Brevet FR2909098A1 — publié le 20080530

La présente invention concerne des formulations particulières et des procédés particuliers permettant une désactivation réduite des catalyseurs des systèmes d'échappement et assurant des taux plus élevés de phosphore dans des compositions d'huiles lubrifiantes. -Depuis plus de cinquante (50) ans, les huiles pour les moteurs d'automobiles ont été formulées avec un dialkyldithiophosphate de zinc (ZDDP), avec pour résultat de faibles degrés d'usure d'oxydation et de corrosion. L'additif est véritablement ubiquiste et est présent dans pratiquement toutes les huiles pour les moteurs modernes. Le ZDDP confère des performances multifonctionnelles dans les domaines des propriétés antiusure, antioxydation, anticorrosion et est indéniablement un des additifs les plus efficaces du point de vue du coût utilisé de manière générale par les fabricants et les fournisseurs d'huiles pour moteurs. Cependant, il existe un problème consistant en la possibilité de volatilisation du phosphore à partir des huiles pour moteurs et de son passage à travers la chambre de combustion, ce qui provoque le dépôt de phosphore élémentaire sur les systèmes catalytiques, avec pour résultat une perte d'efficacité du catalyseur. On sait que le ZDDP fournit une source de phosphore qui peut poser des problèmes significatifs avec les pots catalytiques et les capteurs d'oxygène lorsque le phosphore provenant de l'huile brûlée forme un vernis imperméable qui peut masquer les sites catalytiques de métaux précieux. En résultat, il existe de la part des fabricants d'automobiles une incitation à limiter et/ou réduire la quantité de ZDDP utilisée dans les huiles pour moteurs afin de faciliter l'obtention d'une plus longue durée de vie des pots d'échappement et des capteurs d'oxygène, et de réduire les coûts initiaux des pots d'échappement pour les fabricants par une plus basse teneur en métaux précieux. Bien qu'une réduction de la teneur en phosphore des huiles lubrifiantes puisse améliorer la durée de vie ou 2909098 2 l'efficacité des pots catalytiques, les avantages des additifs au phosphore pour la limitation du frottement et la protection contre l'usure ne peuvent être obtenus convenablement de manière équivalente avec des additifs ne 5 contenant pas de phosphore. En conséquence, il existe un besoin d'additifs et de procédés permettant une protection de l'activité catalytique sans réduire de manière significative la teneur totale en phosphore des compositions d'huiles lubrifiantes. 10 Dans des formes de réalisation illustratives, il est proposé une composition de lubrifiant permettant une rétention améliorée du phosphore et un procédé pour diminuer la désactivation du catalyseur dans un système catalytique pour un pot d'échappement d'un moteur. La composition de 15 lubrifiant est fournie par une huile de base et une composition d'additifs qui contient un mélange d'additifs contenant du phosphore. Le mélange d'additifs contenant du phosphore comprend un composé de phosphore contenant des cendres et un composé de phosphore sans cendre. La valeur 20 de rétention du phosphore provoquée par la composition de lubrifiant est supérieure à environ 85 pour cent après vieillissement de l'huile, sur la base de la quantité initiale de phosphore dans la composition de lubrifiant. Dans une autre forme de réalisation, une composition 25 d'additifs pour lubrifiants, comprenant un mélange d'additifs contenant du phosphore, est proposée. Les additifs contenant du phosphore peuvent être choisis parmi des composés de phosphore contenant des cendres et des composés de phosphore sans cendre. Suivant une telle forme de réalisation, le 30 mélange d'additifs contenant du phosphore fournit une teneur totale en phosphore d'environ 500 à environ 1000 millionièmes de phosphore dans une composition de lubrifiant. L'additif est également efficace pour permettre une rétention du phosphore qui dépasse environ 85 pour cent après vieillis- 35 sement de l'huile, sur la base de la quantité de phosphore présente initialement dans une composition de lubrifiant. 2909098 3 Dans une autre forme de réalisation, il est proposé un procédé pour augmenter la valeur de rétention du phosphore dans une composition de lubrifiant. Le procédé comprend la formulation d'une huile de base avec un additif renfermant 5 un composé de phosphore contenant des cendres et un composé de phosphore sans cendre. L'additif fournit environ 500 à environ 1000 millionièmes de phosphore dans la composition de lubrifiant. En outre, le rapport du phosphore provenant du composé de phosphore contenant des cendres au phosphore 10 provenant du composé de phosphore sans cendre dans la composition de lubrifiant est suffisant pour assurer une rétention du phosphore dans la composition du lubrifiant qui est supérieure à environ 85 pour cent après vieillissement de l'huile, sur la base de la quantité initiale de 15 phosphore dans la composition de lubrifiant. Dans une forme de réalisation supplémentaire, il est proposé un procédé pour diminuer la désactivation du catalyseur dans un pot catalytique d'automobile. Suivant le procédé, un moteur est lubrifié avec une composition de 20 lubrifiant comprenant une huile de base et un mélange d'additifs contenant du phosphore. Le mélange d'additifs comprend au moins un composé de phosphore contenant des cendres et au moins un composé de phosphore sans cendre en un rapport du phosphore provenant du composé de phosphore 25 contenant des cendres au phosphore provenant du composé de phosphore sans cendre compris dans l'intervalle d'environ 3:1 à environ 1:3. Le mélange d'additifs contenant du phosphore fournit environ 500 à environ 1000 millionièmes de phosphore à la composition de lubrifiant. 30 Les compositions et procédés décrits sans le présent mémoire conviennent particulièrement à la réduction de la désactivation des catalyseurs des pots d'échappement tout en maintenant des taux plus élevés d'additifs contenant du phosphore dans la composition de lubrifiant. D'autres 35 caractéristiques et avantages des compositions et procédés décrits dans le présent mémoire peuvent être manifestes par 2909098 4 référence à la description détaillée suivante qui est destinée à illustrer des aspects et des formes de réalisation, sans envisager de limiter les formes de réalisation décries dans la présente invention. 5 Il doit être entendu que la description générale précédente et la description détaillée suivante sont seulement illustratives et explicatives et sont destinées à fournir une explication plus détaillée des formes de réalisation décrites. 10 Les compositions de lubrifiants suivant les formes de réalisation décrites dans la présente invention peuvent comprendre une huile de base et un mélange d'additifs contenant du phosphore qui fournit environ 500 à environ 1000 millionièmes de phosphore à la composition de 15 lubrifiant sans effet néfaste sur l'activité catalytique du catalyseur pour les gaz d'échappement. Les compositions de lubrifiants peuvent être utilisées convenablement dans diverses applications comprenant, mais à titre non limitatif, des applications concernant les huiles pour 20 moteurs et/ou les obligations concernant les huiles pour moteurs à haut rendement. Des exemples peuvent comprendre le carter et/ou le pot catalytique pour diverses applications concernant des moteurs à combustion interne à allumage par étincelles et allumage par compression, les 25 moteurs d'automobiles et de camions, les moteurs diesel, marins et ferroviaires et des applications similaires. En plus des additifs contenant du phosphore, les compositions de lubrifiants peuvent comprendre un ou plusieurs constituants convenables comme additifs. Les 30 constituants servant d'additifs peuvent être combinés pour former une formulation d'additifs qui est combinée avec une huile de base. En variante, chacun des constituants servant d'additif peut être combiné directement avec l'huile de base. L'huile de base 35 Des huiles de base pouvant être utilisées convenablement avec les formes de réalisation illustratives peuvent être 2909098 5 choisies parmi des huiles de viscosité propres à la lubrification telles que des huiles minérales (ou naturelles), des huiles lubrifiantes synthétiques, des huiles végétales et leurs mélanges. Ces huiles de base comprennent celles 5 utilisées classiquement dans les huiles lubrifiantes de carter pour les moteurs à combustion interne, allumage par étincelle et allumage par compression, tels que les moteurs d'automobiles et de camions, les moteurs diesel, marins et ferroviaires et des moteurs similaires. Des huiles de base 10 convenables peuvent avoir une volatilité NOACK d'environ 5 à environ 15. A titre d'autre exemple, des huiles de base convenables peuvent avoir une volatilité NOACK d'environ 10 à environ 15. A titre d'exemple supplémentaire, des huiles de base convenables peuvent avoir une volatilité NOACK 15 d'environ 9 à environ 13. Les huiles de base sont classées habituellement dans le Groupe I, le Groupe II, le Groupe III, Le groupe IV et le Groupe V, de la manière décrite sur le Tableau 1 ci-dessous. Tableau 1 : Huiles de base des Groupes de I à v Huile de base % de soufre % de composés Indice de saturés viscosité Groupe I >0,03 et/ou REVENDICATIONS 1. Composition de lubrifiant, caractérisée en ce qu'elle comprend : (a) une huile de base ; et (b) une composition d'additifs comprenant un mélange d'additifs contenant du phosphore comprenant un composé de phosphore contenant des cendres et un composé de phosphore sans cendre, dans laquelle la valeur de rétention du phosphore de la composition de lubrifiant est supérieure à environ 85 % après vieillissement de l'huile, d'après une quantité initiale de phosphore dans la composition de lubrifiant. 2. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en une huile pour moteur. 3. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en une huile pour moteur à haut rendement. 4. Composition de lubrifiant suivant la revendication 20 1, caractérisée en ce que l'huile de base a une volatilité NOACK de 5 à 15. 5. Composition de lubrifiant suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'huile de base a une volatilité NOACK de 9 à 13. 25 6. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'huile de base comprend une huile minérale, une huile synthétique ou un de leurs mélanges. 7. Composition de lubrifiant suivant la revendication 30 1, caractérisée en ce que l'huile de base comprend un ou plusieurs membres choisis dans le groupe consistant en : une huile de base du Groupe I, une huile de base du Groupe II, une huile de base du Groupe III, une huile de base du Groupe IV et une huile de base du Groupe V. 35 8. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la quantité totale de phosphore 2909098 17 de la composition de lubrifiant est comprise dans l'intervalle de 500 à 1000 millionièmes. 9. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport du phosphore provenant 5 du composé de phosphore contenant des cendres au phosphore provenant du composé de phosphore sans cendre dans le mélange d'additifs contenant du phosphore est compris dans l'intervalle de 3:1 à 1:3. 10. Composition de lubrifiant suivant la revendication 10 1, caractérisée en ce que le composé de phosphore contenant des cendres comprend un dihydrocarbyldithiophosphate métallique. 11. Composition de lubrifiant suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le composé de phosphore sans 15 cendre comprend un sel d'amine dépourvu de métaux d'un phosphate d'acide. 12. Composition d'additifs pour lubrifiant, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange d'additifs contenant du phosphore choisis dans le groupe consistant en des composés de phosphore contenant des cendres et des composés de phosphore sans cendre, le mélange d'additifs contenant du phosphore fournissant une teneur totale en phosphore de 500 à 1000 millionièmes de phosphore dans une composition de lubrifiant, et la composition d'additifs étant efficace pour fournir une rétention de phosphore qui est supérieure à 85 pour cent après vieillissement de l'huile sur la base de la quantité de phosphore présente initialement dans la composition de lubrifiant. 13. Composition d'additifs suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le mélange d'additifs contenant du phosphore a un rapport du phosphore provenant des composés de phosphore contenant des cendres au phosphore provenant des composés de phosphore sans cendre compris dans l'intervalle de 3:1 à 1:3. 14. Composition d'additifs suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le composé de phosphore 2909098 18 contenant des cendres comprend un dihydrocarbyldithiophosphate métallique. 15. Composition d'additifs suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le composé de phosphore sans 5 cendre comprend un sel d'amine dépourvu de métaux d'un phosphate d'acide. 16. Huile lubrifiante pour moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend la composition d'additifs de la revendication 12. 10 17. Procédé pour augmenter la valeur de rétention du phosphore dans une composition de lubrifiant, caractérisé en ce qu'il comprend la formulation d'une huile de base avec un additif comprenant un composé de phosphore contenant des cendres et un composé de phosphore sans 15 cendre pour fournir 500 à 1000 millionièmes de phosphore dans la composition de lubrifiant, le rapport du phosphore provenant du composé de phosphore contenant des cendres au phosphore provenant du composé de phosphore sans cendre de la composition de lubrifiant étant suffisant pour assurer 20 une rétention du phosphore de la composition de lubrifiant qui est supérieure à 85 pour cent après vieillissement de l'huile sur la base de la quantité initiale de phosphore de la composition de lubrifiant. 18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé 25 en ce que l'huile de base a une volatilité NOACK de 5 à 15. 19. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le rapport du phosphore provenant du composé de phosphore contenant des cendres au phosphore provenant du composé de phosphore sans cendre dans la composition de 30 lubrifiant est compris dans l'intervalle de 3:1 à 1:3. 20. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le composé de phosphore contenant des cendres comprend un dihydrocarbyldithiophosphate métallique. 21. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé 35 en ce que le composé de phosphore sans cendre comprend un sel d'amine dépourvu de métaux d'un phosphate d'acide. 2909098 19 22. Procédé pour diminuer la désactivation du catalyseur dans un pot catalytique d'automobile, caractérisé en ce qu'il comprend la lubrification d'un moteur avec une composition de lubrifiant comprenant : 5 (a) une huile de base ; et (b) un mélange d'additifs contenant du phosphore, comprenant au moins un composé de phosphore contenant des cendres et au moins un composé de phosphore sans cendre en un rapport du phosphore provenant du composé de phosphore 10 contenant des cendres au phosphore provenant du composé de phosphore sans cendre compris dans l'intervalle de 3:1 à 1:3, le mélange d'additifs contenant du phosphore fournissant 500 à 1000 millionièmes de phosphore à la composition de lubrifiant, 15 dans laquelle la valeur de rétention du phosphore de la composition de lubrifiant est supérieure à environ 85 % après vieillissement de l'huile, d'après une quantité initiale de phosphore dans la composition de lubrifiant. 23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé 20 en ce que l'huile de base a une volatilité NOACK de 5 à 15. 24. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le composé de phosphore contenant des cendres comprend un dihydrocarbyldithiophosphate métallique. 25. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé 25 en ce que le composé de phosphore sans cendre comprend un sel d'amine dépourvu de métaux d'un phosphate d'acide.