UTILISATION D'UN DIESTER POUR AMELIORER LES PROPRIETES ANTI-USURE

D'UNE COMPOSITION LUBRIFIANTE

La présente invention concerne le domaine des compositions lubrifiantes, notamment des compositions lubrifiantes pour moteur de véhicule, en particulier pour moteur de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement l’utilisation de nouveaux composés, de type diesters, à titre d’additifs dans ces compositions lubrifiantes, afin d’améliorer leurs propriétés anti-usure, tout en réduisant avantageusement la teneur en additifs anti-usure qu’elles comprennent.

Les compositions lubrifiantes, dites encore « les lubrifiants », sont communément mises en œuvre dans les moteurs à des fins principales de réduction des forces de frottement entre les différentes pièces métalliques en mouvement dans les moteurs. Elles sont en outre efficaces pour prévenir une usure prématurée voire un endommagement de ces pièces, et en particulier de leur surface.

Pour ce faire, une composition lubrifiante est classiquement composée d’une huile de base à laquelle sont généralement associés plusieurs additifs dédiés à stimuler les performances lubrifiantes de l’huile de base, comme par exemple des additifs modificateurs de frottement, mais aussi à procurer des performances supplémentaires.

En particulier, des additifs dits « anti-usure » sont considérés afin de réduire l’usure des pièces mécaniques du moteur, et ainsi prévenir une dégradation de la durabilité du moteur. Parmi ces additifs anti-usure, on peut citer notamment les phosphates d’amine, ou encore des additifs phospho-soufrés, comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. De tels composés sont préférentiellement de formule Zn((SP(S)(OR )(OR )) ₂ , dans laquelle R et R , identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyle, préférentiellement un groupement alkyle comportant de 1 à 18 atomes de carbone.

Des additifs anti-usure alternatifs, de type tungstate d’amine ou phosphate d’amine, ou encore des complexes à base de zinc de formule spécifique, ont également été décrits, en combinaison avec des polyalkylène glycols, dans les demandes WO 2017/157892 et WO 2017/157979.

Malheureusement, l’emploi, dans les lubrifiants moteurs, de ces additifs, à base de phosphore et/ou de souffre, et générateurs de cendres, est indésirable pour répondre aux spécifications en termes de « bas taux de cendres » (LOW SAPS). Ces spécifications, élaborées par l’Association des Constructeurs Automobiles Européens (ACE A), imposent aux compositions lubrifiantes des teneurs limites en cendres sulfatées (générées par la présence de métaux), en soufre et en phosphore, d’où l’appellation « Low SAPS » pour « Low Sulfated Ashes, Phosphorus, Sulfur ».

En effet, le soufre, le phosphore et les cendres sulfatées peuvent endommager les systèmes de post traitements installés sur les véhicules. Les cendres sont néfastes pour les filtres à particules et le phosphore agit comme poison des systèmes catalytiques.

Abaisser les taux de cendres, de soufre et de phosphore dans les lubrifiants moteurs, tout en maintenant les hauts niveaux de performances requis, demeure un défi, car ces éléments sont présents dans les additifs les plus couramment employés.

En particulier, il serait souhaitable de pouvoir abaisser le taux en additifs anti usure d’un lubrifiant, aux fins de respecter les teneurs limites imposées pour les lubrifiants « Low SAPS », tout en conservant, voire même en améliorant les propriétés anti-usure du lubrifiant, essentielles pour prévenir une dégradation prématurée du moteur.

L’invention vise précisément à proposer de nouveaux composés comme additifs pour améliorer les propriétés anti-usure d’une composition lubrifiante, en particulier dédiée à un moteur, et plus particulièrement à un moteur de véhicule automobile, comprenant un ou plusieurs additifs anti-usure conventionnels.

La présente invention a ainsi pour objet l’utilisation d’un diester de formule (I) suivante :

R ^a -C(0)-0-([C(R) ₂ ] _n -0) _s -C(0)-R ^b (I)

dans laquelle :

- R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, notamment méthyle ;

- s vaut 1 ou 2 ;

- n vaut 1, 2 ou 3 ; étant entendu que, lorsque s est différent de 1 , n peuvent être identiques ou différents ; et

- R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone ;

sous réserve que, lorsque s vaut 2 et n, identiques, valent 2, au moins l’un des groupe R représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié ; et

sous réserve que, lorsque s vaut 1 et n vaut 3, au moins l’un des groupes R lié au carbone en position bêta des atomes d’oxygène des fonctions esters représente un atome d’hydrogène,

à titre d’additif pour améliorer les propriétés anti-usure d’une composition lubrifiante comprenant un ou plusieurs additif(s) anti-usure.

Comme illustré dans les exemples qui suivent, les inventeurs ont constaté que l’ajout de tels diesters de formule (I) dans une composition lubrifiante comprenant un ou plusieurs additifs anti-usure classiquement mis en œuvre, tels que le ZnDTP, permet d’obtenir des propriétés anti-usure signifîcativement améliorées comparativement à celles obtenues avec une composition lubrifiante mettant en œuvre uniquement un ou plusieurs additifs anti-usure.

Les propriétés anti-usure d’une composition peuvent être plus particulièrement évaluées selon la norme ASTM D2670.

Par conséquent, de manière avantageuse, il est possible d’accéder, via la mise en œuvre d’un ou plusieurs diesters de formule (I) selon l’invention, à une composition lubrifiante présentant d’excellentes propriétés anti-usure, voire des propriétés anti-usure améliorées, tout en utilisant des quantités moindres d’additifs anti-usure, par rapport à une composition lubrifiante classique ne comprenant pas de diester selon l’invention.

La mise en œuvre d’un ou plusieurs diesters de formule (I) permet ainsi d’abaisser la teneur en additifs anti-usure conventionnels, et en particulier en additifs générateurs de cendres, de phosphore ou de soufre, tout en conservant d’excellentes performances en termes de propriétés anti-usure. L’abaissement de la teneur en additifs anti usure permet avantageusement de répondre aux spécifications des compositions lubrifiantes « LOW SAPS ».

D’autres caractéristiques, variantes et avantages de la mise en œuvre des diesters de formule (I), ressortiront mieux à la lecture de la description et des exemples qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention. Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.

DIESTER DE FORMULE fl)

Comme précisé précédemment, l’additif mis en œuvre selon l’invention est un diester ou mélange de diesters de formule générale (I) suivante :

R ^a -C(0)-0-([C(R) ₂ ] _n -0) _s -C(0)-R ^b (I)

dans laquelle :

- R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, notamment méthyle ;

- s vaut 1 ou 2 ;

- n vaut 1 , 2 ou 3 ; en particulier n vaut 2 ou 3 et plus particulièrement n vaut 2, étant entendu que, lorsque s est différent de 1, n peuvent être identiques ou différents ; et

- R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone ;

sous réserve que, lorsque s vaut 2 et n, identiques, valent 2, au moins l’un des groupe R représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié ; et

sous réserve que, lorsque s vaut 1 et n vaut 3, au moins l’un des groupes R lié au carbone en position bêta des atomes d’oxygène des fonctions esters représente un atome d’hydrogène.

Selon un mode de réalisation, R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, comprenant de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone.

On désignera plus simplement dans la suite du texte, un diester de formule (I) mis en œuvre selon l’invention, par diester de l’invention.

De préférence, dans le cadre de l’invention, on entend par : - « C _t-z » où t et z sont des entiers, une chaîne carbonée pouvant avoir de t à z atomes de carbone ; par exemple Ci_ ₄ une chaîne carbonée qui peut avoir de 1 à 4 atomes de carbone ;

- « alkyle », un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié ; par exemple un groupe Ci-4-alkyle représente une chaîne carbonée de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, plus particulièrement un méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, fô/t-butylc.

De préférence, dans la formule (I) précitée, lorsque s est différent de 1, tous les n sont identiques.

En particulier, n dans la formule (I) précitée vaut 2 ou 3, et plus particulièrement n vaut 2.

De préférence, au moins l’un des groupes R représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, en particulier (Ci-C ₄ )alkyle, linéaire ou ramifié, plus préférentiellement méthyle, éthyle ou propyle ; avantageusement méthyle.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le diester de formule (I) mis en œuvre selon l’invention peut être plus particulièrement un diester de formule (F) suivante :

R ^a -C(0)-0-([C(R) ₂ ] _n -0)-([C(R’) ₂ ] _m -0) _s-i -C(0)-R ^b (r) dans laquelle :

- R et R’ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, notamment un groupe méthyle ;

- s vaut 1 ou 2 ;

- n vaut 2 ;

- m vaut 2 ;

- R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone ; sous réserve que, lorsque s vaut 2, au moins l’un des groupes R ou R’ représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié.

De préférence, un diester mis en œuvre selon l’invention est de formule (F) dans laquelle au moins l’un des R ou R’ représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, en particulier (Ci- C ₄ )alkyle, linéaire ou ramifié, plus préférentiellement méthyle, éthyle ou propyle ; avantageusement méthyle.

Selon une variante de réalisation, s dans la formule (I) ou (F) précitée vaut 2. En particulier, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (Fa) suivante :

R ^a -C(0)-0-([C(R) ₂ ] _n -0)-([C(R’) ₂ ] _m -0)-C(0)-R ^b

(l’a)

dans laquelle :

- R et R’ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle ;

- n vaut 2 ;

- m vaut 2 ;

- R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone ;

sous réserve qu’au moins l’un des groupes R ou R’ représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle.

De préférence, au moins l’un des groupes R représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle ; et au moins l’un des R’ représente un groupe (Ci-Cs)alkylc, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle.

Encore plus préférentiellement, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (Fa) dans laquelle l’un des groupes R représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle ; et l’un des groupes R’ représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle ; les autres groupes R et R’ représentant des atomes d’hydrogène.

Autrement dit, selon un mode de réalisation particulier, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (I”a) suivante :

R ^a -C(0)-0-CHR ¹ -CHR ² -0-CHR ³ -CHR ⁴ -0-C(0)-R ^b

(I”a)

dans laquelle :

- l’un des groupes R ¹ et R ² représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, l’autre représentant un atome d’hydrogène ;

- l’un des groupes R ³ et R ⁴ représente un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, l’autre représentant un atome d’hydrogène ; et

- R ^a et R ^b , identiques ou différents, sont tels que définis précédemment.

En particulier, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (I”a) dans laquelle :

- l’un des groupes R ¹ et R ² représente un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, l’autre représentant un atome d’hydrogène ; et

- l’un des groupes R ³ et R ⁴ représente un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, l’autre représentant un atome d’hydrogène.

Selon une autre variante de réalisation, s dans la formule (I) ou (G) précitée vaut

1.

Autrement dit, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (F b) suivante :

R ^a -C(0)-0-([C(R) ₂ ] _n -0)-C(0)-R ^b

(I’b)

dans laquelle :

- R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle ;

- n vaut 2 ; - R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone.

De préférence, dans la formule (I’b) précitée, au moins l’un des R représente un groupe (Ci-Cs)alkylc, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle.

En particulier, le diester mis en œuvre selon l’invention peut être de formule (I’b) dans laquelle un des groupes R représente un groupe (Ci-C5)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, les autres représentant des atomes d’hydrogène.

Comme indiqué précédemment, R ^a et R ^b dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, identiques ou différents, représentent des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone.

On entend par groupement « hydrocarboné », tout groupement ayant un atome de carbone directement fixé au reste de la molécule et ayant principalement un caractère hydrocarboné aliphatique.

De préférence, R ^a et R ^b dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, présentent un enchaînement linéaire de 3 à 6 atomes de carbone.

Selon une variante de réalisation, R ^a et R ^b dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, présentent un enchaînement linéaire de 8 à 11 atomes de carbone.

Par « enchaînement linéaire de t à z atomes de carbone », on entend une chaîne carbonée saturée ou insaturée, de préférence saturée, comprenant de t à z atomes de carbone les uns à la suite des autres, les atomes de carbone présents éventuellement au niveau des ramifications de la chaîne carbonée n’étant pas pris en compte dans le nombre d’atomes de carbone (t-z) constituant l’enchaînement linéaire.

Selon un mode de réalisation particulier, dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, R ^a et R ^b , identiques ou différents, sont issus d’origine végétale, animale ou pétrolière. Selon un mode de réalisation particulier, dans la formule (I), (G), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent des groupements saturés.

Selon un autre mode de réalisation particulièrement préféré, dans la formule (I), (F), (Fa), (I”a) ou (I’b) précitée, R ^a et R ^b , identiques ou différents, représentent des groupements linéaires.

Selon un autre mode de réalisation particulier, dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, R ^a et R ^b représentent des groupements hydrocarbonés linéaires saturés en C _H à C _{I I} , en particulier en Cs à Cio.

En particulier, R ^a et R ^b sont identiques.

De préférence, R ^a et R ^b représentent tous les deux des groupements «-octylc ou «-undécylc, de préférence «-octylc.

Selon un autre mode de réalisation particulier, dans la formule (I), (F), (l’a), (I”a) ou (I’b) précitée, R ^a et R ^b représentent des groupements hydrocarbonés ramifiés comprenant de 2 à 11 atomes de carbone, de préférence de 3 à 8 atomes de carbone.

Les diesters de formule (I) mis en œuvre selon l’invention peuvent être disponibles dans le commerce ou préparés selon des méthodes de synthèse décrites dans la littérature et connues de l’homme du métier. Ces méthodes de synthèse mettent plus particulièrement en œuvre une réaction d’estérification entre un composé diol de formule H0-([C(R) ₂ ] _n -0) _s -0H et des composés de formule R ^a -COOH et R ^b -COOH, avec R ^a et R ^b , identiques ou différents, étant tels que définis précédemment.

Bien entendu, il appartient à l’homme du métier d’ajuster les conditions de synthèse pour obtenir les diesters requis selon l’invention.

A titre d’exemples, des diesters de formule (I) précitée, en particulier de formule (F) précitée, peuvent être obtenus par réaction d’estérification entre un mono- ou poly- propylène glycol, en particulier le monopropylène glycol (MPG) ou le dipropylène glycol (DPG), et un ou plusieurs acides carboxyliques R ^a -COOH et R ^b -COOH adéquats.

A titre d’exemple, un diester ou mélange de diesters de formule (F) telle que définie précédemment, où :

- s vaut 2, - l’un des groupes R représentant un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, les autres représentant des atomes d’hydrogène ; et

- l’un des groupes R’ représentant un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, les autres représentant des atomes d’hydrogène,

peut être obtenu via une réaction d’estérification entre le dipropylène glycol (DPG) et un ou plusieurs acides carboxyliques R ^a -COOH et R ^b -COOH adéquats.

Un diester de formule (F) telle que définie précédemment, où

- s vaut 1 ,

- l’un des groupes R représentant un groupe (Ci-Cs)alkyle, linéaire ou ramifié, en particulier un groupe méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle, les autres représentant des atomes d’hydrogène,

peut être obtenu via une réaction d’estérification entre le monopropylène glycol (MPG) et un ou plusieurs acides carboxyliques R ^a -COOH et R ^b -COOH adéquats.

En particulier, dans le cas où R ^a et R ^b représentent tous les deux des groupements «-octylc ou «-undécylc, un tel diester ou mélange de diesters peut être ainsi obtenu par réaction d’estérification entre le monopropylène glycol ou dipropylène glycol et l’acide nonanoïque ou l’acide dodécanoïque.

Il est entendu dans le cadre de la présente invention que le diester de formule (I) telle que définie précédemment peut être sous forme d’un mélange de diesters de formule (I) telle que définie précédemment.

APPLICATION DANS UNE COMPOSITION LUBRIFIANTE

Les diesters de formule (I) sont mis en œuvre à titre d’additifs dans une composition lubrifiante, en particulier dans une composition lubrifiante pour moteur, en particulier de véhicule, et plus préférentiellement pour moteur de véhicule automobile.

D’une manière générale, le ou lesdits diesters de formule (I) peuvent être mis en œuvre dans une composition lubrifiante, à raison de 1 % à 30 % en poids, en particulier de 5 % à 30 % à poids, notamment de 5 % à 25 % en poids, de préférence de 5 % à 20 % en poids, par rapport au poids total de la composition lubrifiante. Additifs anti-usure

Comme indiqué précédemment, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend un ou plusieurs additifs anti-usure conventionnels.

Par « additif anti-usure », on entend désigner un composé qui, mis en œuvre dans une composition lubrifiante, notamment une composition lubrifiante pour moteur de véhicule, en particulier pour moteur de véhicule automobile, permet d’améliorer les propriétés anti-usure de la composition.

Il existe une grande variété d’additifs anti-usure, comme par exemple des additifs polysulfures, des additifs oléfïnes soufrées ou encore les additifs phospho-soufrés comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. Les composés préférés sont de formule Zn((SP(S)(OR)(OR’)) ₂ , dans laquelle R et R’, identiques ou différents, représentent, indépendamment les uns des autres, des groupements alkyles, linéaires ou ramifiés, de préférence ramifiés, comportant préférentiellement de 1 à 18 atomes de carbone. De préférence, au moins l’un des groupements R et R’ représente un groupement alkyle, de préférence ramifié, présentant au moins 6 atomes de carbone, en particulier ayant de 6 à 18 atomes de carbone.

Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le ou les diesters de formule (I) selon l’invention sont mis en œuvre dans une composition lubrifiante en combinaison avec un ou plusieurs additifs de type dialkyldithiophosphate de zinc, en particulier de formule Zn((SP(S)(OR)(OR’)) précitée.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 6 % en poids, préférentiellement de 0,05 à 4 % en poids, plus préférentiellement de 0,1 à 2 % en poids, par rapport au poids total de la composition, d’additifs anti-usure.

Comme évoqué précédemment, la mise en œuvre d’un ou plusieurs diesters de formule (I) selon l’invention permet avantageusement d’améliorer les propriétés anti-usure de la composition lubrifiante. Il en résulte selon l’invention la possibilité d’obtenir une composition lubrifiante présentant d’excellentes propriétés anti-usure, tout en abaissant la teneur en additifs anti-usure classiquement utilisés.

Ainsi, selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le ou les additif(s) anti-usure, en particulier générateurs de soufre ou de phosphore, sont présents dans une composition lubrifiante en une teneur inférieure ou égale à 2 % en poids, en particulier inférieure ou égale à 1 % en poids.

Plus particulièrement, de manière avantageuse, il est possible d’abaisser la teneur en additifs anti-usure classiques, tels que des dialkyldithiophosphates de zinc, pour répondre aux spécifications « LOW SAPS » recherchées pour la composition lubrifiante.

Une composition lubrifiante comprend typiquement, outre un ou plusieurs diesters de formule (I) tels que définis précédemment, en combinaison avec un ou plusieurs additifs anti-usure conventionnels, une ou plusieurs huiles de base, ainsi que d’autres additifs, classiquement considérés dans les compositions lubrifiantes.

En termes de formulation d’une telle composition lubrifiante, le ou les diesters de formule (I) peuvent être additionnés à une huile ou mélange d’huiles de base, puis les autres additifs complémentaires, y compris le ou les additifs anti-usure, ajoutés.

Alternativement, le ou lesdits esters de formule (I) peuvent être additionnés à une formulation lubrifiante conventionnelle préexistante, comprenant notamment une ou plusieurs huiles de base et des additifs complémentaires, en particulier un ou plusieurs additifs anti-usure.

Par exemple, une composition lubrifiante pour moteur peut être supplémentée avec un ou plusieurs diesters de formule (I) conformes à l’invention en ajoutant, par exemple, le ou lesdits diesters directement au sein du réservoir préalablement rempli avec une formulation classique de lubrifiant.

Huiles de base

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut ainsi comprendre en outre une ou plusieurs huiles de base distinctes des diesters de formule (I).

Ces huiles de base peuvent être choisies parmi les huiles de base conventionnellement utilisées dans le domaine des huiles lubrifiantes, telles que les huiles minérales, synthétiques ou naturelles, animales ou végétales ou leurs mélanges.

Il peut s’agir d’un mélange de plusieurs huiles de base, par exemple un mélange de deux, trois, ou quatre huiles de base.

Les huiles de base des compositions lubrifiantes considérées selon l’invention peuvent être en particulier des huiles d’origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) et présentées dans le tableau A ci-dessous ou leurs mélanges, pour autant qu’elles soient distinctes des diesters de l’invention.

Tableau A

Les huiles de base minérales incluent tous types d’huiles de base obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d’opérations de raffinage telles qu’ extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydro finition.

Les huiles de base synthétiques peuvent être des esters d’acides carboxyliques et d’alcools, des polyalphaoléfines ou encore des polyalkylène glycol (PAG) obtenus par polymérisation ou copolymérisation d’oxydes d’alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, en particulier de 2 à 4 atomes de carbone. Les polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir de décène, d’octène ou de dodécène, et dont la viscosité à l00°C est comprise entre 1,5 et 15 mm ² . s ¹ selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3000 selon la norme ASTM D5296.

Des mélanges d’huiles synthétiques et minérales, pouvant être biosourcées, peuvent également être employés. Il n’existe généralement aucune limitation quant à l’emploi d’huiles de base différentes dans la composition lubrifiante, si ce n’est qu’elles doivent avoir des propriétés, notamment de viscosité, d’indice de viscosité, de teneur en soufre ou de résistance à l’oxydation, adaptées à une utilisation pour des moteurs de véhicule.

De préférence, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend au moins une huile de base choisie parmi les huiles de groupe II, III et IV de la classification API, et leurs mélanges.

En particulier, une telle composition lubrifiante peut comprendre au moins une huile de base de groupe III.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins 50 % en poids d’huile(s) de base par rapport à son poids total, en particulier au moins 60 % en poids d’huile(s) de base, et plus particulièrement entre 60 et 99 % en poids d’huile(s) de base.

De préférence, l’huile ou les huiles de groupe III représente(nt) au moins 50 % en poids, en particulier au moins 60 % en poids du poids total des huiles de base de la composition.

Autres additifs

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre en outre tous types d’additifs, adaptés à une utilisation dans un lubrifiant pour moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile.

Ces additifs peuvent être introduits isolément et/ou sous la forme d’un mélange à l’image de ceux déjà disponibles à la vente pour les formulations de lubrifiants commerciaux pour moteurs de véhicules, de niveau de performance tels que définis par l’ACEA (Association des Constructeurs Européens d’ Automobiles) et/ou l’API (American Petroleum Institute), bien connus de l’homme du métier.

Ces additifs peuvent notamment être choisis parmi les additifs modificateurs de frottement, les additifs extrême pression, les additifs détergents, les additifs antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les agents dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, et leurs mélanges. Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement.

Les additifs modificateurs de frottement peuvent être choisis parmi des composés apportant des éléments métalliques et des composés exempts de cendres.

Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb. Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de phosphore.

Les additifs modificateurs de frottement exempts de cendres sont généralement d’origine organique et peuvent être choisis parmi les monoesters d’acides gras et de polyols, les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate, les amines grasses ou les esters de glycérol d’acide gras. Selon l’invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone.

Selon une variante avantageuse, une composition lubrifiante comprend au moins un additif modificateur de frottement, en particulier à base de molybdène.

En particulier, les composés à base de molybdène peuvent être choisis parmi les dithiocarbamates de molybdène (Mo-DTC), les dithiophosphates de molybdène (Mo-DTP), et leurs mélanges.

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante comprend au moins un composé Mo-DTC et au moins un composé Mo-DTP. Une composition lubrifiante peut notamment comprendre une teneur en molybdène comprise entre 1000 et 2500 ppm.

De manière avantageuse, une telle composition permet d’effectuer des économies de carburant supplémentaires.

De manière avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 5 % en poids, de préférence de 0,01 à 5 % en poids, plus particulièrement de 0,1 à 2 % en poids ou encore plus particulièrement de 0,1 à 1,5 % en poids, par rapport au poids total de la composition lubrifiante, d’additifs modificateurs de frottement, incluant avantageusement au moins un additif modificateur de frottement à base de molybdène. Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif antioxydant. Les additifs antioxydants sont pour l’essentiel dédiés à retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante. Ils agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydroperoxydes.

Parmi les additifs antioxydants couramment employés on peut citer les antioxydants de type phénolique, las additifs antioxydant de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempts de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphény lamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en C1-C12, les N,N’-dialkyle- aryle-diamines et leurs mélanges.

De préférence, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence un groupement alkyle en Ci -CY,, de préférence un groupement alkyle en C ₄ , de préférence par le groupement ter-butyle.

Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NR ⁵ R ⁶ R ⁷ dans laquelle R ⁵ représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R ⁶ représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R ⁷ représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule R ⁸ S(0) _z R ⁹ dans laquelle R ⁸ représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, R ⁹ représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2. Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut contenir tous types d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier. De manière avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.

De manière également avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,1 à 2 % en poids, par rapport au poids total de la composition, d’au moins un additif antioxydant.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif détergent. Les additifs dits détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d’oxydation et de combustion.

Les additifs détergents sont généralement connus de l’homme de métier. Les additifs détergents peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalinoterreux.

Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum. Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stœchiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stœchiométrique. Il s’agit alors d’additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l’additif détergent est alors généralement sous la forme d’un sel métallique insoluble dans l’huile de base, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.

Les additifs détergent sont généralement mis en œuvre en une teneur allant de 0,5 à 8 %, de préférence de 0,5 à 4 % en poids, par rapport au poids total de la composition lubrifiante. Avantageusement, ils sont présents en une teneur inférieure à 4 % en poids, en particulier inférieure à 2 % en poids, notamment inférieure à 1 % en poids, voire la composition lubrifiante est exempte d’additif(s) détergent. Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif abaisseur de point d’écoulement (dits encore agents « PPD » pour « Pour Point Depressant » en langue anglaise). En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante.

Comme exemple d’agents de réduction du point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes et les polystyrènes alkylés.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un agent dispersant. Les agents dispersants assurent le maintien en suspension et l’évacuation des contaminants solides insolubles constitués par les produits secondaires d’oxydation qui se forment lorsque la composition lubrifiante est en service. Ils peuvent être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,2 à 10 % en poids d’agent(s) dispersant(s), par rapport au poids total de la composition.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un améliorant de l’indice de viscosité (VI). Les améliorants de l’indice de viscosité (VI), en particulier les polymères améliorant l’indice de viscosité, permettent de garantir une bonne tenue à froid et une viscosité minimale à haute température. Comme exemples de polymère améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non-hydrogénés du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les homopolymères ou les copolymères d’oléfïne, telle que l’éthylène ou le propylène, les polyacrylates et polyméthacrylates (PMA).

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 1 à 15 % en poids, d’additif(s) améliorant l’indice de viscosité, par rapport au poids total de la composition lubrifiante. Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre également au moins additif anti-mousse. Les additifs anti-mousse peuvent être choisis parmi les polymères polaires tels que les polyméthylsiloxanes ou les polyacrylates.

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 3% en poids d’additif(s) anti-mousse, par rapport au poids total de la composition lubrifiante.

Comme évoqué précédemment, la mise en œuvre d’un ou plusieurs diesters de formule (I) requis selon l’invention à titre d’additif permet d’améliorer significativement les propriétés anti-usure de la composition lubrifiante comprenant un ou plusieurs additifs anti usure conventionnels.

Les propriétés anti-usure peuvent être évaluées selon une procédure basée sur la norme ASTM D2670, via l’utilisation d’un tribomètre, comme décrit dans les exemples qui suivent.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut être plus particulièrement une composition de grade selon la classification SAEJ300 défini par la formule (X)W(Y), dans laquelle X représente 0 ou 5 ; et Y représente un nombre entier allant de 4 à 30. Ce grade qualifie une sélection de compositions lubrifiantes spécialement destinées à une application moteur de véhicule automobile et qui satisfont notamment à des spécificités quantifiées vis-à-vis de différents paramètres tels que la viscosité à froid au démarrage, la pompabilité à froid, la viscosité cinématique à faible taux de cisaillement et la viscosité dynamique à fort taux de cisaillement.

Le grade de viscosité d’une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut être notamment choisi parmi :

- un grade selon la classification SAEJ300 défini par les formules (II) ou (III)

0 W (Y) 5 W (Y)

(II) (III)

dans lesquelles Y représente un nombre entier allant de 4 à 20, en particulier allant de 4 à 16 ou de 4 à 12 ; ou

- un grade selon la classification SAEJ300 défini par les formules (IV) ou (V°

(X) W 8 (X) W 12

(IV) (V) dans lesquelles X représente 0 ou 5.

Selon un mode de réalisation particulier, le grade selon la classification SAEJ300 d’une composition lubrifiante considérée selon l’invention est choisi parmi 0W4, 0W8, 0W12, 0W16, 0W20, 5W4, 5W8, 5W12, 5W16 et 5W20, de préférence choisi parmi 0W4, 0W8, 0W12, 0W16, 0W20 et 5W20.

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut posséder un grade selon la classification SAEJ300 de 0W20 ou de 0W16.

De manière avantageuse, la viscosité cinématique mesurée à 100 °C selon la norme ASTM D445 d’une composition lubrifiante considérée selon l’invention est comprise entre 3 et 15 mm ² . s ¹ , en particulier entre 3 et 13 mm ² . s ¹ .

De manière avantageuse, la viscosité mesurée à haute température et haut cisaillement, HTHS (pour « high température high-shear viscosity measurement » en langue anglaise), mesurée à 150 °C, est égale ou supérieure à 1,7 mPa.s, de préférence comprise entre 1,7 et 3,7 mPa.s, avantageusement compris entre 2,3 et 3,7 mPa.s.

La mesure HTHS est effectuée à haut cisaillement (10 ⁶ s ¹ ) et à 150 °C selon les méthodes normalisées CEC-L-36-A-90, ASTM D4683 et ASTMD4741.

L’invention va maintenant être décrite au moyen des exemples suivants donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif de l’invention.

EXEMPLES

EXEMPLE 1

Préparation de compositions lubrifiantes comprenant un diester requis selon l’invention et de compositions comparatives

Des compositions lubrifiantes conformes à l’invention (Il et 12), mettant en œuvre un diester de formule (I), et des compositions comparatives (Cl et C2), exemptes de diester de formule (I), ont été formulées avec les composants et quantités (exprimées en pourcentage massique) indiqués dans le tableau 1 suivant.

Les compositions lubrifiantes sont obtenues par simple mélange à température ambiante, des composants suivants : Huile de base de groupe III (KV100 = 4,2 mm ² /s, KV40 = 19,1 mm ² /s, VI de 126) disponible commercialement par exemple auprès de la société SK Lubricantes sous le nom commercial « Yubase ^® 4 »,

Paquet d’additifs 1 conventionnel comprenant un additif anti-usure (bis(dithiophosphate) de zinc et de bis[0,0-bis(2-éthylhexyle)], par exemple commercialisé sous le nom « OLOA ^® 269R »), des agents antioxydants, un agent modificateur de frottement, un dispersant et des détergents,

Paquet d’additifs 2 conventionnel comprenant un additif anti-usure (le zinc bis[0- (l,3-diméthylbutyl)] bis[0-(isopropyl)] bis(dithiophosphate)), des agents antioxydants, un agent modificateur de frottement, un dispersant et des détergents,

Un polymère peigne polyméthacrylate disponible commercialement auprès de la société Evonik sous le nom commercial « Viscoplex ^® V3-200 », et éventuellement Un diester de formule (I) selon l’invention, obtenu par réaction d’estérification entre le dipropylène glycol et au moins deux acides gras nonanoïques.

Tableau 1

Les caractéristiques des compositions ainsi préparées sont présentées dans le tableau 2 suivant.

Tableau 2 ^{( l 1} mesure de la viscosité à haute température et à haut cisaillement (HTHS pour l’acronyme anglais « high température high shear »), à un cisaillement de 10 ⁶ s ¹ et à 150 °C selon la méthode normalisée ASTM D4683 ;

⁽ 2 ^{) (3)} viscosité cinématique à 40°C (KV40) et à l00°C (KV100) mesurées selon la norme ASTM D445-97 ;

⁽⁴⁾ indice de viscosité (VI), mesuré selon la norme ASTM D2270-93

EXEMPLE 2

Evaluation des propriétés anti-usure

Méthode d’évaluation

Cette évaluation est basée sur une procédure selon la norme ASTM D2670, nécessitant Tutilisation d’un tribomètre FALEX et dont les conditions d’essai sont décrites ci-dessous.

- éprouvettes : acier FALEX

- durée de rodage : 300 s ;

- durée d’essai ; 180 min ;

- charge de rodage : 445 N ;

- charge d’essai : 1335 N

- vitesse : 290 tr/min ;

- température ambiante.

Les résultats de l’essai sont présentés dans le tableau 3 suivant, et sont exprimés plus spécifiquement en pm ; plus la valeur obtenue est faible, meilleures sont les propriétés anti-usure de la composition évaluée.

Tableau 3 Les résultats montrent que l’ajout d’un diester de formule (I) selon l’invention aux compositions lubrifiantes permettent d’améliorer de manière significative leurs propriétés anti-usure.