DE102016224036B4

DE102016224036B4 - Schmiermittelölzusammensetzung, Verwendung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102016224036B4
Application number: DE102016224036.6A
Authority: DE
Inventors: Kazushi TAMURA; Koki Ito; Toyoharu KANEKO; Kazuo Yamamori
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2036-12-03
Also published as: DE102016224036A1; JP2017105886A; JP6334503B2; US20170158982A1; CN106967479A

Abstract

Schmiermittelölzusammensetzung, enthaltend ein Schmiermittelgrundöl, ein Detergens auf Metallbasis, eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und eine borhaltige Verbindung, worindas Detergens auf Metallbasis ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis,wobei das Schmiermittelgrundöl optional einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält,worin in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt von Calciumatomen 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und der Gehalt von Molybdänatomen 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, undworin X, berechnet gemäß folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist:X=3,8×10−2−2,7×10−4×[A]−4,2×10−1×[B]+5,4×10−1×[C]−5,2×10−3×[D]+7,3×10−3×[E]worin[A] ein Anteil (Massen-%) ist, der durch eine Seifenkomponente, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten besetzt ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen,[B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom,[C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist,[D] der Gehalt (Massen-%) des aschefreien Friktionsmodifizierers ist, und[E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung:E=([A]+1)×([B]+0,001)worin die Werte von [B] bis [D] ein Wert sind auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Schmiermittelölzusammensetzung, deren Verwendung und ein Verfahren zu deren Herstellung beispielsweise eine Schmiermittelölzusammensetzung für interne Verbrennungsmaschinen, die in einem Benzinmotor verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren wurde die Umweltregulierung verstärkt und die Reduzierung des Benzinverbrauches von Automobilmotoren ist erforderlich. Somit wird ein aufgeladener Direkteinspritzer, befestigt mit einem Direkteinspritzmechanismus und einem Auflademechanismus eingeführt. Bei dem aufgeladenen Direkteinspritzer kann durch Erhöhen eines Momentes bei einer geringen Rotationsgeschwindigkeit die Verschiebung vermindert werden, während die Leistung beibehalten wird, und dadurch kann der Benzinverbrauch verbessert werden.
Bei Maschinenölen, die für Automobilmotoren verwendet werden, werden allgemein verschiedene Additive zugemischt. Zur Verminderung eines Intermetall-Friktionskoeffizienten und zur Verbesserung des Benzinverbrauches ist es beispielsweise bekannt, ein Molybdändialkyldithiocarbamat zuzumischen. Zur Sicherung der Reinigungsfähigkeit, der Verhinderung des Abriebs und der Schlammerzeugung usw. ist es ebenfalls bekannt, dass ein Reinigungsmittel auf Metallbasis, das Calcium oder Magnesium enthält, verschiedene phosphorhaltige Verbindungen und ein aschefreies Reinigungs-Dispergiermittel wie ein boriertes Dispergiermittel vermischt werden.
Unter Benzinmotoren kann bei einem aufgeladenen Direkteinspritzmotor eine abnormale Verbrennung, die als Vorzündung mit geringer Geschwindigkeit bezeichnet wird, auftreten. Um die Frequenz des Auftretens einer Vorzündung mit niedriger Geschwindigkeit zu unterdrücken, werden verschiedene Verbesserungen bei Maschinenölen durchgeführt. Beispielsweise ist gemäß PTL 1 bekannt, Mischungsmengen von verschiedenen Additiven zu regulieren, so dass die Menge an Calcium, die Menge an Magnesium, die Menge an Molybdän, die Menge an Phosphor und die Menge an Stickstoff, die in einem Maschinenöl enthalten sind, durch eine spezifische Gleichung erfüllt sind. In spezifischen Beispielen des Maschinenöls, das in PTL 1 offenbart ist, ist die Mischungsmenge von Molybdän auf 0,01 bis 0,04 Massen-% beschränkt, während die Menge an Calcium oder die Menge an Magnesium auf fixierte Mengen eingestellt wird.
PTL 2 beschreibt eine Schmiermittelzusammensetzung mit spezifischen Phosphor- und sulfatierten Aschegehalten, die eine Salicylatverbindung aus einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, mindestens ein ascheloses, stickstoffhaltiges Dispergiermittel und einen Viskositätsmodifizierer enthält.
Liste der Druckschriften
Patentliteratur

PTL 1: WO 2015/114920 A1
PTL 2: US 2011/0245120 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Wenn die Zumischungsmenge an Molybdän wie in den Beispielen gemäß PTL 1 eingeschränkt wird, gibt es einen Fall, bei dem es schwierig wird, den Intermetall-Friktionskoeffizienten zu vermindern.
Zusätzlich ist bekannt, dass zur Unterdrückung der Vorzündung mit geringer Geschwindigkeit es effektiv ist, die Menge einer Calciumkomponente in einem Maschinenöl zu vermindern. In einem Maschinenöl, das ein Molybdändialkyldithiocarbamat enthält, kann sich jedoch der Friktionskoeffizient erhöhen, wenn die Menge einer Calciumkomponente vermindert wird. In einem Maschinenöl, das ein Molybdändialkyldithiocarbamat enthält, worin die Menge einer Molybdänkomponente eine bestimmte Menge oder mehr ist, wird häufig die Hochtemperaturreinigungsfähigkeit verschlechtert. Aus diesem Grund kann eine große Menge an einem Reinigungs-Dispergiermittel zugemischt werden, aber Reinigungs-Dispergiermittel erhöhen häufig den Friktionskoeffizienten.
In einem Maschinenöl, worin die Menge einer Molybdänkomponente eine bestimmte Menge oder mehr ist und die Menge einer Calciumkomponente vermindert wird, ist es schwierig, sowohl eine Verbesserung der Hochtemperaturreinigungsfähigkeit als auch eine Verminderung des Friktionskoeffizienten zu erzielen, die miteinander kompatibel sind.
Unter den oben genannten Umständen wurde diese Erfindung durchgeführt. Eine Aufgabe dieser Erfindung ist, eine Schmiermittelölzusammensetzung anzugeben, bei der ein geringer Friktionskoeffizient realisiert werden kann, während eine Hochtemperaturdetergenz sichergestellt wird, wobei die Zusammensetzung zwar Molybdändialkyldithiocarbamat enthält, die Menge einer Molybdänkomponente eine bestimmte Menge oder mehr ist und wobei die Zusammensetzung eine geringe Menge einer Calciumkomponente enthält.
Diese Erfinder führten intensive und extensive Untersuchungen durch. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass bei einer Schmiermittelölzusammensetzung, die eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung enthält, wobei die Menge einer Molybdänkomponente eine bestimmte Menge oder mehr ist, und die eine geringe Menge einer Calciumkomponente enthält, durch Regulieren einer Seifenkomponente, die von einem Detergens auf Calciumbasis stammt, der Menge einer Magnesiumkomponente, die von einem Detergens auf Magnesiumbasis stammt, der Menge einer Borkomponente, die von einer borhaltigen Verbindung stammt, und des Gehaltes eines aschelosen Friktionsmodifizierers, so dass ein bestimmter Zusammenhang erfüllt ist, das oben genannte Problem gelöst werden kann, wodurch diese Erfindung vollendet wurde. Diese Erfindung gibt die folgende Schmiermittelölzusammensetzung an.
Schmiermittelölzusammensetzung, enthaltend ein Schmiermittelgrundöl, ein Detergens auf Metallbasis, eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und eine borhaltige Verbindung, worin
das Detergens auf Metallbasis ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis,
wobei das Schmiermittelgrundöl optional einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält,
worin in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt von Calciumatomen 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und der Gehalt von Molybdänatomen 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, und
worin X, berechnet gemäß folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist: $\begin{array}{l} X = 3,8 \times 10^{- 2} - 2,7 \times 10^{- 4} \times [A] - 4,2 \times 10^{- 1} \times [B] + \\ 5,4 \times 10^{- 1} \times [C] - 5,2 \times 10^{- 3} \times [D] + 7,3 \times 10^{- 3} \times [E] \end{array}$
worin

[A] ein Anteil (Massen-%), der durch eine Seifenkomponente besetzt ist, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen,
[B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom,
[C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist,
[D] der Gehalt (Massen-%) des aschefreien Friktionsmodifizierers ist und
[E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung: $E = ([A] + 1) \times ([B] + 0,001)$

Zusätzlich gibt diese Erfindung weiterhin folgendes Verfahren zur Erzeugung einer Schmiermittelölzusammensetzung an.
Verfahren zur Erzeugung einer Schmiermittelölzusammensetzung, enthaltend: Mischen eines Schmiermittelgrundöls mit zumindest einem Detergens auf Metallbasis, einer Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und einer borhaltigen Verbindung, unter Erhalt einer Schmiermittelölzusammensetzung, worin
das Detergens auf Metallbasis ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis,
wobei das Schmiermittelgrundöl optional weiter einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält,
worin in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt von Calciumatomen 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und der Gehalt von Molybdänatomen 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, und
worin X, berechnet gemäß folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist: $\begin{array}{l} X = 3,8 \times 10^{- 2} - 2,7 \times 10^{- 4} \times [A] - 4,2 \times 10^{- 1} \times [B] + \\ 5,4 \times 10^{- 1} \times [C] - 5,2 \times 10^{- 3} \times [D] + 7,3 \times 10^{- 3} \times [E] \end{array}$
worin

[A] ein Anteil (Massen-%), der durch eine Seifenkomponente besetzt ist, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen,
[B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom,
[C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist,
[D] der Gehalt (Massen-%) des aschefreien Friktionsmodifizierers ist und
[E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung: $E = ([A] + 1) \times ([B] + 0,001)$
worin die Werte von [B] bis [D] ein Wert sind auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.

Diese Erfindung gibt eine Schmiermittelölzusammensetzung an, wobei ein geringer Friktionskoeffizient realisiert werden kann, während eine Hochtemperaturdetergenz sichergestellt wird, obwohl die Zusammensetzung eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung enthält, wobei die Menge einer Molybdänkomponente eine bestimmte Menge oder mehr ist und die Zusammensetzung eine geringe Menge einer Calciumkomponente hat.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben.
Die Schmiermittelölzusammensetzung dieser Erfindung enthält ein Schmiermittelgrundöl, ein Detergens auf Metallbasis, eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und eine borhaltige Verbindung und enthält optional einen aschelosen Friktionsmodifizierer. Das Detergens auf Metallbasis enthält ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis.
In der Schmiermittelölzusammensetzung werden die Gehalte von verschiedenen Additiven so reguliert, dass der Gehalt eines Calciumatoms in der Zusammensetzung 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, der Gehalt von Molybdänatomen in der Zusammensetzung 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und X, berechnet entsprechend folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist: $\begin{array}{l} X = 3,8 \times 10^{- 2} - 2,7 \times 10^{- 4} \times [A] - 4,2 \times 10^{- 1} \times [B] + \\ 5,4 \times 10^{- 1} \times [C] - 5,2 \times 10^{- 3} \times [D] + 7,3 \times 10^{- 3} \times [E] \end{array}$
worin

[A] ein Anteil (Massen-%) ist, der durch eine Seifenkomponente besetzt, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen,
[B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom,
[C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist,
[D] der Gehalt (Massen-%) des aschelosen Friktionsmodifizierers ist, und
[E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung: $E = ([A] + 1) \times ([B] + 0,001)$

In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Calciummenge und die Molybdänmenge in der Zusammensetzung innerhalb der oben genannten fixierten Bereiche fallen, der Wert von „X“, berechnet gemäß obiger Gleichung (1), ein Wert, der sich an einen Intermetall-Friktionskoeffizienten annähert, gemessen in einem „Block-auf-Ring-Test“, wie es später erwähnt wird. Das heißt, wenn der Wert von X kleiner wird, wird es möglich, den Intermetall-Friktionskoeffizienten zu vermindern und gute Brennstoffverbrauchseigenschaften leicht zu erhalten. Wenn der Wert von X 0,050 oder mehr ist, wird der Friktionskoeffizient ebenfalls hoch, so dass es schwierig wird, den Brennstoffverbrauch zu verbessern.
Je kleiner der Wert von X ist, umso größer ist die Wirkung zur Verminderung des Friktionskoeffizienten. Aus diesem Grund ist X bevorzugt 0,045 oder weniger, mehr bevorzugt 0,042 oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,040 oder weniger.
Im Hinblick auf die Ausgewogenheit mit anderen Eigenschaften, die für die Schmiermittelölzusammensetzung erforderlich sind, ist der Wert 0,030 oder mehr.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, wenn der Gehalt der Calcium- oder Molybdänatome außerhalb der oben genannten Bereiche fällt, der Wert X kein Wert werden, der sich an den Friktionskoeffizienten annähert, und selbst wenn der Wert von X weniger als 0,050 ist, kann der Wert des Friktionskoeffizienten nicht sehr gering werden.
Wenn die Calciummenge mehr als die oben genannte obere Grenze ist, wird es beispielsweise bei Verwendung für ein Maschinenöl eines aufgeladenen Direkteinspritzmotors schwierig, die Frequenz des Auftretens einer Vorzündung niedriger Geschwindigkeit zu unterdrücken. Wenn die Molybdänmenge größer ist als der oben genannte obere Grenzwert, können Mängel wie eine Verschlechterung der Hochtemperaturdetergenz erzeugt werden.
Angesichts dessen ist der Gehalt von Calciumatomen in der Schmiermittelölzusammensetzung bevorzugt 0,12 bis 0,15 Massen-% und bevorzugt 0,12 bis 0,14 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung. Der Gehalt von Molybdänatomen in der Schmiermittelölzusammensetzung ist bevorzugt 0,05 bis 0,09 Massen-% und mehr bevorzugt 0,05 bis 0,08 Massen-%.
Im Hinblick auf die Sicherstellung der Hochtemperaturdetergenz unter Beibehaltung eines niedrigen Friktionskoeffizenten ist der Gehalt von Boratomen, die in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten sind, bevorzugt 0,01 bis 0,15 Massen-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,10 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,01 bis 0,05 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung. Es ist bevorzugt, dass alle Boratome in der Schmiermittelölzusammensetzung von einer borhaltigen Verbindung (Detergens-Dispergiermittel auf Borbasis) wie später erwähnt stammen.
Ein Gesamtgehalt der Calcium- und Magnesiumatome in der Schmiermittelölzusammensetzung ist bevorzugt 0,3 Massen-% oder weniger auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung. Wenn ein solcher Gesamtgehalt 0,3 Massen-% oder weniger ist, ist die Menge einer Aschekomponente niedrig, so dass es weniger Befürchtungen für die Verstopfung einer Nachverarbeitungsmaschine von Abgasen wie Benzinteilchenfilter gibt. Der Gesamtgehalt ist mehr bevorzugt 0,25 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,20 Massen-% oder weniger.
Der Gesamtgehalt der Calcium- und Magnesiumatome in der Zusammensetzung ist 0,12 Massen-% oder mehr, bevorzugt 0,13 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 0,14 Massen-% oder mehr. Indem dieser Gesamtgehalt hoch gemacht wird, wird es leicht, eine Basenzahl der Schmiermittelölzusammensetzung, wie später erwähnt, auf 4 mgKOH/g oder mehr zu regulieren.
Der Gehalt des Magnesiumatoms in der Schmiermittelölzusammensetzung ist bevorzugt 0,14 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 0,10 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,08 Massen-% oder weniger auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.
Es ist bevorzugt, dass die Gesamtmenge des Calciumatoms und Magnesiumatoms in der Schmiermittelölzusammensetzung von einem Detergens auf Metallbasis wie später erwähnt stammt.
Jede der Komponenten, die in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten sind, wird nachfolgend detailliert beschrieben.
[Schmiermittelgrundöl]
Das Schmiermittelgrundöl kann ein Mineralöl oder synthetisches Öl sein, und ein gemischtes Öl aus einem Mineralöl und einem synthetischen Öl kann ebenfalls verwendet werden.
Beispiele des Mineralöls enthalten ein Mineralöl, raffiniert durch Durchführen einer oder mehrerer Behandlungen der Lösungsmitteldeasphaltierung, Lösungsmittelextraktion, Hydrocracken, Lösungsmittelentwachsen, katalytischem Entwachsen, Hydroraffinieren mit einem Schmiermittelöldestillat, das erhalten wird durch Destillieren eines atmosphärischen Restes unter vermindertem Druck, erhalten durch atmosphärische Destillation von rohem Öl; ein Mineralöl, erzeugt durch Isomerisieren eines Wachses auf Mineralölbasis oder ein Wachs (GTL WAX), erzeugt durch das Fischer-Tropsch-Verfahren.
Beispiele des synthetischen Öls enthalten Polyolefine wie Polybuten, ein α-Olefin-Homopolymer oder -Copolymer (z.B. Ethylen-α-Olefin-Copolymer); verschiedene Ester, wie ein Polyolester, ein dibasischer Säureester, ein Phosphatester; verschiedene Ether wie Polyphenylether; Polyglycole; Alkylenbenzole; Alkylnaphthaline.
Die Schmiermittelgrundöle können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Eine kinematische Viskosität des Schmiermittelgrundöls bei 100°C ist bevorzugt 2 bis 15 mm²/s, mehr bevorzugt 2 bis 10 mm²/s und noch mehr bevorzugt 3 bis 5 mm²/s.
Wenn die kinematische Viskosität des Schmiermittelgrundöls bei 100°C der oben genannte untere Grenzwert oder mehr ist, ist ein Verdampfungsverlust klein, und daher ist dies bevorzugt. Wenn die kinematische Viskosität die obere Grenze oder weniger einnimmt, ist ein Energieverlust, der aufgrund eines viskosen Widerstandes verursacht wird, nicht übermäßig groß, so dass eine Brennstoffverbrauchs-Verbesserungswirkung leicht erhalten wird.
Das Schmiermittelgrundöl hat eine Menge einer Paraffinkomponente (ebenfalls als „%Cp“ bezeichnet) gemäß n-d-M-Ringanalyse von bevorzugt 70% oder mehr, mehr bevorzugt 75% oder mehr und noch mehr bevorzugt 80% oder mehr. Wenn die Menge einer Paraffinkomponente des Schmiermittelgrundöls den oben genannten unteren Grenzwert oder mehr einnimmt, ist es leicht, die Oxidationsstabilität gut zu halten. Wenn das Schmiermittelgrundöl eine kinematische Viskosität bei 100°C von 3 bis 5 mm²/s und einen %Cp-Wert von 80% oder mehr hat, ist es leicht, die Oxidationsstabilität besser einzustellen.
Zur Verbesserung der Brennstoffverbrauchseigenschaften und Unterdrückung einer Änderung der Viskosität aufgrund einer Temperaturänderung ist ein Viskositätsindex des Schmiermittelgrundöls bevorzugt 80 oder mehr, mehr bevorzugt 90 oder mehr, weiter bevorzugt 100 oder mehr.
In der Schmiermittelölzusammensetzung ist es bei Verwendung eines gemischten Öls, erzeugt aus einer Kombination von zwei oder mehr Grundölen, ebenfalls bevorzugt, dass die kinematische Viskosität der Viskositätsindex und %Cp des gemischten Öls innerhalb der oben genannten Bereiche fällt.
Der Gehalt des Schmiermittelgrundöls in der Schmiermittelölzusammensetzung ist bevorzugt 65 bis 95 Massen-%, mehr bevorzugt 70 bis 95 Massen-% und noch mehr bevorzugt 70 bis 90 Massen-% auf der Basis der Gesamtsumme der Schmiermittelölzusammensetzung.
[Detergens auf Metallbasis]
Das Detergens auf Metallbasis, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, enthält ein Calciumsalicylat. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch Verwendung eines Calciumsalicylates die Hochtemperaturdetergenz leicht verbessert.
Der Gehalt des Calciumsalicylates, umgewandelt in ein Calciumatom, ist bevorzugt 0,08 bis 0,16 Massen-%, mehr bevorzugt 0,10 bis 0,16 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,10 bis 0,14 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung.
Das Detergens auf Metallbasis enthält weiterhin zusätzlich zu dem Calciumsalicylat zumindest eines von einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis. In diesem Ausführungsbeispiel wird es durch Verwendung eines Calciumsulfonates und/oder Detergens auf Magnesiumbasis als Detergens auf Metallbasis leicht, den Friktionskoeffizienten zu vermindern, während die Hochtemperaturdetergenz gut ist.
Obwohl zwei von dem Calciumsulfonat und dem Detergens auf Magnesiumbasis in Kombination verwendet werden können, kann nur eines von diesen auch verwendet werden.
Beispiele des Detergens auf Magnesiumbasis enthalten ein Magnesiumsalicylat, Magnesiumsulfonat und Magnesiumphenat. Es ist bevorzugt, Magnesiumsulfonat zu verwenden. Diese Verbindungen können alleine oder in Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden. Obwohl die Basenzahl des Detergens auf Magnesiumbasis nicht besonders beschränkt ist, ist sie bevorzugt 10 bis 500 mgKOH/g, mehr bevorzugt 200 bis 450 mgKOH/g und noch mehr bevorzugt 300 bis 450 mgKOH/g.
Wenn das Calciumsulfonat in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, ist der Gehalt des Calciumsulfonates, umgewandelt in Calciumatom, bevorzugt 0,01 bis 0,05 Massen-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,04 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,01 bis 0,03 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung.
Wenn das Detergens auf Magnesiumbasis in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, ist der Gehalt des Detergenses auf Magnesiumbasis, ausgedrückt als Magnesiumatom, bevorzugt 0,01 bis 0,14 Massen-% und mehr bevorzugt 0,01 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung. Wenn das Detergens auf Magnesiumbasis in Kombination mit dem Calciumsulfonat verwendet wird, ist der Gehalt, ausgedrückt als Magnesiumatom noch mehr bevorzugt 0,02 bis 0,06 Massen-%, während dann, wenn das Detergens auf Magnesiumbasis alleine ohne Kombination mit dem Calciumsulfonat verwendet wird, der Gehalt noch mehr bevorzugt 0,04 bis 0,08 Massen-% ist.
Das Detergens auf Metallbasis kann weiterhin ein anderes Detergens auf Metallbasis als das Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Detergens auf Magnesiumbasis enthalten. Beispiele eines solchen Detergenses auf Metallbasis enthalten Calciumphenat und ein anderes Detergens auf Metallbasis als das Detergens auf Calciumbasis oder Magnesiumbasis. Beispiele des anderen Metalldetergenses als das Detergens auf Calcium- oder Magnesiumbasis enthalten ein Detergens auf Bariumbasis, Detergens auf Natriumbasis und ein Detergens auf Kaliumbasis.
Es ist jedoch bevorzugt, dass das Detergens auf Metallbasis, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, aus einem Detergens auf Metallbasis besteht, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Detergens auf Calciumbasis und einem Detergens auf Magnesiumbasis.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es durch Regulieren der Menge einer Seifenkomponente, die in dem oben genannten Detergens auf Calciumbasis enthalten ist, möglich, den Wert des Friktionskoeffizienten einzustellen. Spezifisch ist es durch Steuern eines Anteils, der durch eine Seifenkomponente, die von dem Calciumsulfonat stammt (nachfolgend auch als „Sulfonat-Seifenkomponente“ bezeichnet), besetzt wird, in der Gesamtmenge der Seifenkomponenten, die von dem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen, auf einen hohen Wert möglich, den Friktionskoeffizienten zu vermindern.
Aus diesem Grund wird in der obigen Gleichung (1) [A], das den Anteil der Sulfonat-Seifenkomponente angibt, ein negativer Koeffizient gegeben und von dem Wert von X subtrahiert. Der Koeffizient „-2,7×10^-4“, der mit dem Koeffizienten [A] multipliziert wird, wird erzeugt unter Berücksichtigung eines Einflusses der Sulfonat-Seifenkomponente auf den Friktionskoeffzienten in der Schmiermittelölzusammensetzung dieser Erfindung durch Experimente und Analysen davon erzeugt.
Es ist bevorzugt, dass die Sulfonat-Seifenkomponente (nämlich das Calciumsulfonat) in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, um leicht den Friktionskoeffizienten zu vermindern, aber die Sulfonat-Seifenkomponente muss nicht in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten sein. Selbst wenn die Schmiermittelölzusammensetzung die Sulfonat-Seifenkomponente nicht enthält, ist es durch Regulieren von [B] bis [E] möglich, zu ermöglichen, dass X innerhalb des oben erwähnten Bereiches fällt.
Wenn die Sulfonat-Seifenkomponente enthalten ist, ist der Anteil, der durch die Sulfonat-Seifenkomponente in der Gesamtmenge der Seifenkomponenten besetzt wird, die von dem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen, bevorzugt 10 bis 75 Massen-%, mehr bevorzugt 20 bis 70 Massen-% und noch mehr bevorzugt 25 bis 65 Massen-%.
In der Schmiermittelölzusammensetzung neigt das Detergens auf Magnesiumbasis zur Verminderung des Friktionskoeffizienten. Aus diesem Grund wird in der obigen Gleichung (1) [B], das die Menge von Magnesium bedeutet, das von dem Detergens auf Magnesiumbasis stammt, ein negativer Koeffizient gegeben und von dem Wert von X subtrahiert. Der Koeffizient „-4,2×10^-1“, der mit dem Koeffizienten [B] multipliziert wird, wird erzeugt unter Berücksichtigung irgendeines Einflusses von Magnesium auf den Friktionskoeffizienten in der Schmiermittelölzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels durch Experimente und Analysen davon.
Wenn die Schmiermittelölzusammensetzung sowohl die Sulfonat-Seifenkomponente (nämlich das Calciumsulfonat) als auch das Detergens auf Magnesiumbasis enthält, neigt der Friktionskoeffizient dazu, hoch zu werden aufgrund einer Interaktion zwischen diesen Komponenten. Der Faktor [E] in der Gleichung (1) drückt diese Interaktion aus. In dieser Schmiermittelölzusammensetzung wurde durch Experimente und Analysen gefunden, dass der Friktionskoeffizient ungefähr in Proportion zu einem Wert hoch wird, der durch Multiplizieren des Faktors [E] mit „7,3x10^-3“ erhalten wird, und daher wird „7,3×10^-3×[E]“ zum Wert „X“ in der Gleichung (1) addiert.
Beispiele des oben erwähnten Calciumsulfonates oder Magnesiumsulfonates enthalten Calciumsalze oder Magnesiumsalze einer aromatischen Alkylsulfonsäure, wobei die aromatische Alkylsulfonsäure erhalten wird durch Sulfonieren einer aromatischen Alkylverbindung mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel von bevorzugt 300 bis 1500 und mehr bevorzugt 400 bis 700.
Beispiele des Calciumphenates oder Magnesiumphenates enthalten Calciumsalze oder Magnesiumsalze eines Alkylphenols, Alkylphenolsulfides oder eines Mannich-Reaktionsproduktes von Alkylphenol.
Beispiele des Calciumsalicylates oder Magnesiumsalicylates enthalten Calciumsalze oder Magnesiumsalze einer Alkylsalizylsäure.
Die Alkylgruppe, die in jedem dieser Detergenzien auf Calciumbasis oder Detergenzien auf Magnesiumbasis enthalten ist, ist eine Alkylgruppe mit bevorzugt 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und mehr bevorzugt 10 bis 26 Kohlenstoffatomen und eine solche Alkylgruppe kann linear oder verzweigt sein. Eine solche Alkylgruppe kann eine primäre, sekundäre oder tertiäre Alkylgruppe sein.
Als genannte Detergens auf Calciumbasis oder Magnesiumbasis können im Wesentlichen neutrale Materialien (neutrale Salze) verwendet werden, die erhalten werden durch direkte Reaktion der oben erwähnten aromatischen Alkylsulfonsäure, Alkylphenols, Alkylphenolsulfides, Mannich-Reaktionsproduktes von Alkylphenol oder Alkylsalizylsäure mit einem Oxid oder Hydroxid eines Erdalkalimetalls (nämlich Calcium oder Magnesium), durch einmaliges Umwandeln in ein Alkalimetallsalz wie Natriumsalz, Kaliumsalz und anschließendes Substituieren des Alkalimetallsalzes durch ein Erdalkalimetallsalz oder durch andere Mittel.
Alternativ können Materialen ebenfalls verwendet werden, erhalten durch Erwärmen des oben erhaltenen neutralen Salzes und eines überschüssigen Erdalkalimetallsalzes oder einer Erdalkalimetallbase in der Gegenwart von Wasser, oder Materialien können verwendet werden, erhalten durch Reaktion des oben erhaltenen neutralen Salzes mit dem Carbonsäuresalz oder Borsäuresalz eines Erdalkalimetalls in der Gegenwart eines Kohlenstoffdioxidgases durch andere Mittel.
Bezüglich des Detergenses auf Calciumbasis ist es möglich, wenn das neutrale Salz aus den oben beschriebenen verwendet wird, den Anteil der Seifenkomponente im Detergens auf Calciumbasis zu erhöhen. Durch Regulieren der Menge des Calciumsalzes, der Calciumbase, Borsäuresalzes, Kohlenstoffdioxidgases, die auf das Sulfonat auf Calciumbasis, Phenat auf Calciumbasis oder Salicylat auf Calciumbasis agieren kann, kann die Menge der Seifenkomponente, die in dem Detergens auf Calciumbasis enthalten ist, ebenfalls reguliert werden.
[Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung]
Die Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung (nachfolgend einfach als „Molybdänverbindung“ bezeichnet), die erfindungsgemäß verwendet wird, ist spezifisch eine Verbindung mit der folgenden allgemeinen Formel (I).
In der allgemeinen Formel (I) bedeuten R¹ bis R⁴ jeweils eine Alkylgruppe mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, und R¹ bis R⁴ können gleich oder verschieden voneinander sein und jedes von X¹ bis X⁴ bedeutet ein Schwefelatom oder Sauerstoffatom.
In der allgemeinen Formel (I) ist, wenn die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe 4 oder mehr ist, die Öllöslichkeit der Molybdänverbindung gut. Wenn die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe 22 oder weniger ist, ist der Schmelzpunkt verhältnismäßig niedrig, die Handhabungseigenschaften sind gut und die friktionsreduzierende Eigenschaft ist hoch. Aus diesem Grund ist die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe, dargestellt durch jedes von R¹ bis R⁴, bevorzugt 4 bis 18 und mehr bevorzugt 8 bis 13.
Die Alkylgruppe, dargestellt durch jedes von R¹ bis R⁴, kann irgendeine verzweigte oder lineare Alkylgruppe sein. Bevorzugte Beispiele der Alkylgruppe enthalten eine n-Octylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine Isononylgruppe, eine n-Decylgruppe, eine Isodecylgruppe, eine Decylgruppe, eine Tridecylgruppe, eine Isotridecylgruppe.
Im Hinblick auf die Löslichkeit in dem Grundöl, die Lagerungsstabilität und friktionsreduzierende Fähigkeit ist es bei der Molybdänverbindung mit der allgemeinen Formel (I) bevorzugt, dass R¹ und R² die gleiche Alkylgruppe sind, R³ und R⁴ die gleiche Alkylgruppe sind und die Alkylgruppen von R¹ und R² und die Alkylgruppen von R³ und R⁴ voneinander verschieden sind.
In der allgemeinen Formel (I) bedeuten X¹ bis X⁴ jeweils ein Schwefelatom oder Sauerstoffatom, und X¹ bis X⁴ können gleich oder verschieden voneinander sein. Ein Verhältnis zwischen dem Schwefelatom und dem Sauerstoffatom ist bevorzugt 1/3 bis 3/1 und mehr bevorzugt 1,5/2,5 bis 3/1 in Bezug auf (Schwefelatom)/(Sauerstoffatom). Wenn das Verhältnis innerhalb des oben genannten Bereiches fällt, werden gute Leistungen im Hinblick auf die Korrosionsresistenz und Löslichkeit in dem Schmiermittelgrundöl erhalten. X¹ bis X⁴ können jeweils ein Schwefelatom oder alternativ Sauerstoffatom sein.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, dass alle Molybdänatome in der Schmiermittelölzusammensetzung solche sind, die von der oben genannten Molybdänverbindung stammen. Aus diesem Grund ist in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt der genannten Molybdänverbindung, ausgedrückt als Molybdänatome, bevorzugt 0,05 bis 0,10 Massen-%, mehr bevorzugt 0,05 bis 0,09 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,05 bis 0,08 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.
[Borhaltige Verbindung]
Die borhaltige Verbindung, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist ein Detergens-Dispergiermittel (Detergens-Dispergiermittel auf Borbasis). Spezifisch enthalten Beispiele davon ein boriertes Dispergiermittel, Alkalimetallborsäuresalz, boriertes Epoxid, Borsäureester, boriertes aliphatisches Amin und boriertes Amid. Die borhaltigen Verbindungen können alleine oder in Zumischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
Durch Verwendung einer solchen borhaltigen Verbindung kann die Hochtemperaturdetergenz der Schmiermittelölzusammensetzung gut gemacht werden.
Das borierte Dispergiermittel ist ein aschefreies Dispergiermittel. Mehr spezifisch können Beispiele des borierten Dispergiermittels borierte Polyalkenylsuccinsäureanhydride, borierte nichtstickstoffhaltige Derivate eines Polyalkylensuccinsäureanhydrides, Borate von basischen Stickstoffverbindungen (borierte basische Stickstoffverbindungen), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Succinimiden, Carbonsäureamiden, Hydrocarbylmonoaminen, Hydrocarbylpolyaminen, Mannich-Basen, Phosphonoamiden, Thiophophonoamiden und Phosphoramiden, Thiazolen, Mercaptobenzothiazolen (z.B. 2,4-Dimercapto-1,2,4-thiadiazolen) und Derivaten davon, Triazolen (z.B. Alkyltriazole und Benzotriazole), Copolymeren, die einen Carboxylatester mit einer oder mehreren zusätzlichen polaren funktionellen Gruppen enthalten, wie Amine, Amide, Imine, Imide (z.B. Produkte, erzeugt durch Copolymerisation eines langkettigen Alkylacrylates oder Methacrylates mit einem Monomer mit der genannten funktionellen Gruppe) und Mischungen davon enthalten. Das borierte Dispergiermittel ist bevorzugt ein boriertes Succinimid.
Beispiele des borierten Succinimides enthalten solche, erhalten durch Borierung eines Alkenyl- oder Alkylsuccinmonoimids oder Alkenyl- oder Alkylsuccinbisimids.
Als Alkenyl- oder Alkylsuccinmonoimid wird eine Verbindung mit der folgenden allgemeinen Formel (II) veranschaulicht. Als Alkenyl- oder Alkylsuccinbisimid wird eine Verbindung mit der folgenden allgemeinen Formel (III) veranschaulicht.
In den allgemeinen Formeln (II) und (III) sind R²¹, R²³ und R²⁴ jeweils eine Alkenylgruppe oder Alkylgruppe und ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von jedem dieser ist bevorzugt 500 bis 3000 und mehr bevorzugt 900 bis 3000.
Wenn das Molekulargewicht im Gewichtsmittel von R²¹, R²³ und R²⁴ jeweils 500 oder mehr ist, kann die Löslichkeit im Schmiermittelgrundöl gut gemacht werden. Wenn sie bei 1000 oder weniger ist, wird erwartet, dass die Wirkung, die durch diese Verbindung erhalten wird, angemessen entfaltet wird. R²³ und R²⁴ können gleich oder verschieden voneinander sein.
R²², R²⁵ und R²⁶ sind jeweils eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, und R²⁵ und R²⁶ können gleich oder verschieden voneinander sein. a bedeutet eine ganze Zahl von 1 bis 10 und b ist 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10.
a ist bevorzugt 2 bis 5 und mehr bevorzugt 2 bis 4. Wenn a 2 oder mehr ist, wird erwartet, dass die Wirkung, die durch das borierte Succinimid erhalten wird, leicht erhalten wird. Wenn a 5 oder weniger ist, wird die Löslichkeit im Schmiermittelgrundöl viel besser.
b ist bevorzugt 1 bis 6 und mehr bevorzugt 2 bis 6. Wenn b 1 oder mehr ist, wird erwartet, dass die Wirkung, die durch diese Verbindung erhalten wird, angemessen entfaltet wird. Wenn b 6 oder weniger ist, wird die Löslichkeit im Schmiermittelgrundöl viel besser.
Beispiele der Alkenylgruppe können eine Polybutenylgruppe, Polyisobutenylgruppe und ein Ethylen-Propylen-Copolymer enthalten. Beispiele der Alkylgruppe enthalten solche, die von der Hydrierung der genannten Alkenylgruppen stammen. Geeignete Beispiele der Alkenylgruppe enthalten eine Polybutenylgruppe und Polyisobutylgruppe. Als Polybutenylgruppe werden solche, die von der Polymerisation einer Mischung aus 1-Buten und Isobuten oder hochreinem Isobuten resultieren, geeignet verwendet. Repräsentative Beispiele der Alkylgruppe, die geeignet ist, enthalten solche, die von der Hydrierung einer Polybutenylgruppe oder Polyisobutenylgruppe stammen.
Das borierte Succinimid kann beispielsweise erhalten werden, indem ein Polyolefin mit Maleinsäureanhydrid reagiert wird, unter Erhalt eines Alkenylsuccinanhydrides, indem weiterhin ein Polyamin mit einer Borverbindung reagiert wird, unter Erhalt eines Zwischenproduktes und indem dieses Zwischenprodukt mit dem Alkenylsuccinsäureanhydrid reagiert wird, unter Erzielung der Imidierung. Es ist möglich, das Monoimid oder Bisimid zu erzeugen, indem das Verhältnis zwischen dem Alkenylsuccinanhydrid oder Alkylsuccinanhydrid und dem Polyamin geändert wird.
Das borierte Succinimid kann ebenfalls hergestellt werden durch Behandeln eines nicht-borhaltigen Alkenyl- oder Alkylsuccinmonoimids oder Alkenyl- oder Alkylsuccinbisimids mit einer Borverbindung.
Beispiele der Borverbindung, die hierin verwendet wird, enthalten eine Borsäure, Borsäuresalz, Borsäureester und dgl. Beispiele der Borsäure enthalten Orthoborsäure, Metaborsäure, Paraborsäure. Beispiele des Borsäuresalzes, das hierin verwendet wird, enthalten Ammoniumborate wie Ammoniummetaborat, Ammoniumtetraborat, Ammoniumpentaborat, Ammoniumoctaborat Beispiele des hierin verwendeten Borsäureesters enthalten Monomethylborat, Dimethylborat, Trimethylborat, Monoethylborat, Diethylborat, Triethylborat, Monopropylborat, Dipropylborat, Tripropoylborat, Monobutylborat, Dibutylborat, Tributylborat.
Obwohl das Alkalimetallatom, das in dem Alkalimetallborsäuresalz enthalten ist, nicht besonders beschränkt ist, solange es ein Alkalimetallatom ist, ist es bevorzugt ein Kalium- oder Natriumatom und mehr bevorzugt ein Kaliumatom. Das Borsäuresalz, das in dem Alkalimetallborsäuresalz verwendet wird, ist eine elektrisch positive Verbindung (Salz), die Bor und Sauerstoff enthält und ggf. hydriert ist. Beispiele des Borsäuresalzes enthalten ein Salz eines Borsäureions (BO₃ ^3-), ein Salz eines Metaborsäureions (BO₂ ^-). Das Borsäureion (BO₃ ^3-) kann verschiedene Polymerionen bilden wie Triborsäureion (B₃O₅ ^-), Tetraborsäureion (B₄O₇ ^2-), Pentaborsäureion (B₅O₈ ^-).
Spezifische Beispiele des Alkalimetallborsäuresalzes enthalten Natriumtetraborat, Natriumpentaborat, Natriumhexaborat, Natriumoctaborat, Natriumdiborat, Kaliummetaborat, Kaliumtriborat, Kaliumtetraborat, Kaliumpentaborat, Kaliumhexaborat, Kaliumoctaborat. Das Alkalimetallborsäuresalz kann ebenfalls ein Hydrat sein. Unter den Alkalimetallborsäuresalzen sind im Hinblick auf die Verbesserung der Reinigungswirkung bei hoher Temperatur und im Hinblick auf die Löslichkeit im Grundöl Kaliumtriborat (KB₃O₅) und ein Hydrat davon (KB₃O₅.nH₂O (n ist eine Zahl von 0,05 bis 2,4) bevorzugt.
Beispiele des borierten Epoxides enthalten solche, erhalten von einem Reaktionsprodukt zwischen einer oder mehreren Borverbindungen und zumindest einem Epoxid. Das Epoxid ist ein aliphatisches Epoxid mit allgemein 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 10 bis 24 Kohlenstoffatomen und mehr bevorzugt etwa 12 bis 20 Kohlenstoffatomen. Geeignete Beispiele des aliphatischen Epoxides enthalten Dodecenoxid, Hexadecenoxid und Mischungen davon.
Beispiele des Borsäureesters, der als borhaltige Verbindung verwendet wird, enthalten solche, die durch Reaktion einer oder mehrerer Borverbindungen und eines oder mehrerer geeigneter öllöslicher Alkohole miteinander erhalten sind. Als Alkohole können solche mit allgemein 6 bis 30 Kohlenstoffatomen und bevorzugt 8 bis 24 Kohlenstoffatomen verwendet werden. Der Borsäureester kann ebenfalls ein boriertes Phospholipid sein.
Beispiele des borierten aliphatischen Amins enthalten solche, die durch Reaktion von einer oder mehreren Borverbindungen und einem oder mehreren aliphatischen Aminen wie einem Amin mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. miteinander erhalten sind. Das borierte aliphatische Amin kann erzeugt werden durch Reaktion des Amins mit der Borverbindung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 300°C und mehr bevorzugt 100 bis 250°C in einem äquivalenten Verhältnis des Amins zur Borverbindung von 3/1 bis 1/3.
Beispiele des borierten Amides enthalten ein boriertes Amid, erhalten aus einem Reaktionsprodukt einer linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten monovalenten Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, Harnstoff und einem Polyalkylenpolyamine und einer Borverbindung.
Spezifische Beispiele der Borverbindung, die bei der Erzeugung des borierten Epoxides, des Borsäureesters, des borierten aliphatischen Amins oder des borierten Amins verwendet wird, können Boroxid, Boroxidhydrat, Bortrioxid, Bortrifluorid, Bortribromit, Bortrichlorid, Borsäuren wie Boronsäure, Borsäure, Tetraborsäure und Metaborsäure, ein Boramid und verschiedene Ester von Boronsäure enthalten.
Unter den genannten borhaltigen Verbindungen sind borierte Dispergiermittel bevorzugt und vor allem ist es bevorzugt, ein boriertes Succinimid zu verwenden. Das borierte Succinimid kann alleine verwendet werden, kann aber auch in Kombination mit zumindest einem verwendet werden, ausgewählt aus den anderen oben genannten borhaltigen Verbindungen als dem borierten Succinimid.
In der Schmiermittelölzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels verbessert die borhaltige Verbindung die Hochtemperaturdetergenz, während die Borkomponente eine Ursache für die Erhöhung des Friktionskoeffizienten wird. Solange die Beziehung gemäß der Gleichung (1) erfüllt ist, ist es möglich, den Friktionskoeffizienten ausreichend niedrig zu halten. Es wurde durch Experimente und Analysen festgestellt, dass die Borverbindung den Friktionskoeffizienten ungefähr in Proportion zu einem Wert erhöht, erhalten durch Multiplizieren des Gehaltes eines Boratoms [C] mit „5,4×10^-1“ und daher wird der Wert „5,4x10^-lx[_C]“, zu dem Wert von „X“ wie bei dem Ausdruck (1) addiert.
Im Hinblick auf die Sicherstellung der Hochtemperaturdetergenz, während der Friktionskoeffizient ausreichend niedrig gehalten wird, ist der Gehalt der borhaltigen Verbindung, ausgedrückt als Boratom, in der Schmiermittelölzusammensetzung bevorzugt 0,01 bis 0,15 Massen-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,10 Massen-% und weiter bevorzugt 0,01 bis 0,05 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.
Im Hinblick auf das Sicherstellen der Hochtemperaturdetergenz, während der Friktionskoeffizient niedrig gemacht wird, ist der Gehalt des Boratoms, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, bevorzugt 0,1 bis 0,8, mehr bevorzugt 0,2 bis 0,7 und noch mehr bevorzugt 0,3 bis 0,6, bezogen auf den Gehalt des Molybdänatoms in der Schmiermittelölzusammensetzung.
[Ascheloser Friktionsmodifizierer]
Die Schmiermittelölzusammensetzung in diesem Ausführungsbeispiel kann einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthalten, kann aber auch keinen aschefreien Friktionsmodifizierer enthalten. Wenn die Schmiermittelölzusammensetzung einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält, wird es möglich, den Friktionskoeffizienten niedriger zu machen. Wenn kein aschefreier Friktionsmodifizierer enthalten ist, wird es leicht, die Hochtemperaturdetergenz gut zu machen.
Beispiele des aschefreien Friktionsmodifizierers enthalten einen aschefreien Friktionsmodifizierer auf Esterbasis und vom Amintyp. Der aschefreie Friktionsmodifizierer kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Beispiele des aschefreien Friktionsmodifizierers auf Esterbasis enthalten Ester einer Fettsäure und eines aliphatischen Alkohols. Beispiele der Fettsäure enthalten aliphatische Monocarbonsäuren mit einer linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die Zahl der Kohlenstoffatome dieser Kohlenwasserstoffgruppe ist bevorzugt 8 bis 24 und mehr bevorzugt 10 bis 20. Die Kohlenwasserstoffgruppe, die hierin angegeben ist, betrifft einen Kohlenwasserstoffanteil, von dem eine Carboxylgruppe der Fettsäure eliminiert ist.
Als aliphatischer Alkohol wird ein aliphatischer mehrwertiger Alkohol verwendet. Der Ester einer Fettsäure und eines aliphatischen Alkohols kann ein Teilester sein, worin nur ein Teil des Alkohols verestert ist, oder kann ein vollständiger Ester sein, worin der Alkohol vollständig verestert ist. Im Allgemeinen wird ein Teilester verwendet.
Beispiele der genannten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen enthalten Alkylgruppen wie eine Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl-, Nonadecyl-, Eicosyl-, Pentaeicosyl-, Docosyl-, Tricosyl-, Tetracosyl-, Pentacosyl-, Hexacosyl-, Heptacosyl-, Octacosyl-, Nonacosyl-, Triacontyl-Gruppe; Alkenylgruppen wie eine Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tridecenyl-, Tetradecenyl-, Pentadecenyl-, Hexadecenyl-, Heptadecenyl-, Octadecenyl-, Nonadecenyl-, Eicosenyl-, Heneicosenyl-, Docosenyl-, Tricosenyl-, Tetracosenyl-, Pentacosenyl-, Hexacosenyl-, Heptacosenyl-, Octacosenyl-, Nonacosenyl- oder Triacontenyl-Gruppe; Kohlenwasserstoffgruppen mit zwei oder mehreren Doppelbindungen. Die genannte Alkylgruppe, Alkenylgruppe und Kohlenwasserstoffgruppe mit zwei oder mehr Doppelbindungen enthalten alle linearen und verzweigten Strukturen, die möglich sind, und die Position(en) der Doppelbindung(en) in der Alkenylgruppe und der Kohlenwasserstoffgruppe mit zwei oder mehreren Doppelbindungen sind willkürlich.
Spezifisch enthalten Beispiele der Fettsäure gesättigte Fettsäuren wie Caproesäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure, Behensäure oder Lignocersäure; und ungesättigte Fettsäuren wie Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Linolsäure. Von diesen sind ungesättigte Fettsäuren bevorzugt, Ölsäure ist mehr bevorzugt.
Der genannte aliphatische mehrwertige Alkohol ist ein zweibis sechswertiger Alkohol und Beispiele davon enthalten Ethylenglycol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, wobei Glycerin bevorzugt ist.
Das heißt, der aschefreie Friktionsmodifizierer auf Esterbasis ist bevorzugt ein Ester von Glycerin und der genannten aliphatischen Monocarbonsäure. Der genannte Ester kann ein vollständiger oder teilweiser Ester sein. Von allem ist ein Teilester, erhalten durch Reaktion von Glycerin und der genannten ungesättigten Fettsäure mehr bevorzugt. Spezifisch enthalten Beispiele davon Monoester wie Glycerinmonomyristat, Glycerinmonopalmitat oder Glycerinmonooleat. und Diester wie Glycerindimyristat, Glycerindipalmitat, Glycerindioleat.
Beispiele des aschefreien Friktionsmodifizierers vom Amintyp enthalten eine aliphatische Aminverbindung. Die genannte aliphatische Aminverbindung ist eine Aminverbindung mit einer linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die Zahl der Kohlenstoffatome der Kohlenwasserstoffgruppe dieser Aminverbindung ist bevorzugt 8 bis 24 und mehr bevorzugt 10 bis 20. Beispiele der Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen sind gleich, die für die Kohlenwasserstoffgruppe für die Fettsäure wie oben erwähnt aufgelistet sind.
Beispiele der aliphatischen Aminverbindung können aliphatische Monoamine oder Alkylenoxidaddukte davon, Alkanolamine, aliphatische Polyamine, Imidazolinverbindungen enthalten. Spezifisch enthalten Beispiele davon aliphatische Aminverbindungen wie Laurylamin, Lauryldiethylamin, Lauryldiethanolamin, Dodecyldipropanolamin, Palmitylamin, Stearylamin, Stearyltetraethylenpentamin, Oleylamin, Oleylpropylendiamin, Oleyldiethanolamin oder N-Hydroxyethyloleylimidazolin und Addukte eines Aminalkylenoxides wie N,N-Dipolyoxyalkylen-N-alkyl (oder - alkenyl) (Zahl der Kohlenstoffatome: 6 bis 28) an die aliphatische Aminverbindung.
Der aschefreie Friktionsmodifizierer ist bevorzugt ein aschefreier Friktionsmodifizierer auf Esterbasis. Von allen ist wie oben erwähnt ein Ester von Glycerin und einer Fettsäure mehr bevorzugt und insbesondere sind Glycerinmonooleat und Glycerindioleat, die Teilester von Glycerin und Ölsäure sind, noch mehr bevorzugt.
In der Schmiermittelölzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels wurde durch Experimente und Analysen festgestellt, dass der aschefreie Friktionsmodifizierer den Friktionskoeffizienten ungefähr in Proportion zu einem Wert vermindert, erhalten durch Multiplizieren des Gehaltes [D] mit „5,2x10^-3“ und daher wird bei der Gleichung (1) der Wert von „5,2x10^-3x[D]“ von „X“ subtrahiert.
Wenn der aschefreie Friktionsmodifizierer in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, ist der aschefreie Friktionsmodifizierer in einer Menge von bevorzugt 0,2 bis 1,8 Massen-%, mehr bevorzugt 0,2 bis 1,7 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,2 bis 1,5 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten.
[Nicht-borhaltiges aschefreies Detergens-Dispergiermittel]
Die Schmiermittelölzusammensetzung in diesem Ausführungsbeispiel kann ein nicht-borhaltiges Succinimid als nicht-borhaltiges aschefreies Detergens-Dispergiermittel enthalten. Wenn die Schmiermittelölzusammensetzung das nicht-borhaltige Succinimid enthält, wird es leicht, die Hochtemperaturdetergenz zu verbessern.
Beispiele des Succinimides enthalten ein Alkenyl- oder Alkylsuccinmonoimid und Alkenyl- oder Alkylsuccinbisimid. Beispiele des Alkenyl- oder Alkylsuccinmonoimidies enthalten die Verbindungen mit der genannten allgemeinen Formel (II).
Beispiele des Alkenyl- oder Alkylsuccinbisimides enthalten die Verbindungen mit der genannten allgemeinen Formel (III).
Das nicht-borhaltige Succinimid ist in einer Menge von bevorzugt 0,1 bis 10 Massen-%, mehr bevorzugt 0,5 bis 5 Massen-% und weiter bevorzugt 1 bis 4 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten.
[Andere Additive]
Die Schmiermittelölzusammensetzung kann weiter Additive für ein Schmiermittelöl enthalten wie einen Viskositätsindex-Verbesserer, ein Unterdrückungsmittel für den Stockpunkt, ein Antiabriebsmittel, Antioxidans oder Antischäummittel. Diese Additive können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
(Viskositätsindex-Verbesserer)
Beispiele des Viskositätsindex-Verbesserers enthalten einen Viskositätsindex-Verbesserer auf Polymethacrylatbasis, ein Copolymer auf Olefinbasis wie ein Ethylen-Propylen-Copolymer, ein Copolymer auf Styrolbasis wie Styrol-Dien-hydriertes Copolymer. Von diesen ist ein Viskositätsindex-Verbesserer auf Polymethacrylatbasis bevorzugt. Der Viskositätsindex-Verbesserer auf Polymethacrylatbasis kann vom Dispersionstyp oder vom Nicht-Dispersionstyp sein.
Ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel des Viskositätsindex-Verbesserers auf Polymethacrylatbasis ist bevorzugt 10000 bis 1000000, mehr bevorzugt 100000 bis 800000 und noch mehr bevorzugt 300000 bis 600000. Das Molekulargewicht im Gewichtsmittel ist ein Wert, gemessen durch GPC und unter Verwendung von Polystyrol als Kalibrierungskurve.
Der Viskositätsindex-Verbesserer ist in einer Menge von bevorzugt 0,1 bis 15 Massen-%, mehr bevorzugt 5 bis 12 Massen-% und weiter bevorzugt 1 bis 12 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten.
(Stockpunkt-Erniedrigungsmittel)
Beispiele des Stockpunkt-Erniedrigungsmittels enthalten ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Kondensat aus chloriertem Paraffin und Naphthalin, ein Kondensat aus chloriertem Paraffin und Phenol, Polymethacrylat oder Polyalkylstyrol.
Das Stockpunkt-Unterdrückungsmittel ist in einer Menge von bevorzugt 0,01 bis 2 Massen-%, mehr bevorzugt 0,05 bis 1 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,1 bis 0,5 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten.
(Antiabriebsmittel)
Beispiele des Antiabriebsmittels enthalten Zinkdithiophosphat, Zinkphosphat, Zinkdithiocarbamat, schwefelhaltige Verbindungen wie ein Disulfid, Thiocarbonat, Thiocarbamat, phosphorhaltige Verbindungen wie Diphosphitester, Phosphatester, Phosphonatester und Aminsalze davon, schwefel- und phosphorhaltige Verbindungen wie Thiophosphitester, Thiophosphatester, Thiophosphonatester und Aminsalze davon. Von diesen ist ein Zinkdithiophosphat bevorzugt und als ein mehr bevorzugtes spezifisches Beispiel davon wird ein Zinkdialkyldithiophosphat veranschaulicht.
Das Antiabriebsmittel ist in einer Menge von bevorzugt 0,01 bis 4 Massen-%, mehr bevorzugt 0,05 bis 3 Massen-% und weiter bevorzugt 0,1 bis 2 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten.
(Antioxidans)
Die Schmiermittelölzusammensetzung kann weiterhin ein Antioxidans enthalten. Beispiele des Antioxidans enthalten ein Antioxidans vom Amintyp, auf Phenolbasis, Schwefelbasis, Phosphorbasis. Von diesen sind ein Antioxidans vom Amintyp und auf Phenolbasis bevorzugt. Als ein solches Antioxidans kann eine willkürliche Verbindung angemessen aus bekannten Antioxidantien ausgewählt und verwendet werden, die als Antioxidans von konventionellen Schmiermittelölen verwendet werden.
Beispiele des Antioxidans vom Amintyp enthalten Verbindungen vom Diphenylamintyp wie Diphenylamin, Dialkyldiphenylamin mit einer Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, etc. und Verbindungen vom Naphthylamintyp wie α-Naphthylamin, Phenyl-α-naphthylamin, substituiert mit einer Alkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Beispiele des Antioxidans auf Phenolbasis enthalten Verbindungen auf Monophenolbasis wie 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-ethylphenol oder Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat; Verbindungen auf Diphenolbasis wie 4,4'-Methylenbis(2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-Methylenbis(4-ethyl-6-tert-butylphenol).
Beispiele des Antioxidans auf Schwefelbasis enthalten Dilauryl-3,3'-thiodipropionat; und Beispiele des Antioxidans auf Phosphorbasis enthalten ein Phosphit.
Diese Antioxidantien können alleine enthalten sein, oder mehrere Arten davon können willkürlich kombiniert werden und enthalten sein. Im Allgemeinen wird eine Kombination aus zwei oder mehreren Arten bevorzugt verwendet, und eine Kombination aus einem Antioxidans vom Amintyp und einem Antioxidans auf Phenolbasis wird mehr bevorzugt verwendet.
Der Gehalt des Antixoidans ist bevorzugt 0,01 bis 10 Massen-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 5 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,5 bis 3 Massen-% auf der Basis der Gesamtmenge der Zusammensetzung.
(Antischäummittel)
Beispiele des Antischäummittels enthalten ein Silikonöl, ein Fluorsilikonöl. Der Gehalt des Antischäummittels ist bevorzugt 0,1 bis 30 Massen-ppm, mehr bevorzugt 0,5 bis 15 Massen-ppm und noch mehr bevorzugt 1 bis 10 Massen-ppm im Hinblick auf einen Wert, umgewandelt in Silizium.
Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Schmiermittelölzusammensetzung ein Schmiermittelgrundöl, ein Detergens auf Metallbasis, eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und eine borhaltige Verbindung zumindest wie oben erwähnt, aber es ist bevorzugt, dass die Schmiermittelölzusammensetzung aus einem Schmiermittelgrundöl, einem Detergens auf Metallbasis, einer Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung, einer borhaltigen Verbindung, einem nicht-borhaltigen Succinimid und zumindest einem ausgewählt aus anderen Additiven als den oben aufgelisteten oder aus einem Schmiermittelgrundöl, einem Detergens auf Metallbasis, einer Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung, einer borhaltigen Verbindung, einem nicht-borhaltigen Succinimid, einem aschelosen Friktionsmodifizierer und zumindest einem, ausgewählt aus anderen Additiven wie oben aufgelistet in Bezug auf die praktische Verwendung besteht.
<Physikalische Eigenschaften der Schmiermittelölzusammensetzung>
Es ist bevorzugt, dass die Schmiermittelölzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels eine Basenzahl von 4 bis 10 mgKOH/g hat. Wenn die Basenzahl der Schmiermittelölzusammensetzung 4 mgKOH/g oder mehr ist, ist es möglich, die Bildung eines Niederschlages im Inneren einer Maschine beim Hochtemperaturbetrieb zu unterdrücken und eine Akkumulation eines Schlamms zu verhindern, wodurch das Innere der Maschine rein gehalten wird. Zusätzlich ist es möglich, einen Korrosionsabrieb durch Neutralisieren eines sauren Materials, gebildet aufgrund eines Abbaus des Maschinenöls zu verhindern. Wenn die Basenzahl 10 mgKOH/g oder weniger ist, wird es leicht, den Gehalt von Calcium- und Magnesiumatomen in der Schmiermittelölzusammensetzung zu vermindern.
Angesichts dessen ist die Basenzahl der Schmiermittelölzusammensetzung mehr bevorzugt 5 bis 10 mgKOH/g und noch mehr bevorzugt 6 bis 10 mgKOH/g.
Es ist bevorzugt, dass die Schmiermittelölzusammensetzung dieser Erfindung eine kinematische Viskosität bei 100°C von weniger als 12,5 mm²/s und eine Hochtemperatur-hohe Scher-Viskosität (HTHS-Viskosität) bei 150°C von weniger als 3,5 mPa·s hat. Weil die Schmiermittelölzusammensetzung innerhalb des oben genannten Viskositätsbereiches fällt, wird es möglich, die Schmiereigenschaften in einem aufgeladenen Direkteinspritzer sicherzustellen.
Die kinematische Viskosität bei 100°C der Schmiermittelölzusammensetzung ist mehr bevorzugt 6,1 bis 12,5 mm²/s und noch mehr bevorzugt 6,1 bis 9,3 mm²/s. Weiterhin ist die HTHS-Viskosität bei 150°C mehr bevorzugt 1,7 bis 3,2 mPa·s und noch mehr bevorzugt 2,0 bis 2,9 mPa·s.
[Produktionsverfahren der Schmiermittelölzusammensetzung]
Das Produktionsverfahren einer Schmiermittelölzusammensetzung gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Mischen eines Schmiermittelgrundöls mit zumindest einem Detergens auf Metallbasis, einer Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und einer borhaltigen Verbindung, worin der Gehalt von Calciumatomen, der Gehalt von Molybdänatomen und X, berechnet gemäß der Gleichung (1), innerhalb der genannten bestimmten Bereiche fällt. Bei diesen Produktionsverfahren kann das Schmiermittelgrundöl mit einem aschefreien Friktionsmodifizierer vermischt sein oder nicht. Weiterhin kann ein nicht-borhaltiges Succinimid und/oder andere Additive vermischt sein. Die Details dieser jeweiligen Komponenten und Mischungsmengen davon sind gleich wie die Details der jeweiligen Komponenten und die Gehalte der jeweiligen Komponenten wie oben erwähnt, und daher werden die Beschreibungen davon weggelassen.
Wie oben erwähnt, ist der Wert von X annähernd gleich wie der Wert des Intermetall-Friktionskoeffizienten, gemessen in einem Block-auf-Ring-Test. Als Folge ist es möglich, wenn die Gleichung (1) angewandt wird, selbst wenn die Schmiermittelölzusammensetzung nicht tatsächlich erzeugt wird, den Friktionskoeffizienten der erhaltenen Schmiermittelölzusammensetzung von einer Formulierung der Schmiermittelölzusammensetzung zu vermuten. Demzufolge ist es möglich, dass, während der Wert von X gemäß der Gleichung (1) vorher berechnet wird, eine Formulierung der Schmiermittelölzusammensetzung so bestimmt wird, dass der Wert von X innerhalb des oben genannten bestimmten Bereiches fällt, und dann wird die Schmiermittelölzusammensetzung erzeugt.
[Anwendung der Schmiermittelölzusammensetzung]
Obwohl die genannte Schmiermittelölzusammensetzung für Schmiermittelöle für verschiedene Anwendungen verwendet werden kann, ist es erfindungsgemäß, sie zum Schmieren in einer internen Verbrennungsmaschine einzusetzen. Vor allem wird die Schmiermittelölzusammensetzung mehr bevorzugt für einen Benzinmotor verwendet, und insbesondere ist sie geeignet für einen aufgeladenen Direkteinspritzer, der mit einem Direktinjektionsmechanismus und einem Auflademechanismus verbunden ist. Wenn die genannte Schmiermittelölzusammensetzung für eine solche Anwendung verwendet wird, ist sie in der Lage, eine ausgezeichnete Detergenz und Brennstoffverbrauchsleistung zu entfalten, während das Auftreten einer Vorzündung mit niedriger Geschwindigkeit verhindert wird.
[Friktionsreduktionsverfahren von interner Verbrechnungsmaschine]
Das Friktionsreduktionsverfahren einer internen Verbrennungsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Zugeben der genannten Schmiermittelölzusammensetzung zu einer internen Verbrennungsmaschine, zum Reduzieren der Friktion, die auf einer Gleitoberfläche der internen Verbrennungsmaschine erzeugt wird. Die Gleitoberfläche ist bevorzugt zwischen einer Metalloberfläche und einer Metalloberfläche.
Gemäß dem Friktionsreduktionsverfahren einer internen Verbrennungsmaschine dieses Ausführungsbeispiels ist es durch Regulieren von X, berechnet entsprechend der Gleichung (1), auf einen bestimmten Bereich, während Calcium- und Molybdänatome in der Schmiermittelölzusammensetzung auf bestimmte Mengen fixiert werden, die Friktionsreduktionswirkung gut zu machen, während eine ausgezeichnete Reinigungswirkung sichergestellt wird, wodurch ausgezeichnete Brennstoffverbrauchseigenschaften realisiert werden. Zusätzlich ist das Friktionsreduktionsverfahren einer internen Verbrennungsmaschine dieses Ausführungsbeispiels in dem Fall geeignet, wenn die interne Verbrennungsmaschine ein Benzinmotor ist, und insbesondere in dem Fall, wenn die interne Verbrennungsmaschine ein aufgeladener Direkteinspritzer ist, und es ist ebenfalls möglich, das Auftreten der Vorzündung mit niedriger Geschwindigkeit zu verhindern.
Beispiele
Nachfolgend wird diese Erfindung durch Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, aber es ist zu verstehen, dass diese Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt ist.
Messverfahren und Auswertungsverfahren von verschiedenen Eigenschaften in dieser Beschreibung sind wie folgt.

(1) Kinematische Viskosität:
- Die kinematische Viskosität ist ein Wert, gemessen unter Verwendung eines Kapillarviskosimeters aus Glas entsprechend JIS K2283:2000.
(2) Viskositätsindex:
- Der Viskositätsindex ist ein Wert, gemessen entsprechend JIS K2283:2000.
(3) HTHS-Viskosität bei 150°C:
- Die HTHS-Viskosität bei 150°C ist eine Viskosität, gemessen unter Verwendung eines TBS-Viskometers (Simulatorviskometer mit konischem Lager) durch das Verfahren von ASTM D4683 unter den Bedingungen einer Scherrate: 10⁶ s^-1, Rotationsrate (Motor): 3000 Upm, Rotor/Statorabstand: 3 µm und
- Öltemperatur: 150°C.
(4) Paraffinkomponente (%Cp) durch Ringanalyse:
- %CP drückt einen Anteil (Prozentsatz) von Paraffinkomponenten aus, berechnet durch Ringanalyse-n-d-M-Verfahren und gemessen entsprechend ASTM D-3238.
(5) Seifenkomponente:
- Das Detergens auf Calciumbasis wurde einer Kautschukmembrandialyse unterworfen, ein Kautschukmembranrest nach der Dialyse wurde mit Salzsäure behandelt und danach wurde eine mit Diethylether extrahierte Komponente quantitativ als Seifenkomponente bestimmt.
(6) Messverfahren eines jeden Gehaltes von Calciumatomen, Magnesiumatomen, Phosphoratomen, Molybdänatomen und Boratomen:
- Die Messung erfolgte entsprechend JPI-5S-38-92.
(7) Basenzahl:
- Die Basenzahl der Schmiermittelölzusammensetzung wurde durch ein Perchlorsäureverfahren gemäß JIS K2501:2003 gemessen. Die Basenzahl des Detergens auf Metallbasis ist eine, gemessen entsprechend einem Perchlorsäureverfahren gemäß JIS K2501:2003.
(8) Friktionskoeffzient (LFW-1-Test):
- Der interne Friktionskoeffizient wurde unter Verwendung eines Block-auf-Ring-Testgerätes (LFW-1) gemessen. Spezifisch sind die Testbedingungen wie folgt:
  - - Testinstrument:
    - Ring: S-10-Standardmaterial
    - Block: SUJ-2
  - - Testbedingungen:
    - Öltemperatur: 80°C
    - Beladung: 30 kgf
    - Rotationsrate: 160 Upm
(9) Heißrohrtest:
- Der Heißrohrtest wurde auf der Basis von JPI-5S-55-99 durchgeführt. Spezifisch wurden 0,3 ml/h der Schmiermittelölzusammensetzung und 10 ml/min Luft kontinuierlich 16 Stunden in ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 2 mm geflossen und bei einer Temperatur von 280°C gehalten. Ein Lack, befestigt im Inneren des Glasrohres, wurde mit einer Farbprobe verglichen, und die Beurteilung erfolgte so, dass der Fall, wenn der Lack transparent war, als Bewertung 10 gegeben wurde, während der Fall, wenn der Lack schwarz gefärbt war, die Bewertung 0 erfolgte. Dies bedeutet, das je höher die Bewertung ist, umso höher die Reinigungswirkung ist.

[Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3]
Eine Schmiermittelölzusammensetzung eines jeden Beispiels und Vergleichsbeispiels wurde in einer Formulierung gemäß Tabelle 1 hergestellt. In Bezug auf die resultierenden Schmiermittelölzusammensetzungen wurden die jeweiligen Anteile und Gehalte der jeweiligen Atome in der Schmiermittelölzusammensetzung gemessen. Zusätzlich wurde der Friktionskoeffizient durch den LFW-1-Test gemessen und der Heißrohrtest wurde ebenfalls durchgeführt. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Die Mischungsmenge des Viskositätsindex-Verbesserers wurde so reguliert, dass die HTHS-Viskosität bei 150°C einer jeden Schmiermittelölzusammensetzung der Beispiele und Vergleichsbeispiele 2,3 mPa·s war. Tabelle 1

		Beispiel									Vergleichsbeispiel
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	1	2	3
Formulierung
Schmiermittelgrundöl	Gew.-%	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest
Detergens 1 auf Calciumbasis	Gew.-%	0,95	1,10	0,95	1,10	1,10	0,95	0,95	0,95	1,10	1,10	1,10	0,95
Detergens 2 auf Calciumbasis	Gew.-%	0,75		0,75			0,75	0,75	0,75				0,75
Detergens auf Magnesiumbasis	Gew.-%		0,32	0,32	0,32	0,54	0,32	0,54	0,32	0,54
Friktionsmodifizierer	Gew.-%	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80
Aschefreier Friktions- modifizierer	Gew.-%								1,00	1,00
Viskositätsindex- verbesserer	Gew.-%	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert	Reguliert
Stockpunkt-Verbesserer	Gew.-%	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
Additivpackung A	Gew.-%	7,90	7, 90	7, 90					7, 90		7, 90

Fortsetzung Tabelle 1

		Beispiel									Vergleichsbeispiel
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	1	2	3
Additivpackung B	Gew.-%				8,90	8,90	8,90	8,90		8,90		8,90
Additivpackung C	Gew.-%												5,90
Eigenschaften der Schmiermittelölzusammensetzung
HTHS-Viskosität (bei 150°C)	mPa·s	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Basenzahl	mgKOH/g	6,1	7,8	7,4	8,1	9,0	7,7	8,6	7,4	9,0	6,5	6,8	6,1
Calciummenge	Gew.-%	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14
Magnesiummenge	Gew.-%	0,00	0,03	0,03	0,03	0,05	0,03	0,05	0,03	0,05	0,00	0,00	0,00
Gesamtmenge an Calcium und Magnesium	Gew.-%	0,14	0,17	0,17	0,17	0,19	0,17	0,19	0,17	0,19	0,14	0,14	0,14
Phosphormenge	Gew.-%	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08
Molybdänmenge	Gew.-%	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08
Bormenge	Gew.-%	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,04	0,03	0,04	0,03	0,04	0,00
Bormenge/Molybdänmenge		0,38	0,38	0,38	0,50	0,50	0,50	0,50	0,38	0,50	0,38	0,50	0,00
Calciummenge von Detergens 1	Gew.-%	0,12	0,14	0,12	0,14	0,14	0,12	0,12	0,12	0,14	0,14	0,14	0,12
Calciummenge von Detergens 2	Gew.-%	0,02	0, 00	0,02	0,00	0,00	0,02	0,02	0,02	0,00	0,00	0,00	0,02

Fortsetzung Tabelle 1

	Beispiel									Vergleichsbeispiel
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	1	2	3
Nummerischer Ausdruck
A	60	0	60	0	0	60	60	60	0	0	0	60
B	0	0,03	0,03	0,03	0,05	0,03	0,05	0,03	0,05	0	0	0
C	0, 03	0,03	0,03	0, 04	0, 04	0,04	0, 04	0,03	0, 04	0,03	0,04	0
D	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0
E	0,061	0,031	1,891	0,031	0,051	1,891	3,111	1,891	0,051	0,001	0,001	0,061
X	0,038	0,042	0,039	0,047	0,039	0,045	0,045	0,034	0,039	0,054	0,060	0,022
Auswertungsergebnisse der Schmiermittelölzusammensetzung
Friktionskoeffizient gemäß LFW-1 Test	0,036	0,042	0,041	0,049	0,041	0,045	0,042	0,037	0,031	0,052	0,062	-
Bewertung des Heißrohrtests (bei 280°C)	7,0	7,0	7,0	8,0	8,0	8,0	8,0	6,5	7,0	7, 0	8,0	2,0

Die Details der jeweiligen Komponenten in Tabelle 1 sind wie folgt.
Schmiermittelgrundöl: Mineralöl mit einer kinematischen Viskosität (bei 100°C) von 4,0 mm²/s, einem Viskositätsindex von 130 und %Cp von 87 Massen-%
Detergens 1 auf Calciumbasis: Calciumsalicylat
Detergens 2 auf Calciumbasis: Calciumsulfonat
Detergens auf Magnesiumbasis: Magnesiumsulfonat mit einer Basenzahl von 410 mgKOH/g
Friktionsmodifizierer: Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung
Aschefreier Friktionsmodifizierer: Glycerinmonooleat
Viskositätsindex-Verbesserer: Polymethacrylat mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 300000
Stockpunkt-Verbesserer: Polymethacrylat mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 50000
Additivpackung A: Mischung aus Detergens-Dispergiermittel auf Borbasis, nicht-borhaltigem Alkenylsuccinimid, Zinkdialkyldithiophosphat, Antioxidans auf Phenolbasis und Antioxidans auf Aminbasis
Additivpackung B: Gleich wie Additivpackung A mit Ausnahme der Erhöhung der Menge des Detergens-Dispergiermittels auf Borbasis
Additivpackung C: Mischung aus nicht-borhaltigem Alkenylsuccinimid, Zinkdialkyldithiophosphat, Antioxidans auf Phenolbasis und Antioxidans vom Amintyp
Wie aufgrund der Ergebnisse von Tabelle 1 klar ist, konnte bei den Beispielen 1 bis 9 der Wert des Friktionskoeffizienten klein gemacht werden, während die Detergens beibehalten wurde, indem das Detergens auf Metallbasis, die Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und die borhaltige Verbindung in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten waren und der Wert von X auf weniger als 0,050 reguliert wurde, während die Calciumatommenge und die Molybdänatommenge in der Zusammensetzung innerhalb bestimmter Bereiche fällt.
Auf der anderen Seite waren bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 das Detergens auf Metallbasis, die Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und die borhaltige Verbindung in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten und die Calciumatommenge und die Molybdänatommenge in der Zusammensetzung konnten innerhalb der bestimmten Bereiche fallen; weil der Wert von X 0,050 oder mehr war, wurde der Friktionskoeffizient groß, so dass die Schmiermittelölzusammensetzung mit guten Brennstoffverbraucheigenschaften nicht erhalten werden konnte.
Wie im Vergleichsbeispiel 3 gezeigt ist, wurde, selbst wenn der Wert von X auf weniger als 0,050 reguliert wurde, wenn die borhaltige Verbindung nicht enthalten war, die Bewertung des Heißrohrtests niedrig und eine ausreichende Detergenz konnte nicht erhalten werden.

Claims

Schmiermittelölzusammensetzung, enthaltend ein Schmiermittelgrundöl, ein Detergens auf Metallbasis, eine Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und eine borhaltige Verbindung, worin das Detergens auf Metallbasis ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis, wobei das Schmiermittelgrundöl optional einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält, worin in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt von Calciumatomen 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und der Gehalt von Molybdänatomen 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, und worin X, berechnet gemäß folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist: $\begin{array}{l} X = 3,8 \times 10^{- 2} - 2,7 \times 10^{- 4} \times [A] - 4,2 \times 10^{- 1} \times [B] + \\ 5,4 \times 10^{- 1} \times [C] - 5,2 \times 10^{- 3} \times [D] + 7,3 \times 10^{- 3} \times [E] \end{array}$
worin [A] ein Anteil (Massen-%) ist, der durch eine Seifenkomponente, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten besetzt ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen, [B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom, [C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, [D] der Gehalt (Massen-%) des aschefreien Friktionsmodifizierers ist, und [E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung: $E = ([A] + 1) \times ([B] + 0,001)$
worin die Werte von [B] bis [D] ein Wert sind auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.
Schmiermittelölzusammensetzung nach Anspruch 1, worin eine Gesamtmenge der Calciumatome und der Magnesiumatome in der Schmiermittelölzusammensetzung 0,3 Massen-% oder weniger auf der Basis der Gesamtmenge der Schmiermittelölzusammensetzung ist.
Schmiermittelölzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Schmiermittelgrundöl eine kinematische Viskosität bei 100°C von 3 bis 5 mm²/s und einen %Cp-Wert gemäß n-d-M-Ringanalyse von 80% oder mehr hat.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die borhaltige Verbindung zumindest eine ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem borierten Dispergiermittel, Alkalimetallborsäuresalz, borierten Epoxid, Borsäureester, borierten aliphatischen Amin und borierten Amid.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin enthaltend ein nicht-borhaltiges Succinimid.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der aschefreie Friktionsmodifizierer zumindest einer ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aschefreiem Friktionsmodifizierer auf Esterbasis und aschefreiem Friktionsmodifizierer vom Amintyp.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin umfassend ein oder mehrere von einem Additiv für Schmiermittelöl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Viskositätsindex-Verbesserer, Stockpunkt-Verbesserer, Antiabriebsmittel, Antioxidans und Antischäummittel.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine kinematische Viskosität bei 100°C von weniger als 12,5 mm²/s und eine Hochtemperatur-hohe Scher-Viskosität (HTHS-Viskosität) bei 150°C von weniger als 3,5 mPa·s hat.
Schmiermittelölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die eine Basenzahl von 4 bis 10 mgKOH/g hat.
Verwendung einer Schmiermittelölzusammensetzung, die wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist, für eine interne Verbrennungsmaschine.
Verfahren zur Erzeugung einer Schmiermittelölzusammensetzung, enthaltend: Mischen eines Schmiermittelgrundöls mit zumindest einem Detergens auf Metallbasis, einer Molybdändialkyldithiocarbamat-Verbindung und einer borhaltigen Verbindung, unter Erhalt einer Schmiermittelölzusammensetzung, worin das Detergens auf Metallbasis ein Calciumsalicylat und zumindest eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Calciumsulfonat und einem Detergens auf Magnesiumbasis, wobei das Schmiermittelgrundöl optional einen aschefreien Friktionsmodifizierer enthält, worin in der Schmiermittelölzusammensetzung der Gehalt von Calciumatomen 0,12 bis 0,15 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist und der Gehalt von Molybdänatomen 0,05 bis 0,10 Massen-% auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung ist, und worin X, berechnet gemäß folgender Gleichung (1), 0,030 oder mehr und weniger als 0,050 ist: $\begin{array}{l} X = 3,8 \times 10^{- 2} - 2,7 \times 10^{- 4} \times [A] - 4,2 \times 10^{- 1} \times [B] + \\ 5,4 \times 10^{- 1} \times [C] - 5,2 \times 10^{- 3} \times [D] + 7,3 \times 10^{- 3} \times [E] \end{array}$
worin [A] ein Anteil (Massen-%) ist, der durch eine Seifenkomponente, die von einem Calciumsulfonat stammt, in der gesamten Menge der Seifenkomponenten besetzt ist, die von einem Calciumsalicylat, Calciumsulfonat und Calciumphenat stammen, [B] der Gehalt (Massen-%) des Detergens auf Magnesiumbasis ist, umgewandelt in Magnesiumatom, [C] der Gehalt (Massen-%) eines Boratoms ist, das in der Schmiermittelölzusammensetzung enthalten ist, [D] der Gehalt (Massen-%) des aschelosen Friktionsmodifizierers ist, und [E] E bedeutet, berechnet entsprechend folgender Gleichung: $E = ([A] + 1) \times ([B] + 0,001)$
worin die Werte von [B] bis [D] ein Wert sind auf der Basis der gesamten Menge der Schmiermittelölzusammensetzung.