Uso de polímeros peine para reducir el consumo de combustible.

Uso de polímeros peine que comprenden, en la cadena principal, unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros a base de poliolefinas, y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular que se seleccionan del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono,

(met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, en donde el grado molar de ramificación está en el intervalo de 0, 3 a 3, 6% en moles, y el polímero peine comprende un total de al menos 80% en peso, referido al peso de las unidades repetitivas, de unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular seleccionados del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, para reducir el consumo de combustible de vehículos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/054355.

Solicitante: Evonik Oil Additives GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KIRSCHENALLEE 64293 DARMSTADT ALEMANIA.

Inventor/es: MULLER, MICHAEL, DR., SCHNABEL, JURGEN, Stöhr,Torsten Dr, JANSSEN,DIETER, EISENBERG,BORIS, GÖRLITZER,HANS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización... > C08F290/04 (Polímeros previstos en las subclases C08C o C08F)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > C10M143/00 (Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es un hidrocarburo macromolecular o el mismo hidrocarburo modificado por oxidación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes caracterizadas porque el... > C10M145/14 (Acrilato; Metacrilato)

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Fragmento de la descripción:

Uso de polímeros peine para reducir el consumo de combustible La presente invención se refiere al uso de polímeros peine para reducir el consumo de combustible.

La reducción del consumo de combustible de vehículos se está convirtiendo cada vez más importante por múltiples motivos. Junto a muchas mejoras constructivas en los propios vehículos, también se realizan esfuerzos para minimizar la pérdida por agitación causada por los lubricantes, por ejemplo los aceites de motores y de las transmisiones.

Es sabido que formulaciones de aceite de motor de ahorro de combustible se distinguen por buenas propiedades de la VI. De acuerdo con ello, por una parte, deben generarse viscosidades suficientemente elevadas a altas temperaturas para obtener gruesas películas lubricantes que no se desprendan y que conduzcan a una minimización del desgaste. Por otro lado, son deseables viscosidades lo más bajas posible a bajas temperaturas, con el fin de reducir el consumo de combustible minimizando la fricción interna en el aceite de motor. Aceites de motor que presentan una viscosidad relativamente baja a bajas temperaturas, pero que se pueden utilizar a altas temperaturas, se denominan en muchos casos aceites de baja viscosidad.

Como es bien conocido, la formulación de aceites de motor se define por la Norma SAE J300 (SAE = siglas inglesas de Sociedad de Ingenieros Automotrices) . Esta Norma clasifica los aceites de motor en los grados de viscosidad SAE xW-y, con x = 0, 5, 10, 15, 20, 35 e y = 20, 30, 40, 50, 60. Esto tiene lugar a través de la viscosidad CCS (siglas inglesas de simulador de arranque en frío, norma ASTM D5292) , la viscosidad dinámica DV y el límite de fluencia YS en un viscosímetro mini-rotatorio con programa de temperatura 1 (MRV-TP1, norma ASTM D4684) , la viscosidad cinemática KV (norma ASTM D445) así como la viscosidad a alta temperatura y alta cizalla HTHS (norma ASTM D4683, D4741 y D5471) .

Mientras que una estrategia de formulación más reciente para aceites de motor de ahorro de combustible se ha concentrado a una KV40 cinemática baja, es decir, una elevada VI cinemática (véase. K. Hedrich, M. A. Mueller, M. Fischer: "Evaluation of Ashless, Phosphorus Free and Low Sulfur Polymeric Additives that Improve the Performance of Fuel Efficient Engine Oils” en Conference Proceedings of the International Tribology Conference (ITC 2005) en Kobe / Japón) , dirige la estrategia de formulación establecida a una baja viscosidad a alta temperatura y alta cizalla HTHSϑ con ϑ= 70 , 80, 90 ó 100 ºC, es decir, la HTHSϑ y debe ser, en la medida de lo posible, un poco menos alta que la HTHS150 (magnitud objetivo en la formulación de SAE J300) (véase. Toshio Sakurai (comp.) : "Additives for Petroleum-derived Products”, Saiwai Shobou Press, 1986; A. K. Gangopadhyay, J. Sorab, P. A. Willermet, K. Schriewer, K. Fyfe, P. K. S Lai:" Prediction of ASTM Sequence VI y VIA Fuel Economy Based on Laborator y Bench Tests”, SAE Technical Paper Series 961140; N. Nakamura: Idemitsu Technical Review 43 (2000) , 24; y T. Mang, W. Dresel (comps.) : "Lubricants and Lubrication", Wiley-VCH, Weinheim 2001) . Las estrategias de formulación más reciente y la establecida para el ahorro de combustible no son - como se detalla anteriormente - congruentes y su validez no es indiscutible.

Al mismo tiempo, los aceites de motor se definen por su viscosidad después de la cizalla KV100. Aquí, es enteramente deseable para muchos usuarios, después de la cizalla, p. ej. por 30 ciclos de una bomba de Bosch (norma DIN 51382) , estar todavía dentro de la ventana KV100 de SAE J300.

Una clase ampliamente difundida de mejoradores de VI comerciales viene dada por copolímeros de estireno-dieno hidrogenados (HSD – siglas en alemán) . Estos HSD pueden estar presentes tanto en forma de estrella (-BA) n (documento US 4 116 917 de Shell Oil Company) como en forma de copolímeros dibloques A-B y tribloques A-B-A (documentos US 3 772 196 y US 4 788 316 de Shell Oil Company) . En este caso, A representa un bloque de poliisopreno hidrogenado y B representa un núcleo de poliestireno reticulado con divinilbenceno o un bloque a base de poliestireno. La serie Infineum SV de Infineum International Ltd Abington/Reino Unido comprende productos de este tipo. Polímeros estrella típicos vienen dados por Infineum SV 200, 250 y 260. Infineum SV 150 representa un polímero de dibloques. Los productos mencionados están libres de aceites o disolventes de soporte. Especialmente, los polímeros estrella tales como Infineum SV 200 son extremadamente ventajosas con respecto a la acción de espesamiento, índice de viscosidad y estabilidad a la cizalla.

Además de ello, poli ( (met) acrilatos de alquilo) (PAMA – siglas en alemán) también se puede emplear para mejorar el índice de viscosidad (VI) . Así, los documentos EP 0 621 293 y EP 0 699 694 de Röhm GmbH describen polímeros peine ventajosos. Una mejora adicional en el VI se puede lograr de acuerdo con la enseñanza del documento WO 2007/025837 y del documento WO 2007/003238 de RohMax Additives mediante el cumplimiento de los parámetros específicos. Una mejora en el consumo de combustible no se detalla en estas publicaciones.

El documento US 5.565.130 describe asimismo polímeros peine, basados en macromonómeros de copolímeros de olefinas, que pueden utilizarse como aditivos. Sin embargo, no cita grado de ramificación molar alguno. Además, no se describe el uso de polímeros peine para reducir el consumo de combustible en vehículos.

Propiedades ventajosas con respecto a la dispersión de negro de carbono (limpieza del pistón) , la protección frente al desgaste y la modificación del valor de rozamiento en aceites de motor se pueden ajustar en la química de PAMA convencional mediante el injerto de compuestos de N-vinilo (la mayoría de las veces, N-vinilpirrolidona) en polímeros de base de PAMA (documento DE 1 520 696 de Röhm und Haas y documento WO 2006/007934 de RohMax Additives) . VISCOPLEX® 6-950 es un PAMA de este tipo, que se puede obtener comercialmente de RohMax Additives, Darmstadt/Alemania.

Las estrategias detalladas anteriormente conducen ya a una reducción en el consumo de combustible. Sin embargo, existe el deseo permanente de mejorar aún más el consumo de combustible.

A la vista del estado conocido de la técnica, era entonces misión de la presente invención proporcionar un aditivo que conduzca a una reducción en el consumo de combustible. En este caso, esta reducción en el consumo de combustible se puede conseguir en diferentes procedimientos de ensayo que, por lo general, tienen en cuenta un comportamiento de realización diferente. En consecuencia, el aditivo debería conducir a aceites lubricantes con una baja KV40 cinemática, al igual que a una baja viscosidad a alta temperatura y alta cizalla HTHSϑ con ϑ = 70, 80, 90 ó 100 ºC, es decir, la HTHSϑ debe ser, en la medida de lo posible, un poco menos alta que la HTHS150.

Otra misión de la invención consistía en habilitar aditivos que se puedan preparar de una manera sencilla y económica, debiendo emplearse, en particular, componentes comercialmente disponibles. En este caso, la producción debería tener lugar a escala industrial, sin que se requieran para ello instalaciones nuevas o de construcción compleja.

Estos problemas, así como otros problemas no explícitamente mencionados, pero que se pueden derivar o deducir sin más a partir de los contextos discutidos a modo de introducción en esta memoria, se resuelven mediante el uso de polímeros peine, al igual que mediante el uso de una composición de aceite lubricante que contiene un polímero peine con todas las características de las reivindicaciones 1 y 20. Una solución especialmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de polímeros peine que comprenden, en la cadena principal, unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros a base de poliolefinas, y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular que se seleccionan del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, en donde el grado molar de ramificación está en el intervalo de 0, 3 a 3, 6% en moles, y el polímero peine comprende un total de al menos 80% en peso, referido al peso de las unidades repetitivas, de unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular seleccionados del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, para reducir el consumo de combustible de vehículos.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado por que el grado molar de ramificación está en el intervalo de 0, 3 a 1, 1% en moles.

3. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 ó 2 precedentes, caracterizado por que el polímero peine presenta 11 a 26% en peso de unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas.

4. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3 precedentes, caracterizado por que las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas presentan una media numérica del peso molecular en el intervalo de 700 a 10000 g/mol.

5. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4 precedentes, caracterizado por que el polímero peine comprende al menos 90% en peso de unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas y de monómeros de bajo peso molecular seleccionados del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros

6. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5 precedentes, caracterizado por que el índice de polidispersidad Mw/Mn se encuentra en el intervalo de 1 a 5.

7. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6 precedentes, caracterizado por que el grado molar de ramificación del polímero peine está en el intervalo de 0, 4% a 1, 0% en moles.

8. Uso según la reivindicación 7, caracterizado por que el grado molar de ramificación del polímero peine está en el intervalo de 0, 4% a 0, 6% en moles.

9. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8 precedentes, caracterizado por que las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas comprenden grupos que se derivan de monómeros seleccionados del grupo consistente en alquenos C2-C10 y/o alcadienos C4-C10.

10. Uso según la reivindicación 9, caracterizado por que las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas comprenden al menos 80% en peso de grupos que se derivan de monómeros seleccionados del grupo consistente en alquenos C2-C10 y/o alcadienos C4-C10, referido al peso de las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas.

11. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 precedentes, caracterizado por que la temperatura de fusión de las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas es menor que o igual a -10 ºC.

12. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11 precedentes, caracterizado por que no se puede medir temperatura de fusión alguna de las unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas.

13. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 12 precedentes, caracterizado por que el polímero peine presenta unidades repetitivas que se derivan de metacrilato de n-butilo y/o de acrilato de n-butilo.

14. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13 precedentes, caracterizado por que la proporción de unidades repetitivas que se derivan de metacrilato de n-butilo y/o de acrilato de n-butilo asciende al menos a 50% en peso.

15. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 14 precedentes, caracterizado por que el polímero peine presenta unidades repetitivas que se derivan de estireno.

16. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 15 precedentes, caracterizado por que la proporción de unidades repetitivas que se derivan de estireno se encuentra en el intervalo de 5 a 25% en peso.

17. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16 precedentes, caracterizado por que el polímero peine presenta un peso molecular medio ponderal en el intervalo de 100 000 a 500 000 g/mol.

18. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 a 17 precedentes, caracterizado por que el polímero peine presenta unidades repetitivas que se derivan de (met) acrilatos de alquilo con 11-30 átomos de carbono en el radical alquilo.

19. Uso según la reivindicación 18, caracterizado por que la proporción de unidades repetitivas que se derivan de (met) acrilatos de alquilo con 11-30 átomos de carbono en el radical alquilo se encuentra en el intervalo de 1-10% en peso.

20. Uso de una composición de aceite lubricante que contiene 0, 1 a 40% en peso de polímeros peine que comprenden, en la cadena principal, unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros a base de poliolefinas, y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular que se seleccionan del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, en donde el grado molar de ramificación está en el intervalo de 0, 3 a 3, 6% en moles, y el polímero peine comprende un total de al menos 80% en peso, referido al peso de las unidades repetitivas, de unidades repetitivas que se derivan de macromonómeros basados en poliolefinas, y unidades repetitivas que se derivan de monómeros de bajo peso molecular seleccionados del grupo que consiste en monómeros de estireno con 8 a 17 átomos de carbono, (met) acrilatos de alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, ésteres vinílicos con 1 a 11 átomos de carbono en el grupo acilo, éteres de vinilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, fumaratos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, maleatos de (di) alquilo con 1 a 10 átomos de carbono en el grupo alcohol, así como mezclas de estos monómeros, y que comprende al menos un aceite lubricante para reducir el consumo de combustible de vehículos.

21. Uso según la reivindicación 20, caracterizado por que la composición de aceite lubricante comprende aceites base del grupo I, II, III, IV y/o del grupo V API.

22. Uso según al menos una de las reivindicaciones 20 ó 21, caracterizado por que la concentración de los polímeros peine en la composición de aceite lubricante se encuentra en el intervalo de 0, 2 - 20% en peso.

23. Uso según al menos una de las reivindicaciones 20 ó 21, caracterizado por que el PSSI de la composición de aceite lubricante según la norma ASTM D2603 Ref. B es menor que o igual a 35.

24. Uso según al menos una de las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado por que la composición de aceite lubricante comprende al menos un aditivo adicional que no representa polímeros peine algunos conforme a las reivindicaciones 1 a 19.

25. Uso según la reivindicación 24, caracterizado por que el aditivo representa un mejorador del índice de viscosidad, un mejorador del punto de fluidez, un agente dispersante, un detergente, un antiespumante, un inhibidor de la corrosión, un agente antioxidante, un aditivo protector frente al desgaste, un aditivo de presión extrema y/o un modificador del valor de rozamiento.

26. Uso según al menos una de las reivindicaciones 24 ó 25, caracterizado por que el aditivo se basa en un poli ( (met) acrilato de alquilo) lineal con 1 a 30 átomos de carbono en el grupo alcohol.