Brevet FR2309628A1 — publié le 19761126

L'invention a pour objet l'addition de polysiloxanes rendus polaires par oxydation aux fluides silicones (polysiloxanes) pour améliorer leurs propriétés lubrifiantes. Les huiles animales et végétales qui seraient considérées comme les meilleurs lubrifiants, ne serait-ce leurs facilités à vieillir, sont essentiellement constituées d'acides gras polaires et d'une partie plus ou moins neutre suivant son état d'oxydation. Les acides gras polaires ont deux effets essentiels dans les phénomènes de lubrification 10) Ils assurent la protection des surfaces contre l'usure et limitent le coefficient de frottement dans des conditions de pressions élevées et de vitesses basses, par formation d'une couche adsorbée fortement adhérente appelée épilamen. 20) Lorsque la couche adsorbée est de suffisamment basse énergie par rapport à la tension superficielle de l'huile employée, elle assure le maintien en place de celle-ci en réglant la mouillabilité des solides à lubrifier. Dans le cas des polysiloxanes ou fluides silicones employés comme lubrifiants, il ne peut en être ainsi, ces produits étant parfaitement neutres et ne contenant aucun élément polaire. C'est pourquoi les lubrifiants polysiloxanes présentent deux défauts essentiels 10) Ils possèdent de mauvaises propriétés lubrifiantes daxs des conditions de fonctionnement limite, c'est-à-dire à basse vitesse et à pression élevée. Leurs tensions superficielles étant très faibles, ils s'étalent par mouillage de la surface lubrifiée. La solution adoptée pour éviter ce dernier inconvénient consiste à employer des revêtements de surface de basse énergie, tels que la tension critique de mouillage des solides à lubrifier devienne inférieure à la tension superficielle du polysiloxane utilisé comme lubrifiant. Deux sortes de produits peuvent être utilisés à l'heure actuelle pour ces traitements de surface 10) Des vernis dits barrière de nature diverse, généralement à base de fluor, insolubles dans les polysiloxanes. 20) Des polysiloxanes polaires obtenus par oxydation de polysiloxanes ordinaires. Ceux-ci sont adsorbés par les surfaces métalliques à lubrifier à partir d'une solution à 5 %0 dans le fréon et constituant une couche adhérente de basse énergie qui assure le maintien en place du produit polysiloxanique lubrifiant. La présente invention consiste en l'addition au fluide silicone destiné à la lubrification, d'une quantité quelconque d'un produit siloxane polaire susceptible d'assurer par adsorbtion une tension critique de mouillage des solides à lubrifier, inférieure à la tension superficielle du liquide lubrifiant. Le polysiloxane polaire peut être obtenu par oxydation par exemple dans l'ozone à loo" d'un polysiloxane non polaire. Celui-ci doit être choisi de façon telle que les radicaux non adsorbables aient des caractéristiques énergétiques suffisamment basses pour assurer la tension critique de mouillage voulue. A titre d'exemple, pour obtenir les propriétés lubrifiantes voulues d'un fluide diméthylpolysiloxane de tension superficielle 19 dynes/cm, on peut opérer de la façon suivante On choisit un diméthylpolysiloxane fluoré en (cl2) 2 n CF3, celui-ci est oxydé pendant dix heures à 1000 dans un courant d'ozone et mis en solution à une concentration de 0,5 à 1 % dans le diméthylpolysiloxane lubrifiant à une viscosité appropriée. Dans ces conditions, le fluide lubrifiant déposé sur une surface métallique polie forme une goutte avec un angle de raccordement de l'ordre de 120, le coefficient de frottement limite obtenu est de l'ordre de 0,08. A titre d'exemple, pour choisir le polysiloxane polaire constituant l'additif en fonction du polysiloxane lubrifiant, on se base sur les caractéristiques de tension critique de ntouil- lage des différents radicaux greffés sur la chaine siloxanique. C'est ainsi que les radicaux CF3 CF3 assurent une tension critique de mouillage de 15 dynes/cm, les radicaux (CF2)n CF3 assurent une tension critique de mouillage de 17 dynes/cm, les radicaux CF2 CF2 19 dynes/ cm et les radicaux CH3 CH3 23 dynes/cm. I - Addition aux fludies polysiloxaniques utilisés c-le lubrifiants fluorés, ou non. d'un polysiloxane oxydé poli, dans des proportions infêrieures à S X. susceptible d'assurer par adsorption par les solides à lubrifier une tension critique de mouillage de ces derniers inférieure à la tension superficielle propre du polysiloxane utilisé comme lubrifiant. 2 - Addition aux fluides diméthylpolysiloxanes fluorén, ou son, utilisés comme lubrifiants, d'un polysiloxane fluoré, ou non, oxydé polaire, susceptible d'assurer une tension critique de mouillage inférieure à 19 dynes/cm aux soli des sur lesquels la solution est déposée. 3 - Addition aux fluides méthylphényl et chloro- phênyl polysiloxanes fluor ou non, utilisés comme lubrifiants, d'un polysiloxa fluoré, ou non, oxydé polaire. sus- ceptible d'assurer une tension critique de mouillage inférieure à 22 dynes/cm aux solides sur lesquels la solution est déposée. 4 - Addition aux fluides méthylalkylpolysiloxanes fluorés, ou non. utilisés cons lubrifiants, d'un polysiloxa- ne fluoré, ou non, oxyoé polaire, susceptible d'assurer une tension critique de mouillage inférieure à 25 dynes/cm aux solides sur lesquels la solution est déposée.