La présente invention concerne une huile lubrifiante pour hypercompresseur d'oléfine, et son procédé d'obtention, cette huile lubrifiante étant particulièrement adaptée à la fabrication de polyéthylène basse densité homopolyτnères et copolymères .

Les hypercompresseurs utilisés dans la fabrication des polyéthylènes basse densité sont constitués d'un piston (plongeur) dans une chemise, une lubrification étant nécessaire au contact de ces deux éléments pour éviter le grippage. Dans ces hypercompresseurs, on compresse 1 ' éthylène ou un mélange d'éthylène avec une autre monomère pour former de nombreux copolymères, et cela à une pression supérieure à 100 bars. Le lubrifiant, injecté à graissage perdu entre en contact avec le monomère ou les monomères et, par conséquent, avec le polymère en formation. Or, le ou les monomères présents peuvent avoir une action délavante vis-à vis de l'huile lubrifiante dans le cylindre de 1 'hypercompresseur. Un tel délavage en supprimant le film lubrifiant conduit au grippage du contact chemise/piston. Pour compenser cet effet, le lubrifiant utilisé doit pouvoir résister au lavage par le ou les monomères. Ainsi, on préfère utiliser un lubrifiant très peu soluble dans le ou les monomère (s) , efficace vis-à-vis de la lubrification du contact chemise/piston et susceptible d'être pompé, même sous forte pression.

Parmi les lubrifiants connus pour les hypercompresseurs utilisés pour la fabrication de polyéthylène, les huiles synthétiques sont généralement préférées. Il est connu de prendre des huiles synthétiques telles que les polyglycols purs non additives ou encore des huiles minérales telles que les huiles blanches dites codex, épaissies par des polybutènes . Les polyglycols présentent l'avantage d'avoir une faible solubilité dans 1 ' éthylène

procurant ainsi une durée de vie cylindre/piston importante. Cependant ils présentent des inconvénients liés à leurs caractéristiques physicochimiques : problème d'odeur du produit fini, collage des films de polyéthylène (blocking) , diminution des propriétés diélectriques du polyéthylène (gêne pour leur utilisation dans les câbles électriques notamment) et enfin leur coût généralement supérieur aux huiles minérales.

La présente invention vise donc à résoudre ces inconvénients, notamment à limiter le coût de la lubrification, à supprimer l'odeur et surtout à limiter la formation de film d'huile en surface des sacs de polyéthylène, à garder de bonnes propriétés diélectriques au produit fini tout en maintenant une durée de vie chemise piston importante. De plus, ces huiles doivent être plus facilement pompées à froid même sous de fortes pressions.

La présente invention a donc pour objet une huile lubrifiante pour hypercompresseur contenant au moins une base lubrifiante caractérisée en ce qu'elle contient de 0,3 à 30 % en poids d'au moins un polymère du groupe constitué par les polyolefines obtenues à partir d'éthylène, de propylene et des copolymères de ces oléfines, le dit polymère se présentant sous la forme de poudre, de granulés ou de particules micronisées à l'état de solides dispersés dans la dite base à température ambiante.

De telles huiles selon l'invention peuvent être, au moins, aussi facilement pompées à froid que les lubrifiants du commerce bien connus de l'homme de l'art, ce qui facilite leur utilisation dans leur application aux hypercompresseurs.

Par base lubrifiante on entend le composé hydrocarboné majeur de l'huile lubrifiante qui sera additivé .

Les bases lubrifiantes selon 1 ' invention sont choisies parmi les huiles minérales d'origine pétrolière, les huiles synthétiques du groupe constitué par les polyglycols, leurs esters et les poly-α-oléfines, les huiles végétales et leur mélange . Dans un mode préféré de

l'invention, ces bases minérales sont des huiles minérales blanches codex et des poly-α-oléfines .

Comme les huiles lubrifiantes contiennent des polymères de 1 ' éthylène et du propylene dans leur composition, elles présentent de faibles coefficients de frottement, sont partiellement insolubles dans les monomères et elles résistent au délavage par ces monomères. En outre, ces huiles n'ajoutent pas d'odeur au produit fini.

Les polymères de 1 ' invention sont des polymères de densité voisine des huiles dans lesquelles ils sont dispersés, de masse molaire moyenne en poids comprise entre

20.000 et 100.000.

Dans un mode préféré de l'invention, ces polymères sont choisis parmi les polyéthylènes, les polypropylènes, les polymères éthylène/acétate de vinyl (EVA) , les polymères éthylène/acrylate de vinyl, les polymères éthylène/méthacrylate de vinyl (EVM) et les polymères éthylène/acrylate (EDA ou éthylène/dérivé acrylique) .

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'huile lubrifiante est constituée de 80 à 99% en poids d'une huile minérale blanche codex et de 1 à 20% en poids de polyéthylène basse densité.

Selon la présente invention, on peut rajouter à la dite huile lubrifiante les additifs classiquement utilisés notamment des additifs anti-usures, anti-rouille, des passivateurs des métaux jaunes et des inhibiteurs de polymérisation.

Un deuxième objet de l'invention est le procédé de fabrication de l'huile lubrifiante qui consiste à faire fondre, sous agitation, le polymère dans l'huile à une température supérieure ou égale à 100 °C, à faire refroidir le mélange ainsi constitué à température ambiante. Dans un mode préféré du procédé selon l'invention, la température de fusion est choisie supérieure à 140 °C. En retournant à la température ambiante, les particules de poudre et de granulés se retrouve sous la forme de solides dispersés dans la base lubrifiante à

Température ambiante. Dans le cas des particules

micronisées, il n'est pas nécessaire de chauffer le mélange pour disperser les dites particules. En effet, une simple agitation du mélange des composants dans les proportions requises au moyen par exemple d'un agitateur ultraturax à plus de 10000 tours/mn peut suffir, les particules micronisées ayant une densité voisine de celle de la base lubrifiante.

Pour expliciter les avantages de la présente invention, des exemples sont donnés ci-après à titre illustratif mais non limitatif.

EXEMPLE I

Le présent exemple vise à montrer la supériorité des huiles lubrifiantes de l'invention au regard du grippage comparés au produits de l'art antérieur.

Plusieurs échantillons selon 1 ' invention ont été préparés et sont référencés par X ; les échantillons comparatifs de l'art antérieur sont appelés C. Le tableau I ci-après donne la composition des différents échantillons testés .

TABLEAU I

Echantillon Composition

T = témoin Huile blanche ELF ^<a)

XI Huile blanche ELF ^(a) + 1% polyéthylène

X2 Huile blanche ELF ^(a) + 2% polyéthylène

X3 Huile blanche ELF ^(a> + 6% polyéthylène

X4 Huile blanche ELF ^<a) + 20% polyéthylène

Cl Huile blanche ELF ^(a! + 40% polybutène

C2 Huile blanche A ^(b) + 40% polybutène

C3 Huile blanche B ^(b) + 40% polybutène

C4 Huile polybutène de grade ISO 220 ^lâl Huiles blanches ELF = huiles blanches paraffiniques codex/grade 68 ^(b) Huiles blanches A et B = huiles du commerce

Tous ces échantillons ont été testés sur une machine FALEX extrême pression, dérivée de la méthode FORD EUBJI 1A. Cet essai consiste à faire tourner un cylindre à 290 tours/mn entre deux mors qui l'enserrent, et à mesurer le couple de frottement à chaque palier de 445 Newton jusqu'au grippage.

Chaque palier, maintenu pendant 60 secondes, correspond à un coefficient de frottement ; on retient la valeur du palier avant grippage.

Le tableau II ci-après rassemble les résultats des tests .

TABLEAU II

Echantillon Palier avant Couple de frottement grippage (N) avant grippage (Ncm)

T 445 80

XI 890 76

X2 1335 90

X3 1780 126

X4 1780 118

Cl 890 112

C2 890 108

C3 890 110

C4 445 96

Pour des concentrations inférieures en polymères, les produits selon l'invention montrent une meilleure lubrification et un coefficient de frottement plus faible.

EXEMPLE II

Le présent exemple a pour but de montrer les bonnes performances des lubrifiants selon 1 ' invention vis à vis du pompage à froid ou à faible température en fonction de la pression. On va comparer ici les viscosités dynamiques, caractéristiques du pompage, du témoin T, de X ₂ (invention) et de C-_ huile commerciale (huile blanche/ polybutène)

décrits dans les tableaux I et II, à deux températures 30 et 50 °C à une pression variant de 1 à 3000 bars.

Les mesures des viscosités dynamiques ont été effectuées au moyen d'un viscosimètre à quartz haute pression dont le principe est basé sur l'amortissement de la résonance du quartz dans les différentes huiles lubrifiantes en fonction de la pression et de la température.

Les résultats rassemblés dans le tableau III ci après correspondent au rapport de la viscosité dynamique du produit testé sur celle d'une huile polyglycol .

TABLEAU III

P 1 500 1000 2000 3000 (bar)

T 30 50 30 50 30 50 30 50 30 50 (°C)

T 0.21 0.21 0.39 0.36 0.53 0.47 1.16 0.79 2.92 1.59

^X 2 0.71 0.56 1.01 0.78 1.08 0.92 1.84 1.43 3.85 2.36

Cl 0.84 0.59 1.67 1.13 2.41 1.73 5.66 3.73 38.8 7.94

On constate que les lubrifiants selon l'invention,

X _j _ sont beaucoup plus fluides , même à hautes pressions que les lubrifiants à base d'huiles blanches épaissies au polybutène C^ . De ce fait, on peut plus facilement les pomper, même à haute pression. En outre, les lubrifiants selon l'invention X _j _ ont un comportement proche des huiles polyglycols jusqu'à des pressions de l'ordre de 2000 bars, les rapports des viscosités dynamiques étant voisins de 1.