Proceso para la preparación de aditivos para lubricantes y que contienen cerio.

Proceso mejorado para la síntesis de dispersiones, en aceite, de sales sobrebasificadas que contienen cerio y unmetal alcalinotérreo, que comprende el tratamiento de dispersiones, en aceite, de sales de cerio de ácidosorgánicos con un hidróxido u óxido de un metal alcalinotérreo y subsiguientemente el sometimiento de dichasdispersiones a carbonatación con dióxido de carbono, caracterizado porque dicha carbonatación se lleva a cabo endos o más etapas subsiguientes, seguidas por correspondientes fases de maduración.

Proceso para la preparación de aditivos para lubricantes y que contienen cerio [0001] La presente invención se refiere a un proceso mejorado para la preparación de aditivos sobrebasificados de ácidos orgánicos, con una alta basicidad, estables en aceite lubricante, y que contienen cerio y un metal alcalinotérreo. Estos productos son útiles en aceites lubricantes como aditivos detergentes, aditivos antifricción y aditivos para acoplamientos tribológicos bajo presión extrema y también como aditivos para potenciar la calidad de emisiones de motores diesel.

La solicitud de patente italiana MI2007A001953 describe un proceso para la preparación de aditivos sobrebasificados de ácidos orgánicos que contienen cerio y un metal alcalinotérreo, consistente en el tratamiento de una dispersión, en aceite, de un compuesto de cerio de ácidos orgánicos con un óxido o hidróxido de un metal alcalinotérreo y la subsiguiente carbonatación con dióxido de carbono. En los ejemplos incluidos en la anterior solicitud de patente, los compuestos de ácido orgánico que contienen cerio usados en el proceso de preparación de sales sobrebasificadas que contienen cerio y metal alcalinotérreo tienen un contenido de cerio menor que el valor estequiométrico, lo cual se corresponde con una neutralización incompleta del ácido orgánico, a partir del cual se obtienen los mismos. La misma solicitud de patente indica también que el incremento de contenido de cerio en estos compuestos, correspondiente con el incremento del grado de neutralización de los ácidos orgánicos, hace que la preparación de dispersiones coloidales estables de sales sobrebasificadas que contienen cerio y un metal alcalinotérreo resulte más difícil. Por otro lado, la disponibilidad de dispersiones, en aceite, estables, de sales de cerio neutras y sales sobrebasificadas que contienen cerio y metal alcalinotérreo, con un mayor contenido de cerio, puede resultar ventajosa para mejorar la eficiencia de estos productos en aceites lubricantes como aditivos antidesgaste, aditivos antifricción, aditivos para acoplamientos tribológicos bajo presión extrema y aditivos para mejorar la calidad de emisiones de motores diesel. De hecho, su uso en aceites lubricantes, permite que el cerio sea transportado sobre la trampa de partículas para el tratamiento de gases expulsados, mejorando su eficiencia.

El documento WO 2007/120352 da a conocer un proceso para la preparación de un detergente sobrebasificado mediante varias etapas de carbonatación en aceite mineral de un compuesto básico.

Los problemas de la técnica conocida se solucionan por medio del proceso mejorado, objeto de la presente invención. Este proceso permite obtener aditivos sobrebasificados que contienen cerio y metal alcalinotérreo, caracterizados por una alta basicidad, una alta estabilidad en aceite y un mayor contenido de cerio.

El objetivo del proceso de síntesis, objeto de la presente invención, es no solamente preparar sales sobrebasificadas que contienen cerio y metal alcalinotérreo, sino más bien obtener una dispersión coloidal de estas sales la cual se puede filtrar fácilmente, es estable en aceite y consecuentemente no tiene problemas de coagulación del coloide con la formación de gel.

Se ha observado sorprendentemente que, llevando a cabo la fase de carbonatación del proceso para la preparación de aditivos sobrebasificados que contienen cerio y metal alcalinotérreo en dos o más etapas subsiguientes, se obtienen dispersiones coloidales, que tienen una alta basicidad, un alto contenido de cerio y son estables en aceite lubricante, las cuales no se podrían obtener de otro modo trabajando con una única etapa de carbonatación.

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un proceso de síntesis mejorado de dispersiones en aceite de sales sobrebasificadas que contienen cerio y metal alcalinotérreo. Dicho proceso consiste en el tratamiento de las dispersiones en aceite de sales de cerio de ácidos orgánicos con un hidróxido u óxido de un metal alcalinotérreo y la posterior carbonatación con dióxido de carbono, llevada a cabo en dos o más etapas subsiguientes.

Las dispersiones, en aceite, de sales sobrebasificadas de ácidos orgánicos, que contienen cerio y metal alcalinotérreo, preparadas con el proceso objeto de la presente invención, se caracterizan por un contenido de aceite lubricante que va desde el 20% al 90% en peso, preferentemente desde el 30% al 70% en peso, un contenido de cerio correspondiente a una relación entre los equivalentes de cerio y aquellos del ácido orgánico que va desde 0, 8 a 1, 2, preferentemente desde 0, 9 a 1, 1, y un contenido de metal alcalinotérreo correspondiente a una relación entre los equivalentes de metal alcalinotérreo y los equivalentes de ácido orgánico que va desde 1 a 50, preferentemente desde 5 a 30. El valor de TBN (índice de basicidad total) , expresado en mg de KOH/g va desde 50 a 450, preferentemente desde 100 a 400. El cerio contenido en las anteriores dispersiones en aceite puede estar en los estados de oxidación (III) y (IV) , preferentemente en el estado de oxidación (III) . Los metales alcalinotérreos preferidos son magnesio y calcio. El metal alcalinotérreo preferido es calcio.

El proceso para la preparación de las anteriores dispersiones en aceite de sales sobrebasificadas que contienen cerio y metal alcalinotérreo, comprende la relación entre los siguientes componentes:

(A) una dispersión en aceite de una sal de cerio de ácidos orgánicos; EP 2356203

(B) un compuesto base de un metal alcalinotérreo;

(C) un disolvente o mezcla de disolventes;

(D) un promotor o mezcla de promotores de la reacción de carbonatación;

(E) aceite base lubricante; 5 (F) dióxido de carbono, adicionado en por lo menos dos etapas.

El Componente (A) es una dispersión, en aceite, de una sal de cerio de ácidos orgánicos caracterizada por un contenido de aceite lubricante que va desde el 20% al 90% en peso, preferentemente desde el 30% al 70% en peso, y caracterizada por un contenido de cerio correspondiente a una relación entre los equivalentes de cerio y aquellos del

ácido orgánico, del cual se deriva, que va desde 0, 8 a 1, 2, preferentemente desde 0, 9 a 1, 1. La dispersión en aceite de la sal de cerio de ácidos orgánicos (A) se obtiene mediante la reacción de un ácido orgánico (A’) con un compuesto básico de cerio (B’) , en presencia de un disolvente, un promotor y aceite base lubricante (en general el aceite base lubricante (E) ) , de acuerdo con el método descrito en la solicitud de patente italiana MI2007A001953. El ácido orgánico (A’) puede ser:

- un ácido sulfónico que presenta la fórmula:

(R1) n-G-SO3H (I)

en donde R1 es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene entre 6 y 40 átomos de carbono o R1 es un sustituyente de alquilo que se obtiene a partir de un polímero de una olefina C2-C6;

G es un hidrocarburo aromático C6-C20, un hidrocarburo alifático que contiene entre 5 y 20 átomos de carbono. G es preferentemente benceno, naftaleno, tolueno, xilenos, y más preferentemente benceno;

n es cero o un entero que va de 1 a 5, preferentemente 1, 2 ó 3, más preferentemente 1 ó 2.

Los ejemplos de ácidos sulfónicos que se pueden usar son ácidos di-alquil benceno sulfónicos y ácidos monoalquil benceno sulfónicos. Son ejemplos de ácidos di-alquil benceno sulfónicos: ácido di-nonil benceno sulfónico, ácido di-decil benceno sulfónico, ácido di-undecil benceno sulfónico, ácido di-dodecil benceno sulfónico, ácidos dialquil benceno sulfónicos que contienen sustituyentes de alquilo que se obtienen a partir de polipropileno, poliisobuteno y poli1-buteno, o mezclas de los anteriores ácidos. Los ejemplos de ácidos mono-alquil benceno sulfónicos que se pueden usar son aquellos que contienen sustituyentes de alquilos que se obtienen a partir de polipropileno, poliisobuteno, o mezclas de los anteriores ácidos.

Los ácidos sulfónicos preferidos tienen un contenido de ácido que va desde el 50 al 99% en peso, preferentemente desde el 60 al 90% en peso y tienen una acidez inorgánica, expresada como ácido sulfúrico, preferentemente inferior al 5% en peso.

-un ácido carboxílico que presenta la fórmula 45 en donde R2 es un grupo alquenilo o alquilo lineal o ramificado, que contiene entre 6 y 40 átomos de carbono y preferentemente entre 10 y 24;

R3 es o bien hidrógeno, o bien un grupo alquilo que contiene entre 1 y 4 átomos de carbono, o bien –CH2COOH.

Son ejemplos de ácidos carboxílicos saturados que presentan la fórmula (II) ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido esteárico, ácido... [Seguir leyendo]

1. Proceso mejorado para la síntesis de dispersiones, en aceite, de sales sobrebasificadas que contienen cerio y un metal alcalinotérreo, que comprende el tratamiento de dispersiones, en aceite, de sales de cerio de ácidos orgánicos con un hidróxido u óxido de un metal alcalinotérreo y subsiguientemente el sometimiento de dichas dispersiones a carbonatación con dióxido de carbono, caracterizado porque dicha carbonatación se lleva a cabo en dos o más etapas subsiguientes, seguidas por correspondientes fases de maduración.

2. Proceso según la reivindicación 1, que comprende la reacción entre los siguientes componentes: 10

(A) una dispersión en aceite de una sal de cerio de ácidos orgánicos;

(B) un compuesto básico de un metal alcalinotérreo;

(C) un disolvente o una mezcla de disolventes;

(D) un promotor o una mezcla de promotores; 15 (E) aceite base lubricante;

(F) dióxido de carbono;

en donde los componentes (A) a (E) se adicionan siguiendo cualquier orden mientras que el componente (F) se adiciona de forma subsiguiente al componente (B) en por lo menos dos etapas y, al final de la reacción, la dispersión en aceite de la sal sobrebasificada que contiene cerio y metal alcalinotérreo se recupera eliminando, por medio de destilación, el promotor (D) , incluyendo el agua de reacción, y el disolvente (C) y separando los subproductos insolubles a través de filtración o centrifugación.

3. Proceso según la reivindicación 1 ó 2, en el que el contenido de aceite base lubricante en la dispersión está en el 25 intervalo de entre el 20 y el 90% en peso.

4. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cerio contenido en la dispersión está en el estado de oxidación III.

5. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el metal alcalinotérreo contenido en la dispersión es calcio.

6. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el valor de TBN (número base total) ,

expresado en mg de KOH/g, está en el intervalo de entre 50 y 450. 35

7. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la dispersión, en aceite, de sal de cerio de ácidos orgánicos (A) se obtiene a través de la reacción de un ácido orgánico con un compuesto básico de cerio.

8. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto básico de cerio es 40 carbonato de cerio (III) .

9. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de cerio en la dispersión (A) se corresponde con una relación entre el equivalente de cerio y los correspondientes del ácido orgánico en el

intervalo de entre 0, 8 y 1, 2. 45

10. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad de compuesto básico del metal alcalinotérreo (B) usado se corresponde con una relación entre los equivalentes de dicho compuesto básico metálico y los correspondientes del componente (A) , en el intervalo de entre 1 y 50.

11. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores de la 2 a la 10, en el que el compuesto básico de metal alcalinotérreo es hidróxido de calcio.

12. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el disolvente (C) se usa en una cantidad correspondiente a un porcentaje en peso, calculada sobre el componente (A) , en el intervalo de entre 10 y 55 500.

13. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el promotor (D) se adiciona en una cantidad correspondiente a un porcentaje en peso, calculado sobre el compuesto básico de metal alcalinotérreo, en el intervalo de entre 2 y 400.

14. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad de dióxido de carbono total

(F) usada se corresponde con una relación, entre los equivalentes de dióxido de carbono y los correspondientes de la base de metal alcalinotérreo, en el intervalo de entre 0, 6 y 1, 1.

EP 2356203

15. Proceso según la reivindicación 14, en el que la cantidad de dióxido de carbono usada en cada etapa de carbonatación, expresada en porcentaje en peso con respecto a la cantidad total, está en el intervalo de entre 5 y

95.

16. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente (E) es un aceite base lubricante usado para dispersar la sal sobrebasificada que contiene cerio y metal alcalinotérreo.

17. Proceso según la reivindicación 16, en el que el aceite base lubricante (E) se adiciona al comienzo del proceso de preparación junto a otros reactivos, o durante el proceso, o al final del proceso, o se divide en partes en las diversas etapas del proceso, en una cantidad total correspondiente a un porcentaje en peso, calculado sobre el componente (A) , en el intervalo de entre 10 y 400.

18. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de sobrebasificación se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de entre 15ºC y 200ºC. 15

19. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada etapa de carbonatación se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de entre 10ºC y 150ºC.

20. Proceso según la reivindicación 19, en el que cada etapa de carbonatación viene seguida por una etapa de

maduración que se lleva a cabo a una temperatura que supera la temperatura de carbonatación y en el intervalo de entre 20ºC y 160ºC.

21. Composiciones lubricantes que comprenden:

a. uno o más aceites base de origen sintético, mineral, vegetal o animal; y

b. entre un 0, 2 y un 10% en peso de una dispersión en aceite, calculada sobre (a) + (b) , de las sales sobrebasificadas de ácidos orgánicos, que contienen cerio y un metal alcalinotérreo, obtenible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20.