Brevet FR3072969A1 — publié le 20190503

COMPOSITION LUBRIFIANTE GRAND FROID L'invention concerne le domaine des lubrifiants et notamment le domaine des compositions lubrifiantes utilisées en tant que fluide hydraulique, plus particulièrement mises en oeuvre à de très faibles températures. Le développement des activités en climat polaire (en Russie, Sibérie par exemple) nécessite l'adaptation de certains engins de travaux publics, tels que des engins de chantier, des pelles, des engins de convoyage, afin de permettre leur fonctionnement à des températures inférieures à -40°C. De tels engins ne peuvent fonctionner avec les compositions hydrauliques usuelles dans de telles conditions de température. Pour fonctionner à de telles températures, il est nécessaire que la composition lubrifiante possède un point d'écoulement très bas, généralement inférieur à -55°C et un indice de viscosité généralement supérieur à 300 afin de permettre de stabiliser la viscosité de la composition lubrifiante quelle que soit la température. Ainsi les compositions lubrifiantes destinées à être utilisées à des températures inférieures à -40°C peuvent comprendre des huiles de base présentant un indice de viscosité élevé, telles que les silicones, mais ce type d'huile est cher et peu adapté à une utilisation industrielle. Il est connu d'additiver une huile de base minérale très fluide avec un polymère permettant d'améliorer son indice de viscosité. C'est le cas notamment des fluides hydrauliques qui combinent une huile de base naphténique ou paraffinique très fluide avec un polymère permettant d'améliorer l'indice de viscosité, tel que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Un problème rencontré lors de l'utilisation à des températures inférieures à -40°C de tels fluides hydrauliques est la mauvaise stabilité au cisaillement de ces fluides, qui peut se traduire par une perte importante de viscosité cinématique du fluide. Cette mauvaise stabilité au cisaillement est due à l'ajout, généralement important (de 30 à 50% en masse de matière active), de polymère dans la composition lubrifiante. Un autre problème rencontré lors de l'utilisation à des températures inférieures à -40°C de tels fluides hydrauliques est la mauvaise stabilité au stockage de ces fluides, qui peut se traduire par une démixion du polymère et de l'huile de base. 2 Outre la mauvaise résistance au cisaillement, une telle composition lubrifiante peut ne pas être compatible avec les joints de l'installation, notamment les joints nitriles, du fait du choix de l'huile de base. Il est notamment possible d'observer un gonflement des joints nitriles au contact de la composition lubrifiante. 5 Il existe donc un besoin de disposer de compositions lubrifiantes permettant le fonctionnement d'engins à de basses températures, par exemple à des températures inférieures à -40°C, notamment en milieu polaire, ces compositions ayant de préférence une bonne stabilité au cisaillement, une bonne stabilité au stockage et une compatibilité 10 avec les joints acceptable. Il a maintenant été trouvé que la combinaison d'une huile de base associant un très bas point d'écoulement et une faible viscosité cinématique à 40°C avec un épaississant permet de fournir une composition lubrifiante stable au stockage ayant elle-même un point 15 d'écoulement très bas, permettant le fonctionnement d'engins à très basse température et assurant de préférence une bonne stabilité au cisaillement et une bonne compatibilité avec les joints. Ainsi l'invention fournit une composition hydraulique qui permet d'apporter une solution à 20 tout ou partie des problèmes des compositions lubrifiantes destinées à être utilisées à très basse température. La présente invention fournit une composition lubrifiante comprenant : - au moins une huile de base dont la viscosité cinématique mesurée à 40°C est inférieure 25 ou égale à 10 mm2/s et dont le point d'écoulement est inférieur ou égal à -50°C ; et - au moins un épaississant choisi parmi : - les polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène et ayant une viscosité cinématique mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445 (2015) supérieure ou égale à 50 mm2/s, 30 une viscosité cinématique mesurée à 40°C selon la rorme 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; - les polyéthylèneglycols alcoxylés, linéaires ou branchés ; et - leurs mélanges ; 35 ladite composition lubrifiante ayant un point d'écoulement inférieur ou égal à - 55 °C. 3 Avantageusement, la composition lubrifiante selon l'invention a un point d'écoulement inférieur ou égal à -60°C. Des points d'écoulementde -55, -56, -57, -58, -59, -60, -61, -62, -63, -64, -65°C peuvent être cités à titre d'exempb. 5 Le point d'écoulement de la composition lubrifiante est mesuré selon la norme ASTM D97. De façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention possède un haut indice de viscosité supérieur ou égal à 300 et un très bas point d'écoulement inférieur ou égal à - 10 55°C. Ainsi et de façon avantageuse, la composition lubrifiante selon l'invention peut être utilisée à des températures extrêmes et notamment à des températures inférieures à 40°C. Par ailleurs, de façon avantageuse, la compoàtion de l'invention présente une bonne stabilité au cisaillement et une bonne stabilité au stockage. 15 Avantageusement, l'huile de base de la composition lubrifiante selon l'invention est caractérisée par une viscosité cinématique mesurée à 40°C inférieure ou égale à 10mm2/s, de préférence la viscosité cinématique à 40°C est comprise entre 1 et 10 mm2/s, de préférence entre 2 et 10 mm2/s, encore plus préférentiellement entre 2 et 8 mm2/s et avantageusement la viscosité cinématique à 40°C de l'huile de base est 20 comprise entre 2 et 4 mm2/s. La viscosité de l'huile de base de la composition selon l'invention à 40°C est mesurée selon la norme ISO 3104 du 15 juillet 1997. De manière avantageuse, l'huile de base de la composition lubrifiante selon l'invention est 25 caractérisée par un point d'écoulement inférieur ou égal à -50°C. Le point d'écoulement est mesuré selon la norme ISO 3016 du ler août 1994. La ou les huiles de base utilisées dans les compositions lubrifiantes selon l'invention doivent présenter les caractéristiques physiques ci-dessus et peuvent être choisies dans 30 une large gamme. L'huile de base de la composition lubrifiante utilisée selon l'invention peut notamment être choisie parmi des huiles minérales, bio-sourcées, animales, végétales ou les huiles synthétique. La ou les huiles de base selon l'invention peuvent être des huiles biosourcées, des huiles d'origine végétale, minérale ou synthétique, choisies parmi les huiles des groupes III à V selon les classes définies dans la 35 classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) (tableau A), seules ou en mélanges. 4 Teneur en Teneur en Indice de saturés soufre viscosité (VI) Groupement I Huiles minérales 0,03 % 80 VI REVENDICATIONS1. Composition lubrifiante comprenant : au moins une huile de base dont la viscosité cinématique mesurée à 40°C est inférieure ou égale à 10 mm2/s et dont le point d'écoulement est inférieur ou égal à -50°C ; et au moins un épaississant choisi parmi : - les polyalkylène glycol (PAG) comprenant au moins 50% en masse de motifs oxydes de butylène 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; - les polyéthylèneglycols alcoxylés, linéaires ou ramifiés ; et - leurs mélanges ; ladite composition lubrifiante ayant un point d'écoulement inférieur ou égal à 55°C. 2. Composition selon la revendication 1, comprenant au moins un améliorateur de l'indice de viscosité choisi parmi les (polyalkyl)méthacrylates et les polyisoprènestyrène hydrogénés. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'huile de base est choisie parmi les huiles du groupe III, IV ou V, de préférence parmi les huiles de groupe IV et/ou V. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l'huile de base comprend plus de 90% en masse d'iso-paraffine, de préférence plus de 95%, et encore plus préférentiellement plus de 98%, et moins de 300ppm, préférentiellement moins de 100ppm, préférentiellement moins de 50ppm, encore plus préférentiellement moins de 20ppm d'aromatiques. 5. Composition selon la revendication 3 dans laquelle le ratio massique iso- paraffine/n-paraffine caractérisant l'huile de base est supérieur ou égal à 12:1, de préférence supérieur ou égal à 15:1, et avantageusement supérieur ou égal à 20:1. 20 6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l'huile de base présente une viscosité cinématique mesurée à 40°C comprise entre 1 et 10 mm2/s, de préférence comprise entre 2 et 10 mm2/s, encore plus 5 préférentiellement comprise entre 2 et 8 mm2/s et encore plus préférentiellement entre 2 et 4 mm2/s. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant de 50 à 85 % en masse d'huile de base par rapport à la masse totale de la 10 composition, préférentiellement de 55 à 80%, plus préférentiellement de 60 à 75%. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les PAG comprennent au moins 80% en masse de motifs oxyde de butylène. 15 9. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les polyéthylèneglycols alcoxylés sont de formule générale (I) RI (I) où 20 m est un nombre entier compris entre 0 et 30, m' est un nombre entier compris entre 0 et 30, (m + m') est un nombre entier compris entre 1 et 60, k est un nombre entier compris entre 2 et 50,et R1 désigne un radical alkyle non substitué, linéaire ou ramifié, ayant 6, 7, 8, 9, 10, 25 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 ou 28 atomes de carbone, moyennant quoi les concaténations désignées par k, m et m 'sont réparties pour former une structure polymérique séquencée. 30 10. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la teneur en matière active d'épaississant est comprise entre 5 et 50% en masse, 21 par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, de préférence de 10 et 45%. 11. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant 5 de 5 à 20% en masse de matière active d'améliorateur de viscosité par rapport à la masse totale de la composition, de préférence de 5 à 15%. 12. Utilisation d'une composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes en tant que fluide hydraulique ou en tant que composition lubrifiante pour compresseur rotatif.