núcleo. Se encontró que dichos polímeros proporcionaban propiedades a bajas temperaturas mejoradas con respecto a los polímeros de brazos estrechos de la Patente de EE.UU. Nº 4.116.917. Sin embargo, cuando dichos polímeros se proporcionaban con un bloque de polibutadieno hidrogenado de un tamaño suficiente para proporcionar un beneficio en la eficiencia de espesamiento, permanecía un perjuicio en el rendimiento a baja temperatura, con respecto a los polímeros de poliisopreno puro.

La Patente de EE.UU. Nº 5.458.791 describe mejoradores VI de polímeros en estrella que tienen brazos de copolímeros de tribloque que tienen un bloque de poliestireno colocado entre dos bloques de poliisopreno hidrogenado, en los que el bloque de poliisopreno hidrogenado colocado próximo al núcleo del polímero en estrella es más pequeño que el bloque de poliisopreno hidrogenado colocado distal del núcleo. Se describen estos polímeros como polímeros que tienen excelentes eficiencia de espesamiento y propiedades a bajas temperaturas mejoradas

La Patente de EE.UU. Nº 5.460.736 describe polímeros en estrella con brazos de copolímero de tribloque que tienen un bloque de polibutadieno colocado entre los bloques de poliisopreno, los cuales se describen como polímeros que tienen excelentes propiedades a baja temperatura.

La Patente de EE.UU. Nº 6.034.042 describe polímeros en estrella que tienen brazos de copolímero de tetrabloque de poliisopreno hidrogenado-polibutadieno-poliisopreno junto con poliestireno. Estos polímeros se describen como polímeros que tienen propiedades de acabado mejoradas.

La Patente de EE.UU. Nº 7.163.913 describe polímeros en estrella que tienen brazos de dibloque que incluyen un bloque procedente de monoalquenil-areno (por ejemplo, estireno) y un bloque que es un polímero aleatorio hidrogenado de isopreno y butadieno, en el que al menos el 70% en peso del butadieno está incorporado en el polímero en una configuración 1, 4-y la relación en peso de producto de adición de isopreno a producto de adición de butadieno es de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 70:30. Dichos polímeros se describen como que tienen propiedades a bajas temperatura mejoradas comparados con los polímeros que tienen un bloque de poliisopreno puro.

El ahorro de combustible (FE) ha llegado a ser una clave principal en la industria global del aceite debido a la subida de precios del combustible y a las nuevas regulaciones de emisiones. Hay muchos factores que influyen en el ahorro de combustible, desde el diseño hardware de motores hasta componentes individuales usados en aceites para motores. Con respecto a los polímeros mejoradores del índice de viscosidad, el aumento de dicho índice de viscosidad del polímero es uno de los pocos factores que influyen en el ahorro de combustible. El índice de viscosidad, o VI, es un número empírico que depende de la viscosidad cinemática de un material, medida a 40ºC y 100ºC, y se calcula según la norma ASTM D2270. Una VI más alta indica un cambio de disminución en la viscosidad con la temperatura y se relaciona con un rendimiento de ahorro de combustible mejorado; específicamente, un mejorador del índice de viscosidad VI más alto tendrá una viscosidad cinemática más baja a 40ºC, lo que da lugar a menores pérdidas de fricción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Polímeros adecuados para su uso como un mejorador del índice de viscosidad para composiciones de aceites lubricantes, los cuales incluyen polímeros lineales hidrogenados caracterizados por la fórmula:

D’-PA-D’’;

y polímeros en estrella hidrogenados caracterizados por la fórmula:

(D’-PA-D’’) n-X;

en la que D’ representa un bloque derivado de dieno; PA representa un bloque derivado de monoalquenil-areno; D’’ representa un bloque derivado de dieno; n representa el número medio de brazos por polímero en estrella formado por la reacción de 2 o más moles de un agente de acoplamiento de polialquileno por mol de brazos; y X representa un núcleo de un agente de acoplamiento de polialquenilo; en la que al menos uno de los bloques de dieno D’ y D’’ es un copolímero de bloque derivado de monómero de dieno mixto, en la que de 65% en peso a 95% en peso de las unidades monómeras incorporadas proceden de isopreno y de 5% en peso a 35% en peso de las unidades monómeras incorporadas proceden de butadieno, y en la que al menos el 80% en peso del butadieno está incorporado en una configuración 1, 4-; y en la que D’ tiene un peso molecular medio numérico de 10.000 a 120.000 daltons; PA tiene un peso molecular medio numérico de 10.000 a 50.000 daltons; y D’’ tiene un peso molecular medio numérico de 5.000 a 60.000 daltons.

2. Los polímeros según la reivindicación 1, en los que D’ tiene un peso molecular medio numérico de 20.000 a 60.000 daltons.

3. Los polímeros, según las reivindicaciones 1 o 2, en los que PA tiene un peso molecular medio numérico de 12.000 a 35.000 daltons.

4. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que D’’ tiene un peso molecular medio numérico de 10.000 a 30.000 daltons.

5. Los polímeros, según la reivindicación 1, en los que D’ tiene un peso molecular medio numérico de 20.000 a

60.000 daltons; D’’ tiene un peso molecular medio numérico de 8.000 a 30.000 daltons; y PA tiene un peso molecular medio numérico de 12.000 a 35.000 daltons.

6. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que la relación entre el peso molecular medio numérico de D’ y el peso molecular medio numérico de D’’ es al menos 1, 4:1.

7. Los polímeros, según la reivindicación 6, en los que la relación entre el peso molecular medio numérico de D’ y el peso molecular medio numérico de D’’ es al menos 2, 0:1.

8. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que la relación entre el peso molecular medio numérico de PA y el peso molecular medio numérico de D’’ es al menos 0, 75:1.

9. Los polímeros, según la reivindicación 8, en los que la relación entre el peso molecular medio numérico de PA y el peso molecular medio numérico de D’’ es al menos 1, 0:1.

10. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que para el polímero en estrella n es, en valor medio, de 4 a 25.

11. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que el polímero en estrella tiene un peso molecular medio numérico total de 100.000 daltons a 1.000.000 daltons.

12. Los polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en los que el polímero lineal tiene un peso molecular medio numérico total de 40.000 daltons a 1.000.000 daltons.

13. Una composición de aceite lubricante que comprende una cantidad principal de aceite de viscosidad de lubricación y polímeros de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en una cantidad de 0, 1 a 2, 5 % en peso de ingrediente activo en la composición de aceite lubricante efectiva para modificar el índice de viscosidad de la composición de aceite lubricante.

14. El uso de polímeros, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, como un aditivo en una cantidad efectiva de 0, 1 a 2, 5% en peso de ingrediente activo en una composición de aceite lubricante que comprende una cantidad principal de aceite de viscosidad de lubricación para modificar la viscosidad de la composición de aceite lubricante.

15. Un concentrado que comprende de 3% en peso a 25% en peso del polímero en estrella mencionado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.