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Title:
CARBODIIMIDE FOR USE AS AN ADDITIVE IN LUBRICANTS INTENDED FOR DRIVE DEVICE SYSTEMS FOR IMPROVED ELASTOMER COMPATIBILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/061899
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a lubricant composition comprising one or more base oils, at least one carbodiimide additive and at least one basic organic additive to improve the total base number (TBN), as well as to a method for lubricating a drive device system using such a lubricant composition. The invention also relates to the use of at least one carbodiimide additive in a lubricant composition for a drive device system for improving the elastomer compatibility thereof.

Inventors:
DE FEO MODESTINO (FR)
CHAO GREGORY (FR)
FAURE STEVE (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/078022
Publication Date:
April 20, 2023
Filing Date:
October 10, 2022
Export Citation:
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Assignee:
TOTALENERGIES ONETECH (FR)
International Classes:
C10M141/06; C10M169/04
Domestic Patent References:
WO2000022074A12000-04-20
WO2017148816A12017-09-08
WO2020216655A12020-10-29
WO2018220007A12018-12-06
WO2018220009A12018-12-06
WO2019229173A12019-12-05
WO2020094796A12020-05-14
WO2020094800A12020-05-14
WO2021089671A12021-05-14
WO2020094796A12020-05-14
Foreign References:
EP2290043A12011-03-02
US20170292083A12017-10-12
US20140315768A12014-10-23
US5614483A1997-03-25
US3346496A1967-10-10
EP0992571A12000-04-12
EP2290043A12011-03-02
US20060122077A12006-06-08
EP20315181A2020-04-16
EP20315180A2020-04-16
EP20315182A2020-04-16
Other References:
NERSASIAN ET AL., ASLE TRANSACTIONS, vol. 23, no. 4, pages 343 - 352
CAS, no. 10563-29-8
Attorney, Agent or Firm:
CABINET NONY (FR)
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Claims:
55

Revendications

1. Composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, comprenant au moins :

- une ou plusieurs huiles de base ;

- au moins un additif carbodiimide ; et

- au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total de ladite composition, dit TBN.

2. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est de formule (I) suivante :

X-(-N=C=N-Y)q-N=C=N-Y (I) dans laquelle : chaque X et Y représentent, indépendamment l’un de l’autre, un radical hydrocarboné, saturé ou non, linéaire, ramifié ou cyclique, aromatique ou non, éventuellement substitué, comprenant de 6 à 60 atomes de carbone, en particulier de 8 à 20 atomes de carbone et plus particulièrement de 9 à 15 atomes de carbone ; q vaut 0 ou est un entier allant de 1 à 100, en particulier de 1 à 50 et plus particulièrement de 1 à 40.

3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est un mono-carbodiimide de formule (!’) suivante :

X-N=C=N-Y (T) dans laquelle X et Y, identiques ou différents, représentent des radicaux de formule dans laquelle :

* représente le site de liaison à un atome d’azote de la fonction carbodiimide ; au moins l’un des Ri et R2 représente un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; l’autre des Ri et R2 représente un atome d’hydrogène ; un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; et 56

R3 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; ledit groupe aromatique étant éventuellement condensé avec le cycle phényle le supportant.

4. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que X et Y, identiques ou différents, représentent des radicaux de formule dans laquelle Ri et R2, identiques ou différents, en particulier identiques, représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, et plus préférentiellement des groupes isopropyle ; et

R3 représente un atome d’hydrogène ou groupe alkyle ramifié en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, de préférence un atome d’hydrogène.

5. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif carbodiimide est choisi parmi le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide, le N,N’-bis(2,4,6-triisopropylphenyl)carbodiimide et leurs mélanges, en particulier ledit additif carbodiimide est le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide.

6. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN présente un indice de base, dit BN, mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.

7. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi :

(a) des additifs polyalkylamines ;

(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium ;

(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :

. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé, 57

. un composé boré et

. un composé aminé ; et leurs mélanges.

8. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi les polyalkylamines de formule (II) : dans laquelle :

R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone ;

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 22 atomes de carbone ;

Al et A2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkylène en Ci à CÔ ; en particulier en Ci à C4, de préférence des groupes propylène -(CEh - ; et m vaut 0, 1, 2 ou 3, de préférence m vaut 1 ou 2.

9. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit additif organique basique améliorant le TBN est choisi parmi les polyalkylamines de formule (Il-a) dans laquelle :

R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ;

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; et les polyalkylamines de formule (Il-b) 58 dans laquelle :

R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Cs à C22, de préférence en C14 à Cis et plus préférentiellement en Ci6 à Cis.

10. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou lesdits additifs organiques basiques améliorant le TBN sont mis en œuvre en une teneur d’au moins 0,1 % massique, en particulier comprise entre 0,1 et 10 % massique, plus particulièrement entre 0,5 et 7 % massique, de préférence entre 1 et 5 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition.

11. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un ou plusieurs autres additifs, distincts du ou desdits additifs carbodiimides et du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN, choisis parmi les additifs détergents métalliques ; les additifs modificateurs de frottement, les additifs antiusure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité, les additifs abaisseurs du point d’écoulement, les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges.

12. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite composition lubrifiante étant un lubrifiant pour un système de motorisation à gaz, notamment au biogaz, en particulier pour un moteur au gaz naturel liquéfié ou comprimé, un moteur à hydrogène ou encore un moteur dual-fuel, en particulier pour un système de motorisation à quatre temps, notamment pour un moteur de poids lourd ou un moteur quatre- temps marin.

13. Procédé de lubrification d’un système de motorisation comprenant une étape de mise en contact d’au moins une pièce mécanique dudit système avec une composition lubrifiante telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.

14. Utilisation d’au moins un additif carbodiimide dans une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, pour améliorer sa compatibilité avec les élastomères, en particulier dans une composition lubrifiante comprenant au moins un additif organique basique améliorant le TBN.

15. Utilisation selon la revendication précédente, dans laquelle ledit additif carbodiimide et/ou ledit additif organique basique améliorant le TBN sont tels que définis dans l’une quelconque des revendications 2 à 10.

Description:
Description

Titre : Carbodiimide comme additif dans des lubrifiants destinés à des systèmes de motorisation pour améliorer la compatibilité avec les élastomères

Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des compositions lubrifiantes, notamment des compositions lubrifiantes pour la lubrification des systèmes de motorisation mobiles ou stationnaires. Elle concerne plus particulièrement l’utilisation de carbodiimides à titre d’additifs dans des compositions lubrifiantes pour améliorer leur compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les matériaux élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation.

De manière avantageuse, l’invention permet notamment d’améliorer la compatibilité avec les élastomères de lubrifiants mettant en œuvre un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition.

Technique antérieure

Les compositions lubrifiantes, dites encore « les lubrifiants », sont communément mises en œuvre dans les moteurs à des fins principales de réduction des forces de frottement entre les différentes pièces métalliques en mouvement dans les moteurs. Elles sont en outre efficaces pour prévenir une usure prématurée voire un endommagement de ces pièces, et en particulier de leur surface.

Pour ce faire, une composition lubrifiante est classiquement composée d’une huile de base à laquelle sont généralement associés plusieurs additifs dédiés à stimuler les performances lubrifiantes de l’huile de base, comme par exemple des additifs modificateurs de frottement, mais aussi à procurer des performances supplémentaires.

De fait, les lubrifiants destinés à la lubrification des moteurs, par exemple des moteurs à gaz, en particulier à hydrogène ou au gaz naturel, ou des moteurs dual-fuel (par exemple moteurs mixtes gaz/essence ou gaz/gazole), doivent satisfaire plusieurs exigences. Ils doivent ainsi combiner de bonnes performances anti-usure, anti-corrosion, de bonnes propriétés de détergence et de dispersion pour réduire la formation de dépôts.

Les moteurs à combustion interne produisent des sous-produits acides. Ces produits acides peuvent par exemple provenir de la combustion du carburant ou encore d’impuretés provenant du carburant ou de la composition lubrifiante, provoquant la formation d’oxydes soufrés qui, en présence d’eau, sont hydrolysés en sous-produits acides. Ces sous-produits acides ont des effets néfastes sur les performances du lubrifiant moteur, ainsi que directement sur le moteur. Ils peuvent notamment provoquer des problèmes de corrosion, d’usure et de dépôts au niveau des pièces métalliques du moteur.

Il est par conséquent nécessaire que les lubrifiants puissent neutraliser ces matières acides, afin de réduire, voire de prévenir les dommages qu’ils peuvent induire au niveau du système de motorisation.

Des détergents surbasés par des sels métalliques insolubles, par exemple à base de carbonate de calcium ou de magnésium, ont été couramment utilisés pour neutraliser ces sous-produits. Cependant, ces détergents métalliques, par exemple à base de phénolate et de sulfonate, sont générateurs de cendres et par conséquent indésirables.

En particulier, les spécifications en termes de « bas taux de cendres » (LOW SAPS), élaborées par l’Association des Constructeurs Automobiles Européens (ACEA), imposent aux compositions lubrifiantes des teneurs limites en cendres sulfatées (générées par la présence de métaux), en soufre et en phosphore, d’où l’appellation « Low SAPS » pour « Low Sulfated Ashes, Phosphorus, Sulfur ». En effet, le soufre, le phosphore et les cendres sulfatées peuvent endommager les systèmes de post traitements installés sur les véhicules. Les cendres sont notamment néfastes pour les filtres à particules (F AP).

H a ainsi été proposé de mettre en œuvre, à titre d’alternative aux détergents métalliques surbasés, des additifs organiques basiques, ne générant pas de cendres, aptes à réagir avec les acides et les neutraliser.

Ces additifs organiques basiques permettent ainsi d’accroître l’indice de base total, dit TBN pour « Total Base Number » de la composition lubrifiante, sans impacter le taux de cendres sulfatées, afin de respecter les teneurs limites imposées pour les lubrifiants « Low SAPS ». Us sont encore communément désignés sous l’appellation « TBN booster ».

Le TBN, mesuré selon la norme ASTM D2896, est une mesure de la basicité du lubrifiant, et donc de sa capacité à neutraliser l’acidité se développant dans le lubrifiant en cours de fonctionnement. H est exprimé en milligrammes d’hydroxyde de potassium par gramme d’échantillon d’huile lubrifiante (mg KOH/g). En particulier, des additifs aminés, par exemple de type amines alkylées et aromatiques, n’engendrant pas de cendres, ont été proposés comme alternative aux détergents métalliques surbasés.

Malheureusement, cette additivation du lubrifiant par de tels additifs organiques basiques, notamment par des additifs aminés, est susceptible d’induire des effets néfastes pour ce qui est de la compatibilité du lubrifiant avec les élasto mères et, par conséquent, d’ entrainer une dégradation des matériaux des joints élastomères, en particulier des joints en fluoropolymère (Nersasian et al., Asie Transactions, volume 23, 4, 343-352).

La dégradation du matériau élastomère d’un joint peut se traduire par exemple par un gonflement, un rétrécissement, une fragilisation du joint, et peut entraîner une défaillance du joint, telle que des fuites de joint, ce qui nuit aux performances du moteur et peut également endommager le moteur.

Dès lors, la quantité introduite de tels additifs organiques basiques doit être étroitement contrôlée afin d’assurer une compatibilité satisfaisante pour ne pas impacter les matériaux élastomères mis en œuvre au niveau du système de motorisation, par exemple au niveau des joints. En conséquence, l’augmentation du TBN du lubrifiant via l’ajout de tels additifs est limitée par la quantité en additifs organiques basiques, par exemple en amines, acceptable pour ne pas induire une dégradation conséquente des joints.

Pour améliorer la compatibilité de compositions lubrifiantes avec des joints en fluoropolymère, le document US 2014/0315768 propose par exemple un additif comprenant au moins un atome d’iode, en particulier un iodure d’alkyle tel que l’iodododécane.

Toutefois, l’ajout d’un tel additif ne permet pas d’accéder à une amélioration de la compatibilité de la composition lubrifiante vis-à-vis des différents types d’ élastomères pouvant être utilisés au niveau des joints des systèmes de motorisation, par exemple pour des motorisations à gaz ou des motorisations de poids lourds, avec lesquels le lubrifiant est en contact, notamment vis-à-vis d’ élastomères éthylène-acryliques.

La présente invention vise à proposer un moyen pour améliorer la compatibilité des lubrifiants avec les différents élastomères pouvant être utilisés dans les joints des systèmes de motorisation avec lesquels le lubrifiant est en contact, notamment dans le cadre de la formulation de lubrifiants incorporant des additifs organiques basiques, notamment aminés, mis en œuvre pour augmenter le TBN du lubrifiant.

Les carbodiimides sont connus comme agents anti-hydrolyse dans la formulation de matériaux de type caoutchouc et plastiques, notamment pour des polyesters, polyamides et polyuréthanes thermoplastiques.

Par ailleurs, dans le domaine des lubrifiants, le document US 5,614,483 décrit la mise en œuvre de carbodiimides comme additifs stabilisateurs dans une base lubrifiante contenant des groupes ester pour empêcher la décomposition hydrolytique.

Les carbodiimides ont également été proposés pour améliorer la stabilité à l’oxydation, les performances anti-rouille ou anti-corrosion des lubrifiants. Par exemple, le document US3,346,496 propose la mise en œuvre de carbodiimides comme antioxydants et comme agents de protection contre la corrosion, en combinaison avec des antioxydants diphényl amine ou hydroquinolines.

Le document WO 00/22074 propose d’associer un additif acide anti-rouille et un désactivateur d’acide tel qu’un carbodiimide, pour formuler une huile lubrifiante présentant une stabilité à l’oxydation améliorée et des performances anti-rouille.

Le document EP 0 992 571 décrit encore la mise en œuvre d’un carbodiimide avec une amine N-phényl-naphthyl spécifique pour améliorer la stabilité à l’oxydation d’huiles minérales.

On peut encore citer le document EP 2 290 043 qui décrit la mise en œuvre d’un carbodiimide liposoluble en association avec un sel métallique d’acide dithiophosphorique, pour améliorer les propriétés d’anti-corrosion de la composition lubrifiante.

Egalement, le document US 2006/0122077 décrit la mise en œuvre d’un carbodiimide, en combinaison avec un acide carboxylique comprenant de 2 à 24 atomes de carbone, pour améliorer les propriétés d’inhibition de corrosion, de lubrification et de compatibilité au plomb, dans une composition pour des transmissions de puissance.

En revanche, il n’a jamais été proposé de mettre en œuvre des additifs carbodiimides afin d’accroître la compatibilité d’un lubrifiant, destiné à un système de motorisation, avec les élastomères, en particulier les élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation. Exposé de l’invention

La présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, comprenant au moins :

- une ou plusieurs huiles de base ;

- au moins un additif carbodiimide ; et

- au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total de ladite composition, en particulier de type polyalkylamine.

Le ou les additifs organiques basiques, dits « TBN booster », mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention, permettent d’accroître l’indice de base total tel que défini précédemment, noté TBN, de la composition ; autrement dit sont aptes à neutraliser les acides provenant par exemple de la combustion des gaz ou de sous-produits de décomposition chimique, et permettent d’accéder à des performances de détergence améliorées.

De préférence, le ou lesdits additifs « TBN booster » présentent un indice de base, dit BN (pour « Base number » en terminologie anglo-saxonne), mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.

De préférence, le ou lesdits additifs « TBN booster » sont choisis parmi :

(a) des additifs polyalkylamines ;

(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium ;

(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :

. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;

. un composé boré ; et

. un composé aminé ; et leurs mélanges.

Des exemples de ces additifs « TBN booster » sont détaillés plus précisément dans la suite du texte.

Selon un mode de réalisation particulier, le ou lesdits additifs « TBN booster » sont choisis parmi des polyalkylamines. Une telle composition lubrifiante présente avantageusement une compatibilité améliorée avec les élastomères, en particulier avec les élastomères des joints présents au niveau des systèmes de motorisation, avec lesquels elle est destinée à entrer en contact.

De fait, comme illustré dans les exemples qui suivent, les inventeurs ont découvert qu’il est possible, en supplémentant un lubrifiant, en particulier comprenant un ou plusieurs additifs organiques basiques, notamment de type polyalkylamine, mis en œuvre pour augmenter le TBN du lubrifiant, par un additif carbodiimide, d’améliorer de manière significative la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères et, en particulier, de réduire/limiter de manière avantageuse les effets néfastes associés à la mise en œuvre desdits additifs organiques basiques « TBN booster ».

L’invention concerne ainsi, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’au moins un additif carbodiimide dans une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier dans une composition lubrifiante comprenant au moins un additif organique basique améliorant le TBN, pour améliorer sa compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les élastomères des joints du système de motorisation avec lesquels la composition lubrifiante est destinée à entrer en contact.

Comme indiqué dans les exemples, la compatibilité des élastomères peut être évaluée selon la norme CEC L-l 12-16, commune pour les moteurs Diesel de poids lourds et moteurs à gaz, qui référence la compatibilité sur quatre types d’élastomère différents : « RE6 » pour un fluoroélastomère, « RE7 » pour un polyacrylate, « RE8 » pour un nitrile et « RE9 » pour un éthylène acrylique.

Cette compatibilité se traduit par une absence d’altération physique ou chimique de l’élastomère et donc par le maintien des coefficients de traction/friction et d’élongation à la rupture à des niveaux satisfaisants.

De manière avantageuse, l’ajout de l’additif carbodiimide permet d’améliorer la compatibilité du lubrifiant, non seulement vis-à-vis des élastomères de type fluoropolymère, mais également sur l’ensemble des types d’ élastomères considérés selon cette norme et qui peuvent être exposés au lubrifiant au sein du système de motorisation.

De manière avantageuse, la possibilité d’accroître la compatibilité du lubrifiant via l’ajout d’un additif carbodiimide selon l’invention autorise la mise en œuvre dans le lubrifiant d’additifs organiques basiques, exempt de cendres, en particulier d’additifs aminés tels que décrits dans la suite du texte, en particulier en des quantités supérieures à celles pouvant être considérées en l’absence d’additif carbodiimide, sans impacter négativement les propriétés de compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.

L’invention concerne encore un procédé ou une méthode pour améliorer la compatibilité avec les élastomères, en particulier avec les joints, d’une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier d’une composition lubrifiante mettant en œuvre un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant le TBN du lubrifiant, de préférence une ou plusieurs poly alkylamines, comprenant l’ajout à ladite composition d’au moins un additif carbodiimide.

La mise en œuvre d’un additif carbodiimide selon l’invention, en association avec un ou plusieurs additifs organiques basiques, permet ainsi de palier l’effet néfaste de ces derniers sur la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, et ainsi de réduire les dommages du lubrifiant sur le matériau élastomère des joints.

L’invention permet ainsi avantageusement de formuler un lubrifiant comprenant une teneur accrue d’additifs basiques organiques sans cendres, en particulier de poly alkylamines, sans pour autant altérer la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, notamment les élastomères de joints.

En tirant profit de la mise en œuvre de composés organiques basiques à titre d’additifs « TBN boosters », en lieu et place des détergents métalliques conventionnels, engendrant des cendres, il est ainsi possible d’accéder à un lubrifiant présentant un indice de base total TBN élevé, en particulier adapté à l’usage souhaité pour le lubrifiant, tout en maintenant un faible taux en cendres.

Une composition lubrifiante selon l’invention peut ainsi combiner un TBN élevé, un faible taux en cendres, notamment en cendres sulfatées, et de bonnes propriétés de compatibilité avec les élastomères.

En particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter avantageusement un TBN, mesuré selon la norme ASTM D2896 d’au moins 1 mg KOH/g de composition lubrifiante, en particulier d’au moins 2 mg KOH, notamment d’au moins 3 mg KOH par gramme de composition lubrifiante. Une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter avantageusement une faible teneur en cendres sulfatées. En particulier, la teneur en cendres sulfatées d’une composition lubrifiante selon l’invention peut être inférieure ou égale à 1,3 % massique, en particulier inférieure ou égale à 1 % massique, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,8 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Le taux de cendres sulfatées peut être mesuré selon la norme ASTM D874.

L’invention concerne, selon un autre de ses aspects, un procédé ou une méthode pour accroître le TBN d’une composition lubrifiante destinée à un système de motorisation, en particulier d’une composition lubrifiante à faible taux de cendres, sans impacter le taux de cendres de ladite composition ni sa compatibilité avec les élastomères, comprenant l’ajout à ladite composition lubrifiante d’au moins un additif organique basique améliorant le TBN, en particulier d’au moins un additif de type polyalkylamine, en association avec au moins un additif carbodiimide.

Les lubrifiants considérés selon l’invention, présentant une compatibilité améliorée avec les élastomères, peuvent être mis en œuvre pour divers systèmes de motorisation, mobiles ou stationnaires, en particulier pour des systèmes de motorisation comprenant un ou plusieurs matériaux élastomères, notamment des joints élastomères, avec le ou lesquels le lubrifiant est mis au contact.

Par « système de motorisation » au sens de la présente invention, on entend désigner un système comprenant toutes les pièces mécaniques nécessaires à l’application mobile ou stationnaire visée et incluant au moins un moteur, en particulier un moteur à combustion interne. Il peut s’agir d’un système de motorisation à combustion, à gaz, notamment à hydrogène, à ammoniaque, électrique ou hybride, mixte (dual fuel), par exemple dual fuel gaz/essence ou gaz/gazole, suivant la nature du ou des moteurs inclus dans le système de motorisation : moteur à combustion, à gaz, notamment à hydrogène, à ammoniaque et/ou électrique.

Un système de motorisation « mobile » est plus particulièrement un système de motorisation mis en œuvre dans des véhicules, incluant les véhicules légers, les véhicules poids-lourds, les machines mobiles dites « off road » ou encore les véhicules marins. Un système de motorisation mobile correspond ainsi plus particulièrement au système de propulsion d’un véhicule.

Par « système de propulsion » au sens de la présente invention, on entend désigner un système comprenant les pièces mécaniques nécessaires à la propulsion d’un véhicule. Le système de propulsion englobe plus particulièrement un moteur, une transmission et éventuellement une batterie. La batterie est elle-même généralement constituée d’un ensemble d’accumulateurs électriques, appelés cellules.

Un système de motorisation « stationnaire » au sens de l’invention est un système de motorisation incluant un moteur stationnaire. Il peut trouver par exemple des applications dans des dispositifs de production d’énergie électrique. Il peut s’agir en particulier d’un système de motorisation à gaz, en particulier d’un moteur à gaz stationnaire.

De manière avantageuse, la composition lubrifiante considérée selon l’invention est mise en œuvre pour un système de motorisation à gaz, y compris des systèmes de motorisation au biogaz, notamment pour des moteurs au gaz naturel (gaz naturel liquéfié (GNL) ou gaz naturel comprimé (GNC), des moteurs à hydrogène ou encore des moteurs dual-fuel, pour lesquels il est impératif de contrôler à la fois la teneur en cendres et le TBN.

Il peut s’agir d’une composition lubrifiante pour un système de motorisation à quatre temps, notamment pour des moteurs de poids lourd ou des moteur quatre-temps marins.

Selon un mode de réalisation particulier, le lubrifiant considéré selon l’invention est destiné à un moteur quatre temps fonctionnant au gaz, notamment à l’hydrogène ou au gaz naturel.

L’invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, un procédé ou une méthode de lubrification d’un système de motorisation, en particulier tel que décrit ci-dessus, comprenant une étape de mise en contact d’au moins une pièce mécanique dudit système avec une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus.

D’autres caractéristiques, variantes et avantages de la mise en œuvre d’un additif carbodiimide selon l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description et des exemples qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention. Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.

Dans le cadre de l’invention, on entend par :

- « alkyle », un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié ; par exemple, un alkyle en C x à C z représente une chaîne carbonée saturée de x à z atomes de carbone, linéaire ou ramifiée ;

- « cycloalkyle », un groupe alkyle cyclique, par exemple un cycloalkyle en C x à C z représente un groupe carboné cyclique de x à z atomes de carbone, par exemple un cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle ;

- « aryle », un groupe hydrocarboné aromatique mono- ou polycyclique, en particulier comprenant entre 6 et 10 atomes de carbones. A titre d’exemple de groupe aryle, on peut citer les groupes phényle ou naphtyle ;

- « aralkyle », un groupe aryle tel que défini précédemment, substitué par au moins un groupe alkyle tel que défini précédemment. Le groupe aralkyle peut être lié au reste de la molécule par la partie aryle ou alkyle du radical.

- « alkylène », un radical divalent, de préférence saturé, linéaire ou ramifié, dérivé d’un hydrocarbure par retrait de deux atomes d’hydrogènes sur des atomes de carbone distincts. Par exemple un groupe C1-C3- alkylène représente une chaine carbonée saturée, linéaire ou ramifiée, de 1 à 3 atomes de carbone, par exemple un méthylène, éthylène, 1-méthyléthylène ou propylène ;

- « alcényle », un groupe aliphatique, linéaire ou ramifié, mono- ou polyinsaturé ; par exemple contenant un ou deux insaturations éthyléniques ;

- « hydrocarboné », un composé ou un fragment d’un composé choisi parmi : un alkyle, un alcényle, un aryle, un aralkyle. Les groupes hydrocarbonés peuvent, le cas échéant, inclure des hétéroatomes.

Description détaillée

ADDITIF CARBODIIMIDE

Comme indiqué précédemment, l’invention repose sur la mise en œuvre, dans un lubrifiant pour système de motorisation, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, pour améliorer la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères. Il est entendu que l’invention peut mettre en œuvre un unique additif carbodiimide ou un mélange d’au moins deux additifs carbodiimides distincts, notamment deux, trois ou plus additifs carbodiimides distincts, en particulier tels que définis ci-dessous.

Par « additif carbodiimide », on entend désigner un additif comprenant au moins un motif -N=C=N-.

L’additif carbodiimide considéré selon l’invention peut être un additif dit « mono- carbodiimide » comprenant un unique motif carbodiimide, ou encore un additif dit « poly- carbodiimide » comprenant au moins deux motifs carbodiimides.

De préférence, les additifs carbodiimides mis en œuvre selon l’invention sont de formule (I) suivante :

[Chem 1]

X-(-N=C=N-Y) q -N=C=N-Y (I) dans laquelle :

X et Y représentent, indépendamment l’un de l’autre, un radical hydrocarboné, saturé ou non, linéaire, ramifié ou cyclique, aromatique ou non, éventuellement substitué, comprenant de préférence de 6 à 60 atomes de carbone, en particulier de 8 à 20 atomes de carbones, et plus particulièrement de 9 à 15 atomes de carbone ; et q vaut 0 ou est un entier allant de 1 à 100, en particulier de 1 à 50 et plus particulièrement de 1 à 40.

Lesdits radicaux X et Y, de préférence aromatiques, peuvent présenter des substituants aromatiques, aliphatiques et/ou cycloaliphatiques, de préférence au moins en position ortho relativement au groupe carbodiimide, par exemple des groupements alkyles comprenant au moins deux atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation particulier, l’additif carbodiimide considéré selon l’invention est un mono-carbodiimide.

Il répond plus particulièrement à la formule (I) précitée dans laquelle q vaut 0. Autrement dit, l’additif carbodiimide considéré selon l’invention peut être de formule (!’) suivante :

[Chem 2]

X-N=C=N-Y (!’), dans laquelle X et Y sont tels que définis précédemment.

En particulier, X et Y, identiques ou différents, en particulier identiques, peuvent représenter un groupement phényle, de préférence substitué au niveau d’au moins l’une des positions ortho relativement à la fonction carbodiimide, de préférence au niveau des deux positions ortho, et optionnellement en position para relativement à la fonction carbodiimide, par un groupe choisi parmi des groupes aliphatiques, linéaires, ramifiés ou cycliques, substitués ou non, saturés ou non, et des groupes aromatiques substitués ou non, lesdits groupes aliphatiques et/ou aromatiques comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone.

Autrement dit, X et Y dans la formule (!’) précitée, identiques ou différents, en particulier identiques, peuvent représenter des radicaux de formule :

[Chem 3] dans laquelle :

* représente le site de liaison à un atome d’azote de la fonction carbodiimide ; au moins l’un des Ri et R2 représente un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; l’autre des Ri et R2 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; et

R3 représente un atome d’hydrogène, un groupe aliphatique, linéaire, ramifié ou cyclique, substitué ou non, saturé ou non, ou un groupe aromatique substitué ou non, comprenant de préférence de 2 à 20 atomes de carbone ; ledit groupe aromatique étant éventuellement condensé avec le cycle phényle le supportant.

De préférence, au moins l’un des Ri et R2, en particulier Ri et R2, identiques ou différents, représente(nt) un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C2 à C20, tels que des groupes éthyle, propyle, isopropyle, butyle, tertbutyle ; un groupe cycloalkyle en C3 à C20, par exemple un groupe cyclohexyle ; ou un groupe aryle ou aralkyl comprenant de 6 à 15 atomes de carbone, tel qu’un groupe phényle, tolyle, benzyle.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, Ri et R2, identiques ou différents, en particulier identiques, représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, tels que des groupes isopropyle. De préférence, R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ramifié en C3 à C20, en particulier en C3 à Cio, notamment en C3 à CÔ, tel qu’un groupe isopropyle ; plus préférentiellement R3 représente un atome d’hydrogène.

Selon un mode de réalisation particulier, l’additif carbodiimide mis en œuvre selon l’invention répond à la formule (l’a) suivante : [Chem 4] dans laquelle les groupes Ri, identiques ou différents, et les groupes R2, identiques ou différents, sont tels que définis précédemment, en particulier représentent des groupes alkyles ramifiés en C3 à CÔ, de préférence des groupes isopropyle.

A titre d’exemple, l’additif carbodiimide peut être choisi parmi le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide, le N,N’-bis(2,4,6-triisopropylphenyl)carbodiimide et leurs melanges. Selon un mode de réalisation particulier préféré, l’additif carbodiimide est le N,N’-bis(2,6- diisopropylphenyl)carbodiimide.

Les additifs carbodiimides peuvent également être choisis parmi des dimères, oligomères et polymères de carbodiimides, dits additifs « poly-carbodiimides ».

De tels additifs poly-carbodiimides répondent plus particulièrement à la formule (I) précitée, dans laquelle q est supérieur ou égal à 1, les groupes X et Y pouvant être tels que définis précédemment pour les mono-carbodiimides.

Les additifs carbodiimides mis en œuvre selon l’invention, de préférence mono- carbodiimides, peuvent être disponibles dans le commerce ou préparés selon des méthodes de synthèse connues de l’homme du métier.

Le ou lesdits additifs carbodiimides sont avantageusement mis en œuvre en une teneur suffisante pour accéder à l’effet souhaité en termes de compatibilité du lubrifiant vis-à-vis des élastomères, en particulier pour atteindre les spécifications requises pour le lubrifiant en termes de compatibilité avec les élastomères, par exemple telles qu’évaluées selon la norme CEC L-l 12-16.

La quantité mise en œuvre en additif(s) carbodiimide(s) varie ainsi plus particulièrement en fonction de la nature du lubrifiant, et plus particulièrement au regard de la nature et de la quantité des additifs organiques basiques, notamment des additifs aminés, présents au niveau du lubrifiant et susceptibles d’affecter négativement la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.

Le ou lesdits additif(s) carbodiimide(s) peuvent ainsi être avantageusement mis en œuvre en une quantité ajustée pour pallier/compenser l’effet néfaste associé à la mise en œuvre d’additifs organiques basiques, en particulier tels que décrits dans la suite du texte, sur la compatibilité du lubrifiant sur les élastomères.

D’une manière générale, le ou lesdits additifs carbodiimides considérés selon l’invention, en particulier tels que définis précédemment, peuvent être mis en œuvre à raison de 0, 1 à 8 % massique de produit commercial, en particulier de 0,5 à 5 % massique et plus particulièrement de 1 à 3 % massique de produit commercial, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 0,8 % massique en matière active de carbodiimide, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique et plus particulièrement de 0,1 à 0,3 % massique en matière active de carbodiimide, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.

La teneur massique en matière active de carbodiimide entend désigner la teneur massique dudit composé carbodiimide, sans les éventuels composés, en particulier solvants, avec lesquels il est formulé.

COMPOSITION LUBRIFIANTE

Une composition lubrifiante telle que considérée selon l’invention comprend une ou plusieurs huiles de base, ainsi que d’autres additifs classiquement considérés dans les compositions lubrifiantes.

Il est entendu que la nature et la quantité des autres composés sont adaptées au regard de la destination du lubrifiant, et plus particulièrement au regard du type de système de motorisation auquel il est destiné, par exemple suivant qu’il est destiné à une utilisation pour un moteur de véhicule, un moteur marin, etc.

Huile de base

De manière conventionnelle, une composition lubrifiante comprend une ou plusieurs huiles de base.

Ces huiles de base peuvent être choisies parmi les huiles de base conventionnellement utilisées dans le domaine des huiles lubrifiantes, telles que les huiles minérales, synthétiques ou naturelles, animales ou végétales ou leurs mélanges.

Il peut s’agir d’un mélange de plusieurs huiles de base, par exemple un mélange de deux, trois, quatre, voire plus de quatre huiles de base.

Les huiles de base des compositions lubrifiantes considérées selon l’invention peuvent être en particulier des huiles d’origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) et présentées dans le tableau ci-dessous ou leurs mélanges.

[Tableau 1]

Les huiles de base minérales incluent tous types d’huiles de base obtenues par distillation atmosphérique et sous vide du pétrole brut, suivies d’opérations de raffinage telles qu’extraction au solvant, désalphatage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydrofinition.

Les huiles de base synthétiques peuvent être des esters d’acides carboxy liques et d’alcools, des polyalphaoléfines ou encore des polyalkylène glycol (PAG) obtenus par polymérisation ou copolymérisation d’oxydes d’alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, en particulier de 2 à 4 atomes de carbone. Les polyalphaoléfines utilisées comme huiles de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir de décène, d’octène ou de dodécène, et dont la viscosité à 100°C est comprise entre 1,5 et 15 mm 2 .s -1 selon la norme ASTM D445. Leur masse moléculaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3000 selon la norme ASTM D5296.

Des mélanges d’huiles synthétiques et minérales, pouvant être biosourcées, peuvent également être employés.

Il n’existe généralement aucune limitation quant à l’emploi d’huiles de base différentes dans la composition lubrifiante, si ce n’est qu’elles doivent avoir des propriétés, mesurées selon les normes en vigueur, notamment de viscosité, d’indice de viscosité, de teneur en soufre ou de résistance à l’oxydation, adaptées à une utilisation pour des systèmes de motorisation, par exemple pour des moteurs de véhicule. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend au moins une huile de base minérale (groupe I).

Selon un autre mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention comprend au moins une huile de base choisie parmi les huiles de groupe II, III et IV de la classification API, et leurs mélanges, en particulier au moins une huile de base de groupe III.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins 50 % massique d’huile(s) de base par rapport à sa masse totale, en particulier au moins 60 % massique d’huile(s) de base, et plus particulièrement entre 70 et 99 % massique d’huile(s) de base.

ADDITIFS

Additif organique basique « TBN booster »

Comme indiqué précédemment, la mise en œuvre d’un ou plusieurs additifs carbodiimides selon l’invention s’avère particulièrement avantageuse pour contrer l’effet néfaste associé à la mise en œuvre d’additifs organiques basiques améliorant le TBN, dits « TBN booster », en particulier d’additifs aminés, sur la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères.

La composition lubrifiante considérée selon l’invention, additionnée par un ou plusieurs additifs carbodiimides, en particulier tels que définis précédemment, peut ainsi comprendre avantageusement un ou plusieurs additifs organiques basiques aptes à accroître le TBN de la composition lubrifiante, en particulier un ou plusieurs additifs aminés.

Les additifs organiques basiques « TBN booster » sont connus de l’homme du métier. Ils sont distincts des détergents métalliques. Ces additifs « TBN booster » présentent l’avantage de générer peu voire pas de cendres, contrairement aux détergents métalliques. Ils sont également dits composés ou additifs « sans cendre » (ou « ashless » en terminologie anglo- saxonne).

De préférence, les additifs « TBN booster » mis en œuvre selon l’invention présentent un indice de base, dit BN (pour « Base number » en terminologie anglo-saxonne), mesuré selon la norme ASTM D2896, supérieur à 10 mg KOH/g et jusqu’à 1200 mg KOH/g d’additif, en particulier supérieur ou égal à 50 mg KOH/g d’additif et plus particulièrement supérieur ou égal à 100 mg KOH/g d’additif.

Avantageusement, de par la mise en œuvre selon l’invention d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, la quantité en le ou lesdits additifs organiques basiques améliorant le TBN, en particulier en additif(s) aminé(s), par exemple de type polyalkylamine, tels que décrits dans la suite du texte, pouvant être incorporée à ladite composition lubrifiante, n’est pas limitée eu égard aux considérations d’incompatibilité desdites bases vis-à-vis des élastomères.

Dès lors, la quantité en additifs organiques basiques, en particulier en additifs aminés, par exemple de type polyalkylamine, peut être ajustée de manière à atteindre le TBN souhaité pour la composition lubrifiante.

La valeur cible de TBN peut varier en fonction de l’application visée pour le lubrifiant.

De manière avantageuse, la présence d’au moins un additif carbodiimide permet ainsi d’envisager la mise en œuvre d’une quantité accrue en additif(s) organique(s) basique(s) sans impacter la compatibilité du lubrifiant avec les élastomères, pour accéder à un lubrifiant présentant le TBN souhaité, et ainsi de réduire la présence de détergents métalliques indésirables compte-tenu des cendres qu’ils engendrent.

En particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur supérieure ou égale à 0,1 % massique, par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante, en particulier en une teneur comprise entre 0,1 et 10 % massique, plus particulièrement entre 0,5 et 7 % massique, de préférence entre 1 et 5 % massique.

De préférence, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur telle que leur présence, au niveau de la composition lubrifiante, contribue à au moins 1 mg de KOH/g du TBN total de ladite composition, en particulier de 1 à 40 mg de KOH/g, notamment de 1 à 15 mg de KOH/g, notamment à au moins 3 mg de KOH/g du TBN de la composition lubrifiante. En particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, peuvent être mis en œuvre en une teneur telle que le BN du ou desdits additifs organiques basiques représente au moins 3 %, en particulier au moins 5 % et de préférence de 10 à 50 % du TBN de la composition lubrifiante.

Selon un mode de réalisation particulier, le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier aminés, par exemple de type polyalkylamine, et le ou lesdits composés carbodiimides, sont présents dans une composition lubrifiante selon l’invention dans un rapport massique TBN booster/carbodiimide supérieur ou égal à 0,3, en particulier supérieur ou égal à 0,8 et plus particulièrement compris entre 1 et 10.

Le ou lesdits additifs organiques basiques « TBN booster » mis en œuvre dans une composition selon l’invention peuvent être de préférence choisis parmi :

(a) des additifs polyalkylamines, en particulier tels que décrits dans la suite du texte ;

(b) des additifs liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium, en particulier tels que décrits dans la suite du texte ;

(c) des additifs produits de la réaction entre au moins :

. un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;

. un composé boré ; et

. un composé aminé, en particulier tel que décrit dans la suite du texte ; et leurs mélanges.

En particulier, les additifs « TBN booster » considérés selon l’invention ne sont pas des additifs antioxydants aminés, en particulier des additifs antioxydants de type amines aromatiques. Les anti-oxydants de type amine aromatique sont généralement de formule NR 8 R 9 R 10 dans laquelle R 8 représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R 9 représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R 10 représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule R n S(O) z R 12 dans laquelle R 11 représente un groupement alkylène ou un groupement alcénylène, R 12 représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2. Il est entendu qu’une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre un unique additif organique basique « TBN booster » ou un mélange d’au moins deux additifs organiques basiques « TBN booster », notamment deux, trois ou plus additifs organiques basiques « TBN booster », en particulier choisi parmi les composés aminés détaillés dans la suite du texte.

(a) Additifs polyalkylamines

Les additifs organiques basiques « TBN booster » mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention peuvent comprendre plus particulièrement des additifs de type polyalkylamine.

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif de type polyalkylamine, plus particulièrement choisi parmi les dialkylène triamines et trialkylène tétramines.

Les additifs polyalkylamines peuvent être plus particulièrement de formule (II) suivante : [Chem 5] dans laquelle :

R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, en particulier comprenant de 1 à 22 atomes de carbone ;

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, en particulier comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 22 atomes de carbone ;

Al et A2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkylène en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C4, notamment en Ci à C3 ; de préférence Al et A2 représentent des groupes propylène -(CEh - ; et m vaut 0, 1, 2 ou 3 ; de préférence m vaut 1 ou 2. De préférence, Al et A2 sont identiques. En particulier, ils peuvent représenter des groupes méthylène (-CH2-), éthylène (-CH2-CH2-), méthyléthylène (-CH2-CH(CH3)- ou -CH(CH3)- CH2-) ou propylène (-(CH2)3-). De préférence, Al et A2 représentent des groupes propylène (ou triméthylène) -(Œh -.

De préférence, R4 et R5 sont identiques. En particulier, R4 et R5 peuvent représenter des atomes d’hydrogène.

Selon un mode de réalisation particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (II) dans laquelle :

- R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et

- RÔ et R7, identiques ou différents, représentent des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 8 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes carbone.

Selon une autre variante de réalisation l’additif polyalkylamine peut être de formule (II) dans laquelle :

- R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3, notamment un groupe méthyle ; de préférence R4 et R5, identiques, représentent des atomes d’hydrogène ou des groupes méthyles ; de préférence R4 et R5, identiques, représentent des atomes d’hydrogène ;

- RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3, notamment un groupe méthyle ; de préférence RÔ et R7, identiques, représentent des groupes méthyles.

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif polyalkylamine de formule (II) précitée dans laquelle m vaut 1 et Al et A2 sont des groupes propylènes.

En particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (Il-a) suivante : [Chem 6] dans laquelle :

R4 et R5 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; de préférence, R4 et R5 sont identiques et représentent plus préférentiellement des atomes d’hydrogène ou des groupes méthyles ; et encore plus préférentiellement R4 et R5 sont identiques et représentent des atomes d’hydrogène ;

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Ci à CÔ, en particulier en Ci à C3 et plus particulièrement un groupe méthyle ; de préférence RÔ et R7 sont identiques et représentent plus préférentiellement des groupes méthyles.

A titre d’exemple, on peut citer la N,N-diméthyldipropylène triamine (DMAPAPA) (CAS : 10563-29-8) et la N, N,N’,N’-tétraméthyldipropylène triamine (TMDPT) CAS : 6711-48- 4).

Selon un autre mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif polyalkylamine de formule (II) précitée dans laquelle m vaut 2 et Al et A2 sont des groupes propylènes.

En particulier, l’additif polyalkylamine peut être de formule (Il-b) suivante :

[Chem 7] dans laquelle :

R4 et R5 représentent des atomes d’hydrogène ; et

RÔ et R7 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle en Cs à C22, de préférence en C14 à Cis et plus préférentiellement en CIÔ à Cis. A titre d’exemple, on peut citer le composé de nom IUPAC N’-{3-[(3- aminopropyl)amino]propyl}-N,N-di-C16- Cl 8 (evennumbered) alkyl propane- 1,3-diamine (CAS 1623405-26-4).

D’autres additifs polyalkylamines peuvent encore être considérés. La composition lubrifiante selon l’invention peut ainsi comprendre un mélange de polyalkylamines incorporant une ou plusieurs polyalkylamines ramifiées, telles que décrites dans la demande WO 2017/148816.

En particulier, la composition lubrifiante selon l’invention peut mettre en œuvre une ou plusieurs polyalkylamines choisies parmi les polyalkylamines de formule (III) ou (IV) suivante :

[Chem 8] dans lesquelles :

RÔ et R? sont tels que définis précédemment ; en particulier représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié comprenant de 8 à 22 atomes de carbone, en particulier de 14 à 18 atomes de carbone et plus particulièrement de 16 à 18 atomes de carbone ; n et z représentent, indépendamment l’un de l’autre, 0, 1, 2 ou 3 ; et quand z est différent de 0, o et p valent, indépendamment l’un de l’autre, 0,1, 2 ou 3 ; et des dérivés de celles-ci. Les dérivés des polyalkylamines correspondent plus particulièrement à des polyalkylamines de formule (III) ou (IV) dans lesquelles une ou plusieurs fonctions NH sont méthylées et/ou alcoxy lées.

En particulier, une composition selon l’invention peut mettre en œuvre au moins une polyalkylamine de formule (III) ou (IV) ramifiée, autrement dit étant de formule (III) dans laquelle au moins l’un de n et z est supérieur ou égal à 1, ou de formule (IV) dans laquelle n est supérieur ou égal à 1.

Selon un mode de réalisation particulier, la composition lubrifiante comprend un mélange de polyalkylamines de formule (III) et/ou (IV) dont au moins 3 % en masse, en particulier au moins 5 % en masse, notamment au moins 10 % en masse et plus particulièrement au moins 20 % en masse, de polyalkylamines de formule (III) et/ou (IV) ramifiées, par rapport à la masse totale du mélange de polyalkylamines de formule (III) et (IV).

(b) Liquides ioniques

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, à titre d’additifs organiques basiques « TBN booster », un ou plusieurs additifs de type liquide ionique choisi parmi les liquides ioniques à base de guanidinium, les liquides ioniques à base d’ammonium, les liquides ioniques à base de phosphonium et leurs mélanges.

De tels additifs sont notamment décrits dans la demande WO 2020/216655 et dans les demandes déposées sous les numéros EP 20315181.6, EP 20315180.8 et EP 20315182.4.

Les additifs liquides ioniques à base de guanidinium peuvent être plus particulièrement de formule (V) suivante :

[Chem 9]

[CAT1 + ] [Xr] (V) dans laquelle [CATi + ] représente un ion guanidinium et [Xf] représente une ou plusieurs espèces anioniques.

De préférence, [CATi + ] représente un cation de formule (Va) :

[Chem 10] dans laquelle :

RI et R2 sont choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C1-C30, un groupe cycloalkyle en C3-C8, un groupe aryle en C6-C12, ou un groupe aralkyl en C7-C12, optionnellement substitué par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote ;

R3, R4, R5, R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en C1-C30, un groupe cycloalkyle en C3-C8, un groupe aryle en C6-C12 ou un groupe aralkyle en C7-C12, optionnellement substitué par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote ; ou deux de (R3,R4) ou (R5,R6) forment ensemble une chaîne méthylène -(CH J i- avec pi un entier de 2 à 5.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, dans la formule (Va),

- RI et R2 représente, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en CI-CÔ, en particulier en C1-C3 et notamment méthyle ou éthyle. De préférence, R1=R2.

- R3, R4, R5 et R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, en CI-CÔ, en particulier en C1-C3 et notamment des groupes méthyle et éthyle.

De préférence, R3=R4=R5=R6, et en particulier représente -CH3 ou -CH2-CH3.

De préférence, [CATi + ] est choisi parmi :

[Chem 11]

Dans la formule (V), [Xf ] représente un contre-ion compatible avec l’application visée selon l’invention.

En particulier, [Xf] peut comprendre un ou plusieurs anions choisis parmi les halogénures, perhalogénures, pseudohalogénures, sulfates, sulfites, sulfonates, sulfonimides, phosphates, phosphites, phosphonates, méthides, carboxylates, hydroxycarboxylates, alcoolates, azolates, carbonates, carbamates, thiophosphates, thiocarboxylates, thiocarbamates, thiocarbonates, xanthates, thiosulfonates, thiosulfates, nitrate, nitrite, perchlorate, halométallates, acides aminés et borates.

Selon un mode de réalisation particulier, le contre-ion [Xf] est choisi parmi : a) des carboxylates Ra-COO", avec Ra choisi parmi des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, de préférence de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, en particulier de 7 à 20 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote. Par exemple, [Xf] peut représenter le 2-éthylhexanoate. b) des alcoolates RaRbHCO" avec Ra choisi parmi des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone ; Rb est choisi parmi H, des groupes alkyles et alcényles comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote.

De préférence, [Xf] est choisi parmi les alkyl phénolates, en particulier comprenant de 7 à 20 atomes de carbone ; les aminophénolates, en particulier dans lesquelles le groupe amine est substitué par au moins un groupe alkyle comprenant de 1 à 18, en particulier de 2 à 12, atomes de carbone ; et leurs mélanges.

Par exemple, [Xf] peut représenter le tert-amylphénolate, l’isooctylphénolate ou le dioctylamino phénolate. c) des hydroxycarboxylates HO-Rc-COO", avec Rc un radical divalent choisi des groupes alkyles et alcényles, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, en particulier de 1 à 15 atomes de carbone ; des groupes aryles comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, en particulier de 6 à 15 atomes de carbone ; des groupes aralkyles comprenant de 7 à 30 atomes de carbone, en particulier de 7 à 20 atomes de carbone, optionnellement substitués par un groupe fonctionnel comprenant un atome d’oxygène et/ou d’azote. Par exemple, [Xf] peut représenter l’acide 2-hydroxypropanoïque.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, [Xf] est choisi parmi : 2- éthylhexanoate, 2-hydroxypropanoate, ter-amylphénolate, isooctylphénolate ou dioctylamino phénolate.

Selon une autre variante, le liquide ionique à base de guanidinium est de formule (V) précitée, dans laquelle [CATi + ] représente le 1,1,3,3-tetraméthylguanidinium, de formule (Vb) [Chem 12] et [Xf ] représente un ou plusieurs contre-ions choisis parmi les composés de formule (VI) [Chem 13] dans laquelle : - A représente un groupe aryle comprenant de 6 à 12 atomes de carbone ; en particulier un groupe phényle ou naphtyle ;

- R 1 est choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, un groupe aryle comprenant de 6 à 30 atomes de carbone ;

- Yi représente un groupe alkylène, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 6 atomes de carbone ; et

- ni représente un entier allant de 1 à 20, en particulier de 1 à 15 et plus particulièrement de 1 à 12, de préférence de 4 à 12 et plus préférentiellement de 6 à 10.

Selon un mode de réalisation préféré, [Xf] correspond à la formule (VIA) :

[Chem 14] dans laquelle:

- R 1 est choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone et un groupe aryle comprenant de 6 à 30 atomes de carbone ; R 1 pouvant être en position ortho, para ou mêla, de préférence en position para ;

- Yi est un groupe alkylène, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 3 atomes de carbone, et plus préférentiellement Y i est -CH2-CH2- ; et

- ni est un entier allant de 1 à 15, de préférence de 1 à 12.

De préférence, dans la formule (VI) ou (VIA), R 1 est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence de 1 à 24, notamment de 1 à 18 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 12 atomes de carbone ; RI étant en position ortho, para ou méta. Avantageusement, R 1 représente un groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 18 atomes de carbone, en particulier de 1 à 12 atomes de carbone, RI étant de préférence en position para.

Par exemple, R 1 peut être choisi parmi un groupe isopropyle, n-propyle, iso-butyle, ter- butyle, n-butyle, tert-pentyle, n-pentyle, n-hexyle, tert-hexyle, n-heptyle, tert-heptyle, n- octyle, tert-octyle, 2-éthyl hexyle, n-nonyle, tert-nonyle and dodécyle. Selon un mode de réalisation préféré, [Xf] répond à la formule (VIB) : [Chem 15] dans laquelle ni est compris entre 4 et 10, en particulier entre 6 et 10.

Avantageusement, [Xf] est le tert-octylphénylpolyéthoxyéthanolate de formule (VIB) avec ni = 8 ou 9.

Les additifs liquides ioniques à base d’ammonium peuvent être plus particulièrement de formule (VII) suivante : [Chem 16]

[CAT 2 + ] [Xf ] (VII) dans laquelle :

[CAT2 + ] représente un cation tri-n-octylméthylammonium ; et

[X2 ] représente une ou plusieurs espèces anioniques choisis parmi les carboxylates de formule (VIIA) :

[Chem 17] dans laquelle R 2 est un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, comprenant de 2 à 8 atomes de carbone ; de préférence un groupe alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, en particulier de 4 à 8 atomes de carbone et plus particulièrement de 5 à 7 atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation préféré, [X2‘] est le 2-éthylhexanoate.

Selon un mode de réalisation préféré, le liquide ionique à base d’ammonium est le 2- éthylhexanoate de tri-n-octylméthylammonium. Les additifs liquides ioniques à base de phosphonium peuvent être plus particulièrement de formule (VIII) suivante :

[Chem 18]

[CAT 3 + ] [X 3 -] (VIII) dans laquelle :

[CAT3 + ] représente un cation phosphonium et [ X3” | représente une ou plusieurs espèces anioniques.

De préférence, [CAT3 + ] est choisi parmi des cations de formule (VIIIA) :

[Chem 19] dans laquelle :

- R7, R8, R9 et RIO sont des groupes hydrocarbonés, linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone ;

- au moins l’un des groupes R7, R8, R9, RIO est choisi parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, en Ci à C3 ;

- au moins deux des groupes R7, R8, R9, RIO sont choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, en Cs à C12.

Avantageusement, dans la formule (VIIIA),

- R7 représente un groupe alkyle ou alcényle, de préférence un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à C3 ; et

- R8, R9, RIO représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles, de préférence des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, en Cs à C12 ; de préférence R7, R8 et R9 sont identiques et représentent des groupes alkyles, linéaires ou ramifiés en Cs à C12.

Avantageusement, dans la formule (VIIIA), R7 = -ŒL; et R8 = R9 = RIO = CH3-(CH2) P 3-, avec p3 représente un entier entre 6 et 8 ; de préférence R8 = R9 = RIO = CH3 — (Œh)?-. Dans la formule (VIII), | Xf | représente un contre-ion choisi parmi les composés de formule (VIIIB) :

[Chem 20]

O y 0 -

3

R (VIIIB) dans laquelle R 3 est choisi parmi des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, comprenant de 5 à 7 atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, [ Xa”] représente le 2- éthylhexanoate.

Selon un mode de réalisation préféré, [CAT3 + ] est le tri-n-octyl méthylphosphonium et [ Xr ] est le 2-éthylhexanoate. Autrement dit, le liquide ionique à base phosphonium est le 2- éthylhexanoate de tri-n-octyl méthylphosphonium.

Les liquides ioniques à base de guanidinium, d’ammonium ou de phosphonium sont de préférence solubles dans l’huile ou les huiles de base mises en œuvre dans la composition lubrifiante. Un composé est dit soluble dans une huile de base s’il peut être solubilisé à une concentration d’au moins 0,01 % en poids par rapport au poids de l’huile de base, à température ambiante.

(c) Additifs présentant des fonctionnalités amines, bore et acide ou carboxylate

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, à titre d’additif organique basique « TBN booster », un ou plusieurs additifs présentant des fonctionnalités amines, bore et acide ou carboxylate.

De tels additifs sont notamment décrits dans les demandes WO 2018/220007, WO 2018/220009, WO 2019/229173, WO 2020/094796, WO 2020/094800 et WO 2021/089671.

Ces additifs peuvent être plus particulièrement choisis parmi les produits de la réaction entre au moins :

- un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ; ou un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux de celui-ci, optionnellement surbasé ;

- un composé boré ; et

- un composé aminé, en particulier choisi parmi les composés détaillés ci-dessous.

Composé de type acide hydroxybenzoïque et sel hydroxybenzoate

Les composés de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, sont des molécules qui comprennent au moins un fragment d’acide benzoïque, et dans lesquelles le cycle aromatique porte au moins une fonction hydroxyle, et éventuellement un substituant alkyle, alcényle, aryle ou aralkyle. Lorsqu’il est présent, le substituant hydrocarboné et la fonction hydroxyle peuvent être en position ortho, meta ou para par rapport à la fonction acide et par rapport à l’un l’autre. Le substituant hydrocarboné peut comprendre de 1 à 50 atomes de carbone.

Les composés de type hydroxybenzoïque comprennent notamment l’acide salicylique (acide hydroxy-2-benzoïque), l’acide hydroxy-3-benzoïque, l’acide hydroxy-4-benzoïque, de préférence l’acide salicylique.

Les composés de type acide hydroxybenzoïque substitué par un groupe hydrocarboné peuvent être par exemple choisis parmi les acides salicyliques substitués mono-(alkyle ou alcényle), les acides salicyliques di-substitués alkyle et/ou alcényle, des calixarènes fonctionnalisés acide, notamment des calixarènes d’acide salicylique, et leurs mélanges.

De préférence, les composés de type acide hydroxybenzoïque, éventuellement substitué par un groupe hydrocarboné, peuvent répondre à la formule (IX) suivante :

[Chem 21] dans laquelle :

R représente un groupe hydrocarboné, linéaire, ramifié ou cyclique, de 1 à 50 atomes de carbone, R pouvant éventuellement comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ; a vaut 0, 1 ou 2, de préférence a vaut 1. Lorsque a vaut 2, les groupes hydrocarbonés peuvent être identiques ou différents.

Les groupes hydrocarbonés comprennent les groupes alkyles, alcényles, aryles et aralkyles, et comprennent éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes. Les hétéroatomes dans les groupes hydrocarbonés R peuvent être choisis parmi O, N, S, par exemple peuvent être choisis parmi : -OH, -NH2 ou -SH, or -O-, -NH-, -N= ou -S-.

De préférence, R ne comprend pas d’hétéroatome. De préférence, R représente un groupe alkyle ou alcényle, linéaire ou ramifié, de préférence un groupe alkyle linéaire, comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, en particulier de 12 à 40 et plus particulièrement de 18 à 30 atomes de carbone.

De préférence, le composé acide hydroxybenzoïque de formule (IX) est l’acide salicylique ou un dérivé d’acide salicylique de formule (IXA)

[Chem 22] dans laquelle R et a ont les définitions précitées.

Selon une variante de réalisation, les composés de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, peuvent être choisis parmi des structures calixarène.

Les structures calixarène selon l’invention désignent plus particulièrement des structures cycliques comprenant m unités d’acide hydroxybenzoïque substitué par un groupe hydrocarboné de formule (X) et n unités de phénol de formule (XI) qui sont reliées ensemble pour former un cycle.

[Chem 23]

dans laquelle :

Gi représente un groupe hydrocarboné, linéaire, ramifié ou cyclique, de 1 à 50 atomes de carbone, et Gi peut comprendre un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier choisis parmi O, N et S ; de préférence Gi est choisi parmi des groupes alkyles et alcényles, en particulier un groupe alkyle linéaire comprenant notamment de 12 à 40 atomes de carbone, notamment de 18 à 30 atomes de carbone ; b vaut 0, 1 ou 2 ;

Q représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes de liaison bivalents,

G2, G3, G4 et G5 sont choisis parmi : OH, H ou un groupe hydrocarboné de 1 à 50 atomes de carbone qui comprend un ou plusieurs hétéroatomes, à la condition que l’un ou deux de G2, G3, G4 et G5 est OH, m et n sont des entiers qui vérifient : m compris entre 1 et 8, n vaut au moins 3, m + n est compris entre 4 et 20, de préférence entre 5 et 12.

Quand b =2, les groupes hydrocarbonés Gi peuvent être identiques ou différents.

De préférence, les unités (X) sont choisies parmi des unités de formule (XA) suivante : [Chem 24] dans laquelle Gi, Q et b sont tels que définis pour la formule (X). De préférence, dans la formule (XI), G5 est un groupe hydroxyle. Avantageusement, G2, G3, G4 dans la formule (XI) représentent, indépendamment les uns des autres, H ou un groupe alkyle ou alcényle de 1 à 50 atomes de carbone ; en particulier H ou un groupe alkyle linéaire de 1 à 40 atomes de carbone, en particulier de 1 à 30 atomes de carbone et plus particulièrement de 4 à 25 atomes de carbone.

Lorsque plus d’une unité (X) est présente, les unités (X) peuvent être identiques ou différentes. Les unités (XI) peuvent être identiques ou différentes dans une molécule calixarène.

Les groupes Q peuvent être choisis, indépendamment l’un de l’autre, parmi -S- et des groupes de formule -(CHG6)c- dans laquelle GÔ est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe hydrocarboné de 1 à 10 atomes de carbone et c est un entier de 1 à 4 atomes de carbone, notamment chaque GÔ est H.

Les composés hydroxybenzoate de métal alcalin et/ou alcalino-terreux, optionnellement substitués par un groupe hydrocarboné, sont les sels de métal alcalin et/ou alcalino-terreux des composés de type acide hydroxybenzoïque précités.

De préférence, le métal alcalin est le lithium, sodium ou potassium, en particulier le potassium. De préférence, le métal alcalino-terreux est le calcium, le baryum, le magnésium ou le strontium, de préférence le calcium.

Selon un mode de réalisation particulier, dans la réaction avec le composé boré et le composé aminé, le composé de type acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné, ou un sel de métal alcalin et/ou alcalino-terreux de celui-ci, peut être utilisé en mélange avec un alkylphénol. Le mélange peut par exemple comprendre jusqu’à 50 % molaire d’ alkylphénol, par rapport au nombre total de moles du mélange d’ alkylphénol et de composé de type acide hydroxybenzoïque ou hydroxybenzoate de métal alcalin et/ou alcalino-terreux.

Composé boré

Le composé boré (autrement dit, à base de bore) peut être notamment choisi parmi l’acide borique (B(OH)3), les acides boroniques hydrocarbonés, les esters boriques et les esters boroniques hydrocarbonés, l’oxyde de bore et les complexes d’acide borique. En particulier, le composé boré peut être choisi parmi l’acide borique ; l’oxyde de bore ; les complexes d’acide borique ; les borates de trialkyle, en particulier dans lesquels les groupes alkyles comprennent indépendamment les uns des autres de 1 à 4 atomes de carbone ; les acides boroniques présentant un groupement C1-C12 alkyle; les acides boriques substitués par deux groupements alkyles, en particulier en Ci àCi2 ; les acides boriques substitués par deux groupements aryles, en particulier en CÔ à C12 ; les acides boriques substitués par un ou deux groupements aralkyle, en particulier en C7 à C12, et des dérivés de ces composés obtenus par substitution d’au moins un groupe alkyle par un ou plusieurs groupes alcoxy. Les groupes alkyles et alcoxy peuvent être linéaires, ramifiés ou cycliques. Les complexes d’ acide borique sont notamment des complexes du bore avec une ou plusieurs molécules comprenant une ou plusieurs fonctions alcools.

Selon un mode de réalisation particulier, le composé de bore est l’acide borique.

Composé aminé Selon une première variante de réalisation, le composé aminé peut être un composé polyalkylamine, tel que décrit dans la demande WO 2021/089671, de formule (XII) : [Chem 25] dans laquelle : al représente 0 ou 1 ; xl, yl et zl représentent, indépendamment l’un de l’autre, un entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; de préférence 2 ou 3 ; quand al=0, Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe C 1 -Ca-alkylc ; quand al=l, Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe choisi parmi : un atome d’hydrogène et un groupe Ci-Ca-alkyle.

De préférence, dans la formule (XII), xl=yl.

De préférence, dans la formule (XII), quand al=l, xl=yl=zl.

Selon un premier mode de réalisation, le composé polyalkylamine est de formule (XII) dans laquelle al= 0 (composés triamines). Le composé polyalkylamine peut être plus particulièrement de formule (XIIA) :

[Chem 26] dans laquelle :

Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupe Ci-Ca-alkylc ; de préférence Rs=Rg ; xl et y 1 sont, indépendamment l’un de l’autre, un entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; de préférence 2 ou 3 ; de préférence xl=yl; le nombre total d’atomes de carbone dans la formule (XIIA) étant compris entre 4 et 10, de préférence est de 8.

De préférence, xl=yl=3.

De préférence, Rs=R9=CH3.

La di-alkylaminopolyalkylamine de formule (XIIA) peut être la diméthylaminopropylaminopropylamine (DM APAPA) .

Selon un autre mode de réalisation, le composé polyalkylamine est de formule (XII) dans laquelle al= 1 (composés tétramine).

Le composé polyalkylamine peut être plus particulièrement de formule (XIIB) : [Chem 27] dans laquelle :

Rs et R9 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C3 ; de préférence Rs=Rg ; en particulier Rs=R9=H ; xl, yl et zl sont des entiers valent, indépendamment les uns des autres, 1, 2 ou 3 ; de préférence xl=yl=zl, et notamment valent 2 ou 3, en particulier valent 2.

La tri-alkylaminopolyalkylamine de formule (XIIB) peut être notamment la triéthy lènetétramine . Selon une autre variante de réalisation, le composé aminé peut être un sel d’ammonium quaternaire, comme décrit dans les demandes WO 2019/229173 et WO 2020/094796.

De préférence, le composé aminé peut être choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire comprenant quatre groupes hydrocarbonés, avantageusement choisis parmi des groupes alcényles et alkyles en C1-C40.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le composé aminé est choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire répondant à la formule (XIII) :

[Chem 28] dans laquelle :

W représente un contre ion, en particulier choisi parmi les halogènes, par exemple Cl’ ;

Rio, Ru, R12 et Ro sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes hydrocarbonés comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement parmi des groupes alcényles et alkyles, linéaires, ramifiés ou cycliques, comprenant de 1 à 40 atomes de carbone.

Selon un premier mode de réalisation, Rio, Ru, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires comprenant de 1 à 8 atomes de carbones, de préférence de 2 à 6 atomes de carbone.

Selon un autre mode de réalisation, Rio, R11, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires comprenant de 14 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone.

Des composés de formule (XIII) sont par exemple disponibles dans le commerce par Aczo sous les références Arquad® et Ethoquad®.

Selon une autre variante, le composé aminé peut être choisi parmi les composés comprenant deux ou trois fonctions amines, au moins une fonction amine étant substituée par au moins un groupe hydrocarboné et, optionnellement, un ou plusieurs fonctions amine étant substituées par au moins un groupe monoalcoxy ou polyalcoxy, comme décrit dans les demandes WO 2018/220007 et WO 2020/0947966.

Selon cette variante, de préférence, le composé aminé est choisi parmi les composés comprenant deux ou trois fonctions amines, au moins une fonction amine étant substituée par au moins un groupe hydrocarboné comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement un groupe alkyle ou alcényle en C1-C40, et où une ou plusieurs fonctions amine est(sont) optionnellement substituée(s) par un groupe C2-C4 monoalcoxy ou polyalcoxy.

Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le composé aminé est choisi parmi les di-amines de formule (XIV)

[Chem 29]

RioNXi-Rd-NZiZa (XIV) ou les tri-amines de formule (XV)

[Chem 30]

RioNXi-Rd-NY-Re-NZiZa (XV) dans laquelle

Xi représente un groupe choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle Ru ;

Y représente un groupe choisi parmi un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle R13 ;

Zi et Z2 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène, un groupe alkyle ou un groupe alcényle R12 ;

Rio, R11, R12 et R13 représentent, indépendamment les uns des autres, des groupes hydrocarbonés comprenant de 1 à 40 atomes de carbone, avantageusement des groupes alkyles ou alcényles comprenant de 1 à 40 atomes de carbone,

Rd et Re représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles comprenant de 1 à 20 atomes de carbone ; quand Zi et Z2 représentent tous deux des groupes alkyles ou alcényles R12, ils peuvent être différents. De préférence, dans les formules (XIII), (XIV) et (XV), Rio, Ru, R12 et R13 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi des groupes alkyles et alcényles, de préférence linéaires, comprenant de 4 à 30 atomes de carbone, en particulier de 8 à 22 atomes de carbone, notamment de 14 à 22 atomes de carbone, de préférence de 14 à 18 atomes de carbone et plus préférentiellement de 16 à 18 atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation particulier, les groupes Rio, R11, R12 et R13 sont identiques.

Dans les formules (XIV) et (XV), Rd et Re sont de préférence choisis parmi des groupes alkyles et alcényles linéaires, de préférence des groupes alkyles linéaires, en particulier comprenant de 2 à 4 atomes de carbone.

Avantageusement, Rd et Re sont choisis parmi -CH2-CH2-, -CH(CH3)-CH2- et -CH2-CH2- CH2-.

Selon un mode de réalisation particulier, le composé aminé de formule (XIV) est de formule (XIVA) :

[Chem 31] dans laquelle Rio et Xi sont tels que définis précédemment pour la formule (XIV) et x2 vaut 2, 3 ou 4.

Selon un mode de réalisation particulier, le composé aminé de formule (XV) est de formule (XVB) :

[Chem 32] dans laquelle :

Rio et Xi sont tels que définis précédemment pour la formule (XV) ; x2 vaut 2, 3 ou 4 ; y 2 vaut 2, 3 ou 4. Selon une autre variante de réalisation, le composé aminé peut être choisi parmi des mélanges de polyalkylamines substituées par deux chaînes grasses alkyle et/ou alcényle, tels que décrits dans les demandes WO 2018/220009 et WO 2020/094800.

Le mélange de polyalkylamines comprend plus particulièrement une ou plusieurs polyalkylamines de formule (III) ou (IV) telles que décrites précédemment.

[Chem 33] dans lesquelles :

RÔ et R? représentent, indépendamment l’un de l’autre, des groupes alkyles ou alcényles, linéaires ou ramifiés, de préférence linéaires, comprenant de 4 à 30 atomes de carbone, de préférence de 8 à 22 atomes de carbone et plus particulièrement de 14 à 18 atomes de carbone, de préférence de 16 à 18 atomes de carbone ; n et z représentent, indépendamment l’un de l’autre, 0, 1, 2 ou 3 ; et quand z est différent de 0, o et p valent, indépendamment l’un de l’autre, 0,1, 2 ou 3 ; ou des dérivés de celles-ci ; dans lequel le mélange de poly alkylamines comprend au moins 3 % en masse, en particulier au moins 5 % en masse, notamment au moins 7 % en masse, de préférence au moins 10 % en masse et plus particulièrement au moins 20 % en masse, de poly alkylamines de formule (III) et/ou (IV) ramifiées par rapport à la masse totale du mélange de polyalkylamines de formule (III) et (IV).

Par ramifiée, on entend que, pour une polyalkylamine de formule (III), au moins l’un de n et z est supérieur ou égal à 1, et pour une polyalkylamine de formule (IV), n est supérieur ou égal à 1. De préférence, le mélange de polyalkylamines comprend, voire consiste, en des composés de formule (III) ou (IV) dans lesquelles n, o, p et z sont, indépendamment les uns des autres, 0, 1 ou 2, de préférence 0 ou 1.

Dans les formules (III) et (IV), RÔ et R7, de préférence identiques, peuvent être dérivés d’huiles et graisses animales et végétales, en particulier telles que décrites précédemment, et notamment de l’huile de suif, l’huile de coco et l’huile de palme, de préférence l’huile de suif.

De telles amines peuvent être disponibles dans le commerce par la société Akzo, par exemple sous la référence commerciale Tetrameen® 2HBT.

Produit de réaction

Comme indiqué précédemment, le composé mis en œuvre comme additif « TBN booster » dans une composition lubrifiante selon l’invention peut être ainsi le produit de la réaction d’au moins un acide hydroxybenzoïque, optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné ou un sel de métal alcalin et/ou alcalino-terreux de celui-ci, d’au moins un composé boré et d’au moins un composé aminé, tels que décrits ci-dessus.

La réaction peut être par exemple conduite en combinant le composé de type acide hydrobenzoïque ou hydroxybenzoate et le composé boré dans le ratio souhaité et en présence d’un solvant adéquat. Les solvants adéquats peuvent être par exemple le naphta et les solvants polaires tels que l’eau et les alcools, par exemple méthanol, éthanol, propanol, butanol.

Avantageusement, la réaction est conduite avec un ratio molaire composé de type acide hydroxybenzoïque/composé boré allant de 30 :1 à 1 :30, de préférence de 15 :1 à 1 :5, notamment de 10 :1 à 1 :5, plus particulièrement de 5 :1 à 1 :2 et encore plus préférentiellement de 4 : 1 à 1 : 1.

Après un temps suffisant, le composé boré est dissous. Ensuite, le composé aminé est ajouté lentement au mélange pour opérer la neutralisation et la formation du produit de réaction souhaité.

Avantageusement, le composé aminé est ajouté en une quantité telle que le ratio molaire composé de type acide hydroxybenzoïque/composé aminé est compris entre 30 :1 et 1 :30, notamment de 10 :1 à 1 :5, de préférence entre 15 :1 et 1 :5, plus préférentiellement entre 5 : 1 et 1 :2 et plus préférentiellement entre 4 : 1 et 1 : 1. Avantageusement, le composé aminé est ajouté en une quantité telle que le ratio molaire composé boré/composé aminé est compris entre 20 :1 et 1 :20, de préférence entre 10 :1 et 1 :10, plus préférentiellement entre 5 :1 et 1 :5 et plus préférentiellement entre 2 :1 et 1 :2. La réaction peut être conduite en maintenant le milieu réactionnel à une température comprise entre environ 20°C et environ 100°C, par exemple entre environ 50°C et environ 75°C, généralement pendant un temps allant de 0,5 à 5 heures, et plus préférentiellement entre 1 et 4 heures.

Le produit résultant contient un mélange complexe de composés qui peut être utilisé tel quel dans la composition lubrifiante selon l’invention.

De préférence, le produit résulte de la réaction d’un mélange de réactifs (non compris le ou les solvants) consistant en au moins un composé de type acide hydroxybenzoïque ou hydroxybenzoate de métal alcalin ou alcalino-terreux optionnellement substitué par un groupe hydrocarboné, au moins un composé boré et au moins un composé aminé, et éventuellement un alkylphénol.

D’autres additifs organiques basiques améliorant le TBN peuvent encore être considérés selon l’invention, tels que par exemple des dispersants de type succinimide ou encore des dispersants organiques azotés.

Selon un mode de réalisation particulier, le ou les additifs « TBN booster » mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention consistent en une ou plusieurs poly alkylamines. Autrement, selon un mode particulier, une composition lubrifiante selon l’invention ne comprend d’additifs « TBN booster » autres que des additifs de type polyalkylamine, en particulier tels que décrits ci-dessus.

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :

- de 60 à 99,8 % massique, en particulier de 70 à 90 % massique, d’une ou plusieurs huiles de base ;

- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;

- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier d’additif(s) aminé(s), de préférence comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que décrites précédemment ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.

Autres additifs

Une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre tous types d’additifs adaptés à l’utilisation visée pour le lubrifiant, tels que détaillés dans la suite du texte, par exemple pour une utilisation dans des systèmes de motorisation à gaz, pour une application mobile et stationnaire, des systèmes de motorisation poids lourds, des systèmes de motorisation marine à quatre temps, etc.

En particulier, dans le cas où l’on cherche à formuler un lubrifiant présentant une faible teneur en cendres sulfatées, les additifs sont choisis de manière à ne pas impacter de manière significative le taux en cendres sulfatées de la composition lubrifiante.

Ces additifs peuvent être introduits isolément et/ou sous la forme d’un mélange d’additifs à l’image de ceux déjà disponibles à la vente pour les formulations de lubrifiants commerciaux pour moteurs de véhicules, de niveau de performance tels que définis par l’ACEA (Association des Constructeurs Européens d’ Automobiles) et/ou F API (American Petroleum Institute), bien connus de l’homme du métier.

Ces additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimides, peuvent être notamment choisis parmi les détergents métalliques, les additifs modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges. Avantageusement, une composition lubrifiante selon l’invention comprend un ou plusieurs additifs choisis parmi les améliorants de l’indice de viscosité, les additifs abaisseurs du point d’écoulement, les additifs anti-usure, les antioxydants et leurs mélanges. Additifs détergents métalliques

Les détergents métalliques sont connus de l’homme du métier. Il s’agit généralement de composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile, le cation associé pouvant être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalinoterreux.

Ils sont généralement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxy liques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum.

Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stoechiométrique (on parle alors de détergents non surbasés ou « neutres »), ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stoechiométrique. Il s’agit alors d’additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l’additif détergent est alors généralement sous la forme d’un sel métallique insoluble dans l’huile de base, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.

Selon un mode de réalisation particulier, la composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif détergent métallique choisi parmi les détergents surbasés et/ou les détergents neutres.

En particulier, le détergent surbasé et/ou le détergent neutre sont des composés à base de métaux choisis parmi le calcium, le magnésium, le sodium et le baryum, préférentiellement à base de calcium ou magnésium.

De préférence, le détergent surbasé est surbasé par des sels insolubles métalliques choisis dans le groupe des carbonates de métaux alcalins et alcalino-terreux, préférentiellement le carbonate de calcium.

Le détergent surbasé mis en œuvre dans une composition lubrifiante selon l’invention peut être notamment choisi parmi les phénates, les sulfonates, les salicylates et les détergents mixtes (phénates-sulfonates-salicylates) surbasés au carbonate de calcium, plus particulièrement par les sulfonates et phénates surbasés au carbonate de calcium.

Une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre moins de 15 % massique de détergent(s) métallique(s), en particulier moins de 10 % massique, et plus particulièrement de 0,5 % à 5 %, notamment moins de 2 % massique, de détergent(s) métallique(s), par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.

L’abaissement de la teneur en détergent(s) métallique(s) permet avantageusement de répondre aux spécifications des compositions lubrifiantes « LOW SAPS ».

De manière avantageuse, une composition lubrifiante selon l’invention présente ainsi un taux de cendres sulfatées, déterminé selon la norme ASTM D-874, inférieur ou égal à 1,3 % massique, en particulier inférieur ou égal à 1 % massique et plus particulièrement inférieur ou égal à 0,8 % massique.

Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :

- de 60 à 99 % massique, en particulier de 70 à 90 % massique, d’une ou plusieurs huiles de base ;

- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;

- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamine telles que définies précédemment ;

- de 0,5 à 10 % massique ; en particulier de 0,5 à 5 % massique, d’un ou plusieurs additifs détergents métalliques, en particulier choisis parmi les détergents surbasés et/ou les détergents neutres tels que décrits précédemment ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif modificateur de frottement.

Les additifs modificateurs de frottement peuvent être choisis parmi des composés apportant des éléments métalliques et des composés exempts de cendres, de préférence parmi des composés exempts de cendres.

Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb. Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de phosphore.

De manière avantageuse, les additifs modificateurs de frottement sont choisis parmi des composés exempts de cendre, généralement d’origine organique et pouvant être plus particulièrement choisis parmi les monoesters d’acides gras et de polyols, les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate, les amines grasses ou les esters de glycérol d’acide gras. Selon l’invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone.

Selon une variante avantageuse, une composition lubrifiante comprend au moins un additif modificateur de frottement, en particulier à base de molybdène.

En particulier, les composés à base de molybdène peuvent être choisis parmi les dithiocarbamates de molybdène (Mo-DTC), les dithiophosphates de molybdène (Mo-DTP), et leurs mélanges.

De manière avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 5 % massique, de préférence de 0,01 à 5 % massique, plus particulièrement de 0,1 à 2 % massique ou encore plus particulièrement de 0,1 à 1,5 % massique, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’ additifs modificateurs de frottement, incluant avantageusement au moins un additif modificateur de frottement à base de molybdène.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif antioxydant. Les additifs antioxydants sont pour l’essentiel dédiés à retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante. Ils agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydroperoxydes.

Parmi les additifs antioxydants couramment employés on peut citer les antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydant de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempts de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en C1-C12, les N,N’-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.

De préférence, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en C1-C10, de préférence un groupement alkyle en CI-CÔ, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.

Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NR 8 R 9 R 10 dans laquelle R 8 représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, R 9 représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, R 10 représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule R n S(O) z R 12 dans laquelle R 11 représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, R 12 représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.

Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut contenir tous types d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier. De manière avantageuse, la composition lubrifiante comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.

De manière également avantageuse, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,1 à 2 % massique, par rapport à la masse totale de la composition, d’au moins un additif antioxydant.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre au moins un additif abaisseur de point d’écoulement (dits encore agents « PPD » pour « Pour Point Depressant » en langue anglaise). En ralentissant la formation de cristaux de paraffines, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante.

Comme exemple d’agents de réduction du point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les poly acrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes et les polystyrènes alkylés.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un agent dispersant. Les agents dispersants assurent le maintien en suspension et l’évacuation des contaminants solides insolubles constitués par les produits secondaires d’oxydation qui se forment lorsque la composition lubrifiante est en service. Ils peuvent être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés.

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,2 à 10 % massique d’agent(s) dispersant(s), par rapport à la masse totale de la composition.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut également comprendre au moins un améliorant de l’indice de viscosité (VI). Les améliorants de l’indice de viscosité (VI), en particulier les polymères améliorant l’indice de viscosité, permettent de garantir une bonne tenue à froid et une viscosité minimale à haute température. Comme exemples de polymère améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non-hydrogénés du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les homopolymères ou les copolymères d’oléfine, telle que l’éthylène ou le propylène, les polyacrylates et polyméthacrylates (PMA).

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 1 à 15 % massique, d’additif(s) améliorant l’indice de viscosité, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.

Une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre également au moins additif anti-mousse. Les additifs anti-mousse peuvent être choisis parmi les polymères polaires tels que les polyméthylsiloxanes ou les polyacrylates.

En particulier, une composition lubrifiante considérée selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 3% massique d’additif(s) anti-mousse, par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre, voire être constituée de :

- une huile de base ou un mélange d’huiles de base,

- un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;

- un ou plusieurs additifs organiques basiques améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que décrites précédemment ;

- éventuellement un ou plusieurs additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimide, choisis parmi les additifs détergents métalliques, les modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges.

De préférence, une composition lubrifiante formulée selon l’invention comprend, voire est constituée de :

- de 60 à 99 % massique d’une ou plusieurs huiles de base ;

- de 0,01 à 0,8 % massique, en particulier de 0,05 à 0,5 % massique, d’un ou plusieurs additifs carbodiimide, en particulier tels que définis précédemment ;

- de 0,1 à 10 % massique, de préférence de 0,5 à 7 % massique et plus particulièrement de 1 à 5 % massique, d’au moins un additif organique basique améliorant l’indice de base total (TBN) de ladite composition, en particulier comprenant une ou plusieurs polyalkylamines telles que définies précédemment ;

- éventuellement de 1 à 30 % massique, de préférence de 5 à 20 % massique, d’un ou plusieurs autres additifs, distincts du ou desdits additifs organiques basiques améliorant le TBN et du ou desdits additifs carbodiimide, choisis parmi les additifs détergents métalliques, les additifs modificateurs de frottement, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les antioxydants, les améliorants de l’indice de viscosité (VI), les additifs abaisseurs du point d’écoulement (PPD), les dispersants, les agents anti-mousse, les épaississants, les inhibiteurs de corrosion, les agents passivant du cuivre, et leurs mélanges ; les teneurs étant exprimées par rapport à la masse totale de ladite composition lubrifiante. Selon un mode de réalisation particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut présenter une viscosité cinématique, mesurée à 40°C selon la norme ASTM D445, comprise entre 20 mm 2 /s et 50 mm 2 /s, de préférence entre 25 mm 2 /s et 40 mm 2 /s.

Avantageusement encore, une composition lubrifiante selon l’invention présente une viscosité cinématique, mesurée à 100°C selon la norme ASTM D445, comprise entre 2 mm 2 /s et 20 mm 2 /s, de préférence entre 4 mm 2 /s et 15 mm 2 /s.

L’ensemble des caractéristiques et modes particuliers relatifs à la mise en œuvre d’un composé carbodiimide selon l’invention et à la composition lubrifiante le comprenant, s’appliquent également aux utilisations, procédés et méthodes visés selon l’invention.

APPLICATION

Comme indiqué précédemment, les compositions lubrifiantes considérées selon l’invention peuvent être destinées à des systèmes de motorisation variés, mobiles ou stationnaires.

En particulier, l’invention s’avère particulièrement avantageuse pour une mise en œuvre pour des systèmes de motorisation comprenant un matériau élastomère, par exemple des joints en élastomères, exposés audit lubrifiant.

L’invention concerne ainsi, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’une composition telle que définie précédemment, incorporant un ou plusieurs additifs carbodiimides à titre d’additif améliorant la compatibilité de la composition lubrifiante vis-à-vis des élastomères, pour lubrifier un système de motorisation, en particulier mobile ou stationnaire.

Les compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent être notamment destinées à des systèmes de motorisation incluant un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel ou un moteur à gaz.

Le système de motorisation peut notamment comprendre un moteur à carburant Diesel, typiquement un moteur Diesel pour poids lourds, un moteur marin, un moteur à essence, un moteur à gaz, un moteur à ammoniaque.

H peut s’agir de systèmes de motorisation pour des véhicules légers, véhicules lourds, bateaux. En particulier, la composition lubrifiante considérée selon l’invention peut être un lubrifiant pour des systèmes de motorisation à gaz, mobiles ou stationnaires, notamment pour des moteurs au gaz naturel (GNL ou GNC), des moteurs à hydrogène, mais également des moteurs dual fuel gaz/essence, dual fuel gaz/gazole.

Elle peut être mise en œuvre pour des systèmes de motorisation de poids lourds, des systèmes de motorisation marine à quatre temps.

En particulier, une composition lubrifiante selon l’invention est mise en œuvre pour des systèmes de motorisation distincts des moteurs marins deux temps.

Elle peut trouver une application particulièrement avantageuse pour les systèmes de motorisation avec un moteur à gaz, notamment fonctionnant avec des gaz d’origine renouvelable, par exemple des gaz chargés en impuretés, et pour lesquels il est important de mettre en œuvre un lubrifiant avec un niveau élevé de TB N.

Egalement, elle peut être particulièrement adaptée pour la lubrification de systèmes de motorisation de poids lourds, par exemple pour les camions. Il convient également aux moteurs Diesel de poids lourds, équipés de systèmes de recirculation des gaz d’échappement (EGR). De tels systèmes peuvent être utilisés dans des efforts visant à réduire les émissions environnementales de ces moteurs.

Les moteurs Diesel avec EGR peuvent subir des charges plus élevées de produits de combustion acides, transmis au lubrifiant à partir des gaz d'échappement, de sorte que les lubrifiants avec des niveaux élevés de TBN sont souvent souhaitables pour effectuer la neutralisation de ces acides.

L’invention va maintenant être décrite au moyen des exemples suivants, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention.

Exemple

La compatibilité des lubrifiants moteurs avec les élastomères est évaluée suivant la norme CEC L-l 12-16. Ce test explore les performances de quatre types de matériaux élastomères (RE6 : fluoroélastomère ; RE7 : polyacrylate ; RE8 : nitrile et RE9 : éthylène acrylique) lorsqu’ils sont exposés à un lubrifiant. Le lubrifiant de référence est un lubrifiant commercialisé sous la référence NATERIA MJ 40, destiné à la lubrification des moteurs à gaz stationnaires.

Les formulations Cl, II, 12 et 13 sont préparées en supplémentant le lubrifiant de référence par :

- un additif organique basique de type polyalkylamine : la N,N’-diméthyldipropylène triamine, notée DMAPAPA (formulations Cl, Il et 12), en une teneur massique de 0,5 % par rapport à la masse du lubrifiant de référence ; ou la N, N, N’,N’-tétraméthyldipropylène triamine, notée TMDPT (formulation 13), en une teneur massique de 0,7 % massique par rapport à la masse du lubrifiant de référence ; et

- pour les formulations II, 12 et 13, en outre, par un additif carbodiimide selon l’invention (le N,N’-bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide), introduit sous la forme de deux produits commerciaux notés Carbodiimide 1 et Carbodiimide 2, en une teneur massique de produit commercial de 1 % ou 2 % massique par rapport à la masse totale du lubrifiant de référence.

Les résultats obtenus en termes de variation volumique, de variation de résistance à la traction et d’élongation à la rupture, selon les tests réalisés suivant la norme CEC L-l 12-16, sur les différents matériaux élastomères, lorsqu’ils sont exposés au lubrifiant de référence et à chacune des compositions lubrifiantes Cl, II, 12 et 13, sont rassemblés dans le tableau ci- dessous.

[Tableau 2]

Les résultats montrent que l’ajout d’un additif carbodiimide au lubrifiant permet de contrer l’effet néfaste de l’addition de la polyalkylamine sur la comptabilité avec les élastomères, notamment au regard de l’incidence du lubrifiant sur les propriétés d’élongation à la rupture du matériau élastomère.

Ainsi, l’ajout d’un additif carbodiimide selon l’invention dans un lubrifiant permet d’accéder à une bonne compatibilité du lubrifiant vis-à-vis des différents élastomères, et ce même en présence d’additif aminé.