FLUIDO FUNCIONAL PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES QUE COMPRENDE UREA.

Utilización de un agente reductor para limitar o suprimir la oxidación por los óxidos de nitrógeno,

el ácido nítrico y el ácido nitroso en un fluido funcional de un vehículo automóvil que comprende, como fluido de base, al menos un polialquilenglicol y/o un éter de polialquilenglicol

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01403164.

Solicitante: RENAULT S.A.S..

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 13-15 QUAI ALPHONSE LE GALLO 92100 BOULOGNE BILLANCOURT FRANCIA.

Inventor/es: DAVIAS, NATHALIE, WOYDT,MATHIAS.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Diciembre de 2001.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C10M125/20 QUIMICA; METALURGIA.C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10M COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la perforación de pozos C09K 8/02 ); UTILIZACION DE SUSTANCIAS, YA SEA SOLAS, O COMO INGREDIENTES LUBRICANTES EN UNA COMPOSICION LUBRICANTE (agentes de desmoldeo, es decir, de separación, para metales B22C 3/00, para materias plásticas o para sustancias en estado plástico, en general B29C 33/56, para el vidrio C03B 40/02; lubricantes para textiles D06M 11/00, D06M 13/00, D06M 15/00; aceites de inmersión para microscopia G02B 21/33). › C10M 125/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque el aditivo es un material mineral. › Compuestos que contienen nitrógeno.
  • C10M169/04 C10M […] › C10M 169/00 Composiciones lubricantes caracterizadas porque contienen como constituyentes una mezcla de al menos dos tipos de ingredientes, cubiertos por los grupos precedentes, escogidos entre materiales de base, espesantes o aditivos, siendo cada uno de estos compuestos un compuesto esencial. › Mezclas de materiales de base y de aditivos.

Clasificación PCT:

  • C10M125/20 C10M 125/00 […] › Compuestos que contienen nitrógeno.
  • C10M169/04 C10M 169/00 […] › Mezclas de materiales de base y de aditivos.

Clasificación antigua:

  • C10M169/04 C10M 169/00 […] › Mezclas de materiales de base y de aditivos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

El objeto del presente invento se define en la redacción de la reivindicación independiente 1. Las reivindicaciones dependientes 2 a 5 se refieren a características optativas del invento.

El invento se refiere a fluidos funcionales para vehículos automóviles y más en concreto a fluidos funcionales que permiten una lubricación duradera de los motores. 5

Cada vehículo automóvil contiene actualmente una variedad de fluidos que desempeñan diferentes funciones como los aceites lubricantes de motor y/o de engranajes, los aceites hidráulicos como los aceites para dirección asistida, el líquido de frenos o el fluido del amortiguador y el líquido de refrigeración.

Todos estos fluidos presentan una inestabilidad térmica y oxidativa durante su uso. Esta 10 inestabilidad entraña una modificación de sus propiedades físicas y químicas. Los fluidos ya no desempeñan su función de manera satisfactoria, lo que puede ser el origen de graves disfunciones mecánicas del vehículo. Estos fluidos deben entonces ser retirados y puestos en descarga, lo que plantea problemas de tipo financiero y medioambiental.

Entre estos fluidos funcionales, el más problemático es sin duda el lubricante de motor. Los 15 cambios frecuentes de estos aceites de motor degradados, en la actualidad mayoritariamente a base de aceites minerales o sintéticos, poco o nada biodegradables y tóxicos, son el origen de una contaminación no despreciable ligada al almacenaje y al no control del reciclado de estos aceites.

Se ha propuesto utilizar fluidos de base no tóxicos y rápidamente biodegradables como los polialquilenglicoles (llamados PAG posteriormente en el texto), obtenidos en especial a partir de óxido de 20 etileno y de óxido de propileno (documentos DE-P-196 47 554 C1 y FR 2792 326). El documento GB-348642 se refiere a mejoras de los fluidos lubricantes y para usos hidráulicos.

Ahora bien, se observa que el fenómeno de degradación térmica y oxidativa de los lubricantes que comprenden PAG como fluidos de base es particularmente importante.

En efecto, se ha observado, utilizando PAG como fluidos de base en lubricantes de motor, la 25 formación de depósitos y/o de incrustaciones alrededor de piezas como los segmentos rascadores y/o los resaltes interiores de los pistones.

Los motores de combustión interna actuales producen en especial óxidos de nitrógeno NOx. Estos óxidos de nitrógeno que se forman durante la combustión se pueden disolver en la película lubricante PAG que existe sobre la camisa. En efecto, el PAG contiene por naturaleza o atrae una cierta 30 cantidad de agua, que puede aumentar durante el funcionamiento del motor. De esta manera, los ácidos de nitrógeno, formados por disolución de los óxidos de nitrógeno, oxidan el etilenglicol y el propilenglicol de los PAG para formar ácido oxálico y después, en una etapa posterior, ácidos dicarboxílicos como el ácido maleico o malónico.

El ácido oxálico es un ácido cristalino que se deposita sobre las partes del motor cuya 35 temperatura es inferior a su temperatura de descomposición (del orden de 189ºC) y las obstruye.

Por otro lado, la presencia de ácido maleico, malónico y oxálico estimula una reacción de esterificación con los polialquilenglicoles (dioles). Las cadenas de polialquilenglicol contienen grupos hidroxilos terminales que son susceptibles de reaccionar por esterificación con un ácido dicarboxílico formando agua y poliésteres. La formación de poliésteres se manifiesta por una pérdida volátil del aceite 40 lubricante de base y un aumento del índice de ácido total y de la viscosidad del fluido lubricante degradando así las cualidades de este último.

Hasta ahora, con el fin de limitar tanto como se pueda la oxidación en los fluidos funcionales, se han utilizado como aditivos agentes antioxidantes tales como los fenoles y las aminas (véanse los documentos US 4 701 273 y DE 28 06 133). Sin embargo estos productos no son siempre satisfactorios ni 45 desde el punto de vista de su eficacia ni desde el punto de vista de su toxicidad o de su biodegradabilidad.

Existe por tanto una necesidad de limitar más o de manera más eficaz estos fenómenos de oxidación en los fluidos funcionales, aumentados en especial con el uso de PAG como aceite de base, con el fin de garantizar una estabilidad térmica y oxidativa de estos fluidos.

Existe también una necesidad de proporcionar un fluido funcional de vehículo automóvil que permita una lubricación duradera del motor. 5

Además, parece cada vez más ineludible el tener que proporcionar un fluido funcional de vehículo automóvil que solucione también los problemas relacionados con la ecotoxicidad y el reciclaje de los fluidos funcionales y en especial de los lubricantes de motor.

De forma sorprendente, la demandante ha descubierto ahora que era posible superar los problemas ligados a la estabilidad térmica y oxidativa en los fluidos funcionales introduciendo en estos un 10 agente reductor. Cuando el fluido es un lubricante de motor, la adición de este aditivo reductor permite garantizar una lubricación del motor a largo plazo.

El uso de agentes reductores presentes directamente en el fluido funcional se demuestra particularmente eficaz para garantizar la estabilidad térmica y oxidativa de los fluidos lubricantes que comprenden polialquilenglicoles como fluidos de base. 15

Se entiende por agente o aditivo reductor un compuesto capaz de reducir los óxidos de nitrógeno emitidos durante la combustión, los ácidos nítricos y nitrosos presentes en el motor en las condiciones de funcionamiento normal de este último.

Por otro lado, el uso de tales agentes reductores presenta la ventaja adicional, cuando el fluido lubricante que los contiene alcanza la cámara de combustión, de reducir en la fuente los óxidos de 20 nitrógeno emitidos por la combustión o por las guías de válvulas, para disminuir la concentración de estos óxidos nocivos en los gases de escape.

El invento tiene por objeto la utilización de un agente reductor para disminuir, limitar y/o suprimir la oxidación en los fluidos funcionales de vehículos automóviles.

De acuerdo con una aplicación ventajosa del invento, el fluido funcional comprende, como fluido 25 de base, al menos un polialquilenglicol y/o un éter de polialquilenglicol tal como los descritos en las solicitudes de patente EP 0570 121 y EP 0 355 977. Más en concreto, el fluido funcional puede ser un lubricante para motor.

De acuerdo con una aplicación preferente del invento, se prefiere utilizar la urea como agente reductor. 30

En efecto, se ha comprobado que el uso de urea como agente reductor daba excelentes resultados, en especial en la disminución de la oxidación de los fluidos lubricantes que comprenden polialquilenglicoles como fluidos de base.

Otra ventaja de la urea es su solubilidad en los PAG.

Además, el uso de urea en fluidos con base de polialquilenglicol contribuye, debido a su 35 biodegradabilidad y a su baja toxicidad (DL50 de aproximadamente 8500 mg/kg, administración por vía oral a ratas), a los esfuerzos en materia de ecotoxicidad que han llevado a la utilización de polialquilenglicoles como fluidos de base.

Aunque se puede aplicar de forma general a todo tipo de fluidos funcionales para vehículos automóviles, el invento se describirá más en concreto en el marco de un fluido lubricante de motor y más 40 en concreto de un fluido lubricante de motor que utiliza polialquilenglicoles como fluido de base.

Los polialquilenglicoles utilizados como fluido de base para la fabricación de fluidos funcionales y más en concreto de lubricantes de motor, son generalmente copolímeros estadísticos que contienen de 30 a 90% en peso de unidad derivados de óxido de etileno y de 10 a 10% en peso de unidad derivados de óxidos de propileno, teniendo una masa molecular media en peso comprendida entre 300 y 1200. 45

De acuerdo con el presente invento, se le añade al fluido lubricante un agente reductor capaz de reducir los óxidos de nitrógeno emitidos durante la combustión, y el ácido nitroso y el ácido nítrico disueltos en el fluido lubricante en condiciones normales de funcionamiento del motor.

La acción reductora del aditivo permite así paliar la reacción de oxidación de los PAG por los ácidos nítricos y nitrosos que conduce a la formación...

 


Reivindicaciones:

1. Utilización de un agente reductor para limitar o suprimir la oxidación por los óxidos de nitrógeno, el ácido nítrico y el ácido nitroso en un fluido funcional de un vehículo automóvil que comprende, como fluido de base, al menos un polialquilenglicol y/o un éter de polialquilenglicol. 5

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el fluido de base es un copolímero de óxido de etileno (OE) y de óxido de propileno (OP) con una relación en peso OE/OP comprendida entre 30/70 y 90/10 y que tiene una masa molecular media en peso entre 300 y 1200.

3. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente reductor es la urea. 10

4. Utilización de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la cantidad de urea está comprendida entre 0,01 y 5% en peso con respecto al peso total de fluido funcional, y preferentemente entre 0,5 y 2% en peso con respecto al peso total de fluido funcional.

5. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el fluido funcional es un lubricante de motor. 15


 

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