Copolímeros de dibloques lineales como aditivos anti-desgaste para lubricantes de cárter de motores de combustión interna.

Una composición de aceite lubricante para el cárter de motores de combustión interna,

que tiene una concentración de fósforo, expresada como átomos de fósforo, no mayor que 0,09 % en masa, basada en la masa de la composición de aceite, comprendiendo dicha composición, o siendo preparada dicha composición mezclando: (A) un aceite de viscosidad lubricante, en una cantidad principal;

(B) un sistema detergente metálico, como un aditivo en una cantidad secundaria, que comprende una o más sales metálicas de ácidos carboxílicos aromáticos, constituyendo dichas sales de ácidos carboxílicos aromáticos la totalidad del sistema detergente metálico; y

(C) un mejorador del índice de viscosidad que es un copolímero dibloque lineal que comprende al menos un bloque derivable de al menos 85 % en peso de un monómero hidrocarbonado vinil-aromático y al menos un bloque derivable de al menos 85 % en peso de un monómero diénico proporcionado en una cantidad de 0,01 a 20 % en masa de la composición de aceite lubricante.

Copolímeros de dibloques lineales como aditivos anti-desgaste para lubricantes de cárter de motores de combustión interna.

Esta invención se refiere a composiciones de aceites lubricantes (o lubricantes) de cárter para motores de combustión interna, más especialmente a composiciones adecuadas para uso en motores de pistón, especialmente para lubricación de motores de pistón de gasolina (de encendido por chispa) y diesel (de encendido por compresión) ; y al uso de aditivos en dichas composiciones para reducir el desgaste.

Un lubricante de cárter es un aceite usado para lubricación general en un motor de combustión interna en donde un colector de aceite está situado generalmente debajo del cigüeñal del motor y al cual retorna el aceite circulante. Es muy conocida la inclusión de aditivos en lubricantes de cárter para varios fines.

Para mejorar la durabilidad de los catalizadores de tratamiento de los gases de escape ha habido la necesidad y/o el requisito de reducir el nivel de fósforo en los lubricantes de cárter. Sin embargo, las reducciones en la cantidad de aditivos de lubricantes que contienen fósforo pueden causar un mayor desgaste en el motor.

También es conocido proporcionar detergentes metálicos a base de salicilatos como aditivos en lubricantes de cárter.

Desde hace muchos años se han usado ampliamente mejoradores del índice de viscosidad. Por ejemplo, la patente de EE.UU. nº 3.772.196 describía una composición de aceite lubricante de un nivel de fósforo normal que comprendía un copolímero dibloque en combinación con un depresor específico del punto de congelación (también llamado punto de vertido) en un material base de lubricante que tenía un índice de viscosidad de al menos 85. La patente de EE.UU. nº 3.763.044 se refiere a copolímeros dibloque específicos para uso como mejoradores del índice de viscosidad para aceites minerales, que son particularmente eficaces a temperaturas elevadas. La patente de EE.UU. nº 6.083.888 describe un mejorador del índice de viscosidad dispersante que comprende un copolímero dibloque lineal o un copolímero radial o en forma de estrella que facilita el uso de niveles significativamente inferiores de dispersantes exentos de cenizas en una composición de aceite lubricante. La patente europea nº 1433800 describe un copolímero dibloque como dispersante en una composición de aceite lubricante.

La solicitud de patente europea EP-A-1338643 (en lo sucesivo abreviadamente documento 643) describe lubricantes de cárter que contienen salicilato de calcio o magnesio sobre-alcalinizados y que tienen menos de 50 ppm de fósforo. El documento 643 describe ensayos en un ejemplo de dicho lubricante, que contiene salicilato de calcio y que no tiene fósforo, para medir el desgaste medio de las levas, y se informa que está dentro de los límites de ensayo para el motor ILSAC GF-3.

Un problema en relación con los lubricantes del documento 643 es que las formulaciones descritas pueden exhibir un defectuoso desgaste de levas y taqués. El desgaste de levas + taqués es uno de los parámetros del ensayo Sequence IIIG, que es un ensayo de nivel SM en la categoría API o nivel GF-4 en la categoría ILSAC llevado a cabo en condiciones de alta temperatura y que simula el servicio a alta velocidad durante condiciones de temperatura ambiente relativamente altas.

La presente invención, sorprendentemente, y como se ha puesto de manifiesto por los datos presentados en esta memoria, supera el problema empleando formulaciones que contienen mejoradores específicos del índice de viscosidad.

En un primer aspecto, la invención proporciona una composición de aceite lubricante de cárter para motores de combustión interna como la definida en la reivindicación 1.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un método de lubricar un motor de combustión interna de encendido por chispa o de encendido por compresión, comprendiendo dicho método suministrar al motor una composición de aceite lubricante de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

En un tercer aspecto, la invención proporciona el uso de un mejorador del índice de viscosidad como se ha definido en el primer aspecto de la invención, para mejorar el desgaste de levas y taqués en la lubricación del cárter de un motor de combustión interna por una composición de aceite lubricante que tiene una concentración de fósforo, expresada como átomos de fósforo, no mayor que 0, 08 % en masa basada en la masa de la composición de aceite lubricante.

Una composición de aceite lubricante de acuerdo con la presente invención puede tener un contenido de fósforo al menos mayor que 0, 005, preferiblemente al menos 0, 01, y no mayor que 0, 08 % en masa, basado en la masa de la composición de aceite.

Una composición de aceite lubricante de acuerdo con la presente invención puede tener un índice de basicidad total (abreviadamente TBN por la expresión inglesa total base number) entre 2 y 9, preferiblemente entre 4 y 8.

Preferiblemente, la composición de aceite lubricante de la invención es una composición de aceite de baja viscosidad, tal como una composición de aceite multigrado que satisface las características SAE OW-X o SAE 5W -X, en donde X representa, por ejemplo, uno cualquiera de 20, 30 y 40.

En la presente memoria, las siguientes palabras y expresiones, siempre y cuando se usen, tendrán los significados descritos a continuación:

"ingrediente activo " o " (i.a.) " se refiere al material aditivo que no es ni diluyente ni disolvente;

"que comprende" o cualquier palabra equivalente especifica la presencia de características, etapas o números enteros o componentes establecidos, pero no impide la presencia o adición de una o más de otras características, etapas, números enteros, componentes o sus grupos; las expresiones "consiste en" o "consiste esencialmente en' o su equivalentes pueden estar comprendidas dentro "comprende" o sus equivalente, en donde "consiste esencialmente en' permite la inclusión de sustancias que materialmente no afectan a las características de la composición a la cual se aplica;

"cantidad principal" significa más de 50 % en masa de una composición;

"cantidad secundaria" significa menos de 50 % en masa de una composición;

"TBN" significa índice de basicidad total tal como se mide por ASTM D2896.

Además en la presente memoria:

"contenido de fósforo " es tal como se mide por ASTM D5185;

"contenido de cenizas sulfatadas" es tal como se mide por ASTM D874;

"contenido de azufre" es tal como se mide por ASTM D2622;

"KV 100" significa viscosidad cinemática a 100ºC tal como se mide por ASTM D445.

Se entenderá también que los diversos componentes usados, tanto los esenciales como los óptimos y usuales, pueden reaccionar en condiciones de formulación, almacenamiento o uso y que la invención proporciona también el producto obtenible u obtenido como resultado de dicha reacción.

Además, se entiende que cualquier cantidad, intervalo y límites de relaciones superiores e inferiores establecidos en la presente memoria pueden ser combinados independientemente.

Los aspectos de la invención que se refieren, cuando sea apropiado, a cada uno y a todos los aspectos de la invención, se describirán con más detalle como sigue:

(A) . Aceite de viscosidad lubricante Este aceite, denominado a veces aceite base o material base (base stock) , es el constituyente líquido primario de la composición con el cual se mezclan los aditivos y posiblemente otros aceites.

Un aceite base puede seleccionarse de aceites lubricantes naturales (vegetales, animales o minerales) y sintéticos y sus mezclas. Su viscosidad puede variar desde la de los aceites minerales destilados ligeros hasta la de los aceites lubricantes pesados, tales como aceite para motores de gas, aceite lubricante mineral, aceite para vehículos de motor y aceite para motores diesel de servicio pesado. Generalmente la viscosidad del aceite varía desde 2 a 30, especialmente 5 a 20, mm2s-1 a 100ºC.

Los aceites naturales incluyen aceites animales y vegetales (por ejemplo, aceite de ricino y aceite de manteca de cerdo) , aceites de petróleo líquidos y aceites lubricantes minerales hidrorrefinados y tratados con disolventes, de los tipos parafínico, nafténico y parafínico-nafténico mixto.... [Seguir leyendo]

1. Una composición de aceite lubricante para el cárter de motores de combustión interna, que tiene una concentración de fósforo, expresada como átomos de fósforo, no mayor que 0, 09 % en masa, basada en la masa de la composición de aceite, comprendiendo dicha composición, o siendo preparada dicha composición mezclando:

(A) un aceite de viscosidad lubricante, en una cantidad principal;

(B) un sistema detergente metálico, como un aditivo en una cantidad secundaria, que comprende una o más sales metálicas de ácidos carboxílicos aromáticos, constituyendo dichas sales de ácidos carboxílicos aromáticos la totalidad del sistema detergente metálico; y

(C) un mejorador del índice de viscosidad que es un copolímero dibloque lineal que comprende al menos un bloque derivable de al menos 85 % en peso de un monómero hidrocarbonado vinil-aromático y al menos un bloque derivable de al menos 85 % en peso de un monómero diénico proporcionado en una cantidad de 0, 01 a 20 % en masa de la composición de aceite lubricante.

2. Una composición de aceite según la reivindicación 1, en donde el copolímero dibloque lineal es al menos un copolímero dibloque que comprende al menos un bloque de poliestireno y un bloque derivado de isopreno, butadieno o una de sus mezclas.

3. Una composición de aceite según la reivindicación 2, en donde el copolímero dibloque lineal es al menos un copolímero dibloque seleccionado del grupo que consiste en copolímeros dibloque de estireno/butadieno hidrogenados y copolímeros dibloque de estireno/isopreno hidrogenados.

4. Una composición de aceite según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en donde el copolímero dibloque tiene un valor del índice de estabilidad al cizallamiento de 2 a 50% (30 ciclos) y el bloque de polidieno del copolímero dibloque comprende de 40 a 90 % en masa derivado de isopreno y de 10 a 60 % en masa derivado de butadieno.

5. Una composición de aceite según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el copolímero dibloque tiene un valor del índice de estabilidad al cizallamiento de 5 a 25% (30 ciclos) .

6. Una composición de aceite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que tiene una concentración de cenizas sulfatadas no mayor que 1, 0 % en masa.

7. Una composición de aceite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene una concentración de azufre, expresada como átomos de azufre, no mayor que 0, 3, preferiblemente no mayor que 0, 2, % en masa.

8. Una composición de aceite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde las sales metálicas de los ácidos carboxílicos aromáticos son salicilatos de metales alcalino-térreos sobre-alcalinizados.

9. Una composición de aceite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que incluye además uno o más aditivos, distintos de (B) y (C) , seleccionados de dispersantes, detergentes, antioxidantes, agentes anti-desgaste, modificadores de la fricción, inhibidores de la corrosión, depresores del punto de congelación, agentes antiemulsionantes y anti-espumantes.

10. Un método para lubricar un motor de combustión interna de encendido por chispa o de encendido por compresión que comprende suministrar al motor una composición de aceite lubricante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. El uso de un mejorador del índice de viscosidad como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, para mejorar el desgaste de levas y taqués en la lubricación del cárter de un motor de combustión interna por una composición de aceite lubricante que tiene una concentración de fósforo, expresada como átomos de fósforo, no mayor que 0, 09 % en masa, basada en la masa de la composición de aceite lubricante y que comprende un sistema detergente metálico como el definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 y 8.