Brevet FR3057878A1 — publié le 20180427

Composition lubrifiante La présente demande concerne le domaine des compositions lubrifiantes, plus particulièrement le domaine des compositions lubrifiantes pour moteur, notamment moteur de véhicule automobile, pour transmission et pour engrenage. Plus particulièrement, la présente demande concerne le domaine des compositions lubrifiantes pour transmission et engrenage. Les compositions lubrifiantes pour transmission (par exemple boîtes de vitesse ou pont) ou pour engrenages, notamment engrenages industriels, doivent satisfaire à de nombreuses exigences, notamment liées au confort de conduite (passage de vitesse parfait, marche silencieuse, fonctionnement sans incident, grande fiabilité), à la durée de vie de l'ensemble (réduction de l'usure lors du passage à froid, pas de dépôts et grande stabilité thermique, sécurité de graissage à hautes températures, situation de viscosité stable et absence de perte par cisaillement, longue durée de vie) ainsi qu'à la prise en compte d'aspects environnementaux (consommation de carburant inférieure, réduction de la consommation de lubrifiant, faible dégagement de bruit, évacuation facile). Il s'agit notamment des exigences imposées aux compositions lubrifiantes pour boîtes de vitesses à commande manuelle et engrenages d'essieux. Concernant les exigences imposées aux huiles de boîtes automatiques (huiles ATF pour automatic transmission fluids), elles sont très spécifiques et concernent notamment une grande constance du coefficient de frottement pendant toute la durée du séjour pour un changement de vitesse optimal, une excellente stabilité au vieillissement pour de longs intervalles de vidange, une bonne tenue viscosité-température afin de garantir un parfait fonctionnement avec un moteur chaud et un moteur froid et une compatibilité d'étanchéité suffisante avec différents élastomères utilisés dans les joints de transmissions pour que ceux-ci ne gonflent pas, ne rétrécissent pas et ne se fragilisent pas. Par ailleurs, dans le domaine de l'automobile, la recherche de la réduction des émissions de CO2 oblige à développer des produits permettant de réduire le frottement dans les boîtes de vitesses et dans les différentiels de ponts. Cette réduction du frottement dans les boîtes de vitesses et dans les différentiels de ponts doit être obtenue pour différentes conditions de fonctionnement. Ces réductions de frottements doivent concerner les frottements internes au lubrifiant mais également les frottements des éléments constituant les boîtes de vitesses ou les différentiels de ponts, en particulier les éléments métalliques. 3057878 2 Les (poly)alkylméthacrylate (PAMA) sont classiquement utilisés pour leur très bon apport en indice de viscosité mais présentent cependant une faible stabilité au cisaillement. De plus, les PAMA sont onéreux. Les polyalphaoléfines (PAO) sont également utilisées car présentent une bonne 5 stabilité au cisaillement, cependant leur apport en indice de viscosité est faible. Il y a donc un intérêt à fournir une solution permettant d'avoir un bon apport en viscosité et une bonne stabilité au cisaillement. Un objectif de la présente invention est donc de fournir une composition lubrifiante, 10 notamment pour transmission et engrenage, présentant un compromis entre indice de viscosité et stabilité au cisaillement. Un autre objectif de la présente invention est également de proposer une telle composition qui présente une stabilité de la viscosité en fonction de la température, c'est-à-dire un bon indice de viscosité. 15 Un autre objectif encore de la présente invention est de proposer une telle composition permettant un gain de Fuel Eco. D'autres objectifs encore apparaîtront à la lecture de la description de l'invention qui suit. 20 Ces objectifs sont remplis par la présente demande qui concerne une composition lubrifiante comprenant : - au moins une huile de base ; - au moins un polyalkylène glycol (PAG), comprenant au moins 50% en masse de motifs oxyde de butylène et des motifs oxyde de propylène, ayant une viscosité cinématique, 25 mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015), sLpérieure ou égale à 50 mm2/s, une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015), supérieure ou égale à 500 mm2/s et un Indice de Viscosité, mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012), supérieur ou égal à 160. 30 II doit bien être compris, dans le cadre de la présente invention, que l'huile de base et le PAG sont deux composés distincts. De préférence, le PAG de l'invention comprend au moins 80% en masse de motifs oxyde de butylène et des motifs oxyde de propylène. De manière encore plus préférée, le PAG de l'invention est un PAG dont les motifs alkylènes sont uniquement des motifs 35 oxyde de butylène. 3057878 3 Le PAG de l'invention est donc décrit comme un PAG dont les motifs oxyde d'alkylène sont choisis parmi des motifs oxyde de butylène et oxyde de propylène avec au moins 50% en masse, de préférence au moins 80% en masse, encore plus préféré 100% en masse, de motifs oxyde de butylène. 5 De manière particulièrement avantageuse, le PAG de l'invention est soluble dans l'huile de base, et de façon avantageuse quelle que soit la température. De préférence, le PAG est obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes de butylène. Notamment le PAG de l'invention peut être préparé selon les méthodes connues notamment décrites dans US20120108482 et notamment par réaction 10 d'un ou plusieurs alcools comprenant de 2 à 12 atomes de carbone, notamment polyol, de préférence diol, avec des oxyde de butylène et oxyde de propylène. Les alcools sont notamment des diols et de façon préférée le 1,2-propanediol. L'oxyde de butylène peut être choisi entre le 1,2-oxyde de butylène ou le 2,3-oxyde de butylène, de préférence le 1,2-oxyde de butylène. Dans le cas où le PAG ne comprend que des motifs oxyde de 15 butylène, le procédé décrit dans US20120108482 est adapté à la mise en oeuvre unique d'oxyde de butylène. De préférence, le PAG de l'invention comprend de 25 à 300 moles de motifs oxyde de butylène, de préférence de 50 à 200 moles. De préférence, le PAG de l'invention comprend un ratio 0/C (atome 20 d'oxygène/atome de carbone) en poids compris entre 0,29 et 0,38, de préférence compris entre 0,29 et 0,35. De préférence, le PAG de l'invention présente une masse molaire comprise entre 5000 et 200000 g/mol. De préférence, le PAG de l'invention présente une viscosité cinématique, mesurée 25 à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015), comprise entre 50 et 500 mm2/s, une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norrre ASTM D445 (2015), comprise entre 500 et 4000 mm2/s et un Indice de Viscosité, mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012), compris entre 160 et 300. 30 De préférence, la composition lubrifiante de l'invention comprend au plus 30% en poids de PAG, de préférence de 2 à 30% en poids de PAG, de manière plus préférentielle de 2 à 15% par rapport au poids total de la composition lubrifiante. La composition lubrifiante utilisée selon l'invention comprend au moins une huile 35 de base. De manière générale, la composition lubrifiante utilisée selon l'invention peut 3057878 4 comprendre tout type d'huile de base lubrifiante minérale, synthétique ou naturelle, animale ou végétale, connue de l'Homme du métier. Les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l'invention peuvent être des huiles d'origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à 5 V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) (tableau A) ou leurs mélanges. Teneur en Teneur en Indice de saturés soufre viscosité (VI) Groupement I Huiles minérales 0,03 % 80 \/l REVENDICATIONS1.- Composition lubrifiante comprenant : - au moins une huile de base ; - au moins un polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène et des motifs oxydes de propylène et ayant une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 50 mm2/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 500 mm2/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) supérieur ou égal à 160. 2.- Composition lubrifiante selon la revendication 1, dans laquelle le PAG comprend de 25 à 300 moles de motifs oxyde de butylène, de préférence de 50 à 200. 3.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle le PAG comprend un ratio 0/C (atome d'oxygène/atome de carbone) en poids compris entre 0,29 et 0,38, de préférence compris entre 0,29 et 0,35. 4.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le PAG comprend au moins 80% en masse de motifs oxydes de butylène. 5.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les motifs oxyde d'alkylène du PAG sont uniquement des motifs oxydes de butylène. 6.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le PAG présente une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) comprise entre 50 et 500 mm2/s, une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445 (2015) comprise entre 500 et 4000 mm2/s et un Indice de Viscosité mesuré selon la norme ASTM D2270 (2012) compris entre 160 et 300. 7.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant au plus 30% en poids de PAG, de préférence de 2 à 30%, de manière plus préférentielle de 2 à 15%, par rapport au poids total de la composition lubrifiante. 3057878 16 8.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le PAG est obtenu par réaction d'un ou plusieurs polyols comprenant de 2 à 12 atomes de carbone, de préférence diol, avec des oxydes de butylène et oxyde de propylène. 5 9.- Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l'huile de base est choisie parmi les huiles de groupe II et les huiles de groupe III. 10.- Utilisation d'une composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour la lubrification d'organes de transmissions de véhicules automobiles, notamment 10 transmission pour véhicules légers ou lourds, par exemple boîtes de vitesse, ponts, de préférence boîte de vitesse manuelle et ponts poids lourds ; ou pour les engrenages industriels. 11.- Procédé de lubrification d'au moins une pièce mécanique d'un organe de 15 transmission de véhicules automobiles ou d'engrenages industriels, ledit procédé comprenant au moins une étape dans laquelle ladite pièce mécanique est mise en contact avec au moins une composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 20