Brevet FR2908422A1 — publié le 20080516

L'invention concerne des compositions de lubrifiants contenant des composés oxygénés à base d'esters d'acétals de glycérol. La maîtrise de l'environnement conduit depuis quelques décennies à la recherche de lubrifiants biodégradables pour remplacer les lubrifiants d'origine pétrolière. Ces substitutions ont déjà été engagées dans des secteurs dits à perte où le lubrifiant est irrécupérable. Il s'agit par exemple des activités forestières pour les huiles de chaîne de tronçonneuses, la navigation fluviale motorisée et le bâtiment pour les huiles de décoffrage. On connaît depuis longtemps les propriétés lubrifiantes de certains io composés à base de matière première végétale ou animale que l'on peut qualifier de biolubrifiants. On peut citer, par exemple, l'huile de colza, l'huile de ricin ou l'huile de palme pour les composés d'origine végétale, l'huile de poisson ou de baleine pour les composés d'origine animale. Ces biolubrifiants se présentent, soit sous forme d'huiles brutes sans transformations, soit sous 15 forme d'esters, par exemple les esters de glycérol ou de polyols, ces esters pouvant être traités pour atteindre des performances supérieures à celles des lubrifiants d'origine pétrolière. Le coût de ces huiles est aujourd'hui leur principal handicap dans la conquête des marchés. Le problème qui se pose est de trouver une huile de 20 base peu chère à laquelle on peut apporter les propriétés convenables au moyen de constituants ou d'additifs répondant aux besoins de l'application finale. L'objet de l'invention est de proposer l'utilisation d'esters d'acétals de glycérol comme constituants ou additifs de formulations de compositions 25 lubrifiantes apportant les propriétés convenant aux applications finales et présentant une bonne biodégradabilité. L'invention a pour objet une composition de lubrifiant contenant de 0,1 à 100 % poids d'au moins un ester d'acétal de glycérol répondant à l'une au moins des formules suivantes (1) et (2) : 2908422 2 R3 (1) (2) 5 dans lesquelles : R1 et R2 représentent chacun, soit un atome d'hydrogène, soit un radical hydrocarboné aliphatique, saturé ou non, linéaire ou ramifié, cycloaliphatique ou aromatique, comportant de 1 à 16 atomes de carbone, et R3 est un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 0 à 3 doubles io liaisons C=C, linéaire ou ramifié, comportant de 11 à 21 atomes de carbone, R1, R2 et R3 étant tels qu'ils comportent au total un minimum de 11 atomes de carbone. Le complément à 100% poids de la composition lubrifiante de l'invention est constitué de bases lubrifiantes classiques. Celles-ci seront, soit d'origine 15 végétale ou animale sous forme d'esters, soit des bases lubrifiantes d'origine pétrolière comportant le cas échéant des additifs fonctionnels usuels pour leur conférer les propriétés additionnelles correspondantes. R1 et F$, identiques ou différents, sont choisis par exemple parmi les radicaux suivants : H, CH3, C2H5, C2H3, C3H7, C3H5, C4H9, C5H11, C6H13, C7H15, 20 C8H17, C9H19, C11H23,C13H27. R3 est choisi par exemple parmi les radicaux suivants : C11H23, C13H27, C15H31, C15H29, C17H35, C17H33, C17H31, C17H29, C170H33, C19H39, C21H43. Il pourra alors être avantageux de choisir comme promoteur du radical R3 un acide gras R3COOH d'origine végétale ou animale, matière 25 première renouvelable. Des exemples d'acides carboxyliques de ce type sont donnés ci-après : les acides (aurique (R3=C11H23) , myristique, palmitique, palmitoléique, stéarique, oléique, linoléique, linolénique, ricinoléique, arachidonique, érucique. 2908422 3 Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le nombre d'atomes de carbone portés par l'ensemble des radicaux R1, R2 et R3 sera égal ou supérieur à 13. Dans une autre forme préférée de réalisation de l'invention, R et F2 5 représentent chacun, soit un atome d'hydrogène, soit un radical hydrocarboné comportant de 1 à 11 atomes de carbone, et R3 un radical comportant de 15 à 21 atomes de carbone, R1, R2 et R3 étant tels qu'ils comportent au total un minimum de 22 atomes de carbone. La chaîne R3 est sélectionnée de manière à conférer une bonne io performance de la composition en matière d'onctuosité, de stabilité thermique, d'anti-usure et de pouvoir dispersant. La synthèse des esters d'acétals de glycérol de l'invention se réalise selon des réactions bien connues et décrites notamment dans les références citées ci-dessous. 15 Une méthode de synthèse simple consiste à faire réagir en milieu acide un aldéhyde et/ou une cétone sur le glycérol, puis, après élimination de l'eau produite, à faire réagir un ester de formule R3COOR4 sur les isomères de l'acétal de glycérol de formule générale (3) et (4) : HO 20 et/ou HO (4) issus de la réaction précédente pour obtenir, par transestérification, les esters d'acétal de glycérol de l'invention. Cette méthode de préparation est par 25 exemple décrite par Socha et al. dans Journal of Applied Polymer Science (2001), 81(12), 2875-2880 et par Hochberg, S.J dans Coating Technol. 1965 pages 1043-1067, et met en oeuvre le mécanisme réactionnel (I) ci-dessous : 4 2908422 (I) C)> REVENDICATIONS 1) Composition lubrifiante contenant de 0,1 à 100 % poids d'au moins un ester d'acétal de glycérol répondant à l'une au moins des formules suivantes : R1 R2 R3 (1) (2) dans lesquelles R1 et R2 représentent chacun, soit un atome d'hydrogène, soit io un radical hydrocarboné aliphatique, saturé ou non, linéaire ou ramifié, cycloaliphatique ou aromatique comportant de 1 à 16 atomes de carbone, et F3 est un radical hydrocarboné aliphatique comprenant de 0 à 3 doubles liaisons C=C, linéaire ou ramifié, comportant de 11 à 21 atomes de carbone, R1, R2 et R3 étant tels qu'ils comportent au total un minimum de 11 atomes de 15 carbone, et de préférence un minimum de 13 atomes de carbone. 2) Composition selon la revendication 1, dans laquelle R1 et R2 représentent chacun, soit un atome d'hydrogène, soit un radical hydrocarboné comportant de 1 à 11 atomes de carbone, et R3 un radical comportant de 15 à 20 21 atomes de carbone, R1, R2 et R3 étant tels qu'ils comportent au total un minimum de 22 atomes de carbone.