JP2002530477A - 非極性炭化水素潤滑剤と混和性を有するポリエーテル流体 - Google Patents

非極性炭化水素潤滑剤と混和性を有するポリエーテル流体

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JP2002530477A JP2000582507A JP2000582507A JP2002530477A JP 2002530477 A JP2002530477 A JP 2002530477A JP 2000582507 A JP2000582507 A JP 2000582507A JP 2000582507 A JP2000582507 A JP 2000582507A JP 2002530477 A JP2002530477 A JP 2002530477A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的非極性の合成炭化水素、特にPAO及び苛酷に水素処理された基油物質と混和性を有するようなポリエーテル潤滑剤を提供する。 【解決手段】 液状潤滑剤組成物は、C1−C4アルキル置換又は非置換のテトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、オキセタン、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドからなる群から選ばれる1種又はそれ以上の短鎖コモノマーとの組合せ又は単独の、少なくとも1種の炭素原子数8〜30の長鎖モノエポキシアルカンモノマーのオキシアルキレン繰返し単位を有するポリアルキレンオキシドポリマーと合成炭化水素流体又は苛酷に水素処理された基油物質との均質配合物を含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長鎖エポキシドとオキシランとのカチオン重合又は共重合、好まし
くはヘテロポリ酸触媒を用いる重合反応によって製造されるポリエーテル液状潤
滑剤の製造に関する。本発明は、特に、炭化水素系流体、例えば合成炭化水素流
体(SHF's(synthetic hydrocarbon fluids))及びある種の苛酷に水素処理さ
れた基油物質と相溶性及び混和性を有する新規なポリエーテル液状潤滑剤の製造
に関する。本発明は、特に、合成炭化水素流体、例えばポリアルファオレフィン
(PAO)及び/又はある種の苛酷に水素処理された基油液状潤滑剤と配合され
るコポリマーポリエーテルに関するものであり、ポリエーテルは非極性炭化水素
流体用の添加物又は配合物として有用な長鎖エポキシドコモノマーとテトラヒド
ロフランとから合成される。
【0002】
【従来の技術】
ポリエーテル流体を使用することは、作動液体、ブレーキ流体、切削油及びエ
ンジンオイルなどの用途においてよく知られており、その場合に、水混和性、難
燃性、潤滑特性及び高い極圧耐性などの構造的特性をもたらし得ることは他の流
体よりも有利となる。実際に使用されるポリエーテル油には、ポリアルキレング
リコール及びそれらの末端封鎖モノエーテル、ジエーテル、モノエステル及びジ
エステルなどが含まれる。これにはポリアルキレンオキシドポリエーテルホモポ
リマー、コポリマー及びブロックコポリマーが含まれ、主としてオキシラン又は
エポキシドのアニオン重合又は共重合によって製造することができる。選ばれた
用途に適するように、重合の間に大きな分子又は小さな分子の末端封鎖基を加え
ることによって、得られるポリエーテルの特性が改良される。
【0003】 環状エーテル、例えばオキシランからポリエーテルを製造するためには、従来
技術においては塩基性触媒が一般に用いられていた。その理由は、常套のルイス
酸を用いるカチオン重合によって製造される生成物に比べて、アニオン触媒によ
れば実質的により小さくより狭い分子量分布を有する生成物が得られるためであ
る。ルイス酸は、広範な連鎖移動反応及び環生成反応を導くより高い活性を本質
的に有している。また、環状エーテル重合又は共重合のための有効な酸触媒は、
液体超酸、例えば発煙硫酸、フルオロスルホン酸又はBF3/助触媒を含めて、
取り扱うのが困難であり、環境に適合する方法で処分することは非常に厄介であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらの活性及び環境に関する事項は、酸触媒を使用するテトラヒドロフラン
含有ポリエーテルの製造に関して、大きな問題点である。従来技術においては、
環の生成を防止し、固体酸触媒を使用することによってこれらの問題点を解決し
ようとすることに実質的な努力が振り向けられていた。
【0005】 米国特許第4,568,775号は、触媒相内に存在するヘテロポリ酸触媒1モ
ルに対して0.1〜15モルの水を含むヘテロポリ酸触媒と、テトラヒドロフラ
ン及び他の環状エーテルとの混合物又はテトラヒドロフランとを接触させて重合
させる2相プロセスを開示している。この方法から製造されるポリエーテルグリ
コールは、ウレタン製造用の出発物質として有用である。この方法では、2相プ
ロセスにおいて大量の触媒を使用する。
【0006】 米国特許第4,988,797号は、酸触媒のヒドロキシル基に対するモル比を
0.05:1〜0.5:1の範囲として、過剰のアルコールの存在下で酸触媒と接
触させてオキセタンとテトラヒドロフラン(THF)との重合を行っている。こ
の発明は、特に、オキセタンの重合に関するものである。
【0007】 米国特許第5,180,856号は、アルカノールの存在下で、THFとグリシ
ジルエーテルとを重合させてポリエーテルを製造することを教示している。ルイ
ス酸触媒、例えば三フッ化ホウ素が用いられている。重合は、ルイス酸触媒0.
01〜5重量%の存在下で行われている。生成物は潤滑剤として有用である。ポ
リエーテル生成物に溶解されているルイス酸触媒は、分離し、分解し、廃棄物と
して処分する必要がある。
【0008】 米国特許第4,481,123号は、炭素原子数8〜24のアルキル基を含むα
−アルキレンオキシドとTHFとからポリエーテルを製造することを教示してい
る。ルイス酸触媒と接触させて重合を行っている。重合には、更にC1〜C4エポ
キシド及びアルコールを含むことができる。ポリエーテル生成物は潤滑剤として
有用である。
【0009】 合成炭化水素流体(SHF's)、特に100℃において3〜100cStの粘度
を有する苛酷に水素処理された基油物質又はポリα−オレフィン(PAO)を含
めて多くの非極性炭化水素流体について既に知られている利点、並びにポリエー
テルの優れた潤滑剤特性を考慮すると、これらの成分を配合することによって、
向上した性能を具備する可能性のある潤滑剤が得られると考えることができる。
鉱油潤滑剤とのポリエーテル配合物は知られており、この技術分野において有用
である。しかしながら、非極性基油物質とのそのような配合物を製造する試みは
、SHF'sに対するポリエーテルの溶解性が乏しいために成功してはいなかっ
た。
【0010】 高分子量又は高粘度のSHF's、例えば40〜100cStのPAOは、非常に
疎水性が高い。この疎水性のために、多くの極性又は多少の極性を有する潤滑剤
基油物質及び添加剤に対して、これらはあまり優れた可溶化剤ではない。極性有
機分子に対するそのような疎水性の高い流体の溶解性の傾向を決めることは、当
業者にとって自明な事項ではない。例えば、40〜100cStのPAOに対する
配合物としてジカルボン酸エステルが使用されていたが、同様の炭化水素組成を
有する他の種類のエステル、例えばポリオールエステルは非混和性である。
【0011】 近年、苛酷に水素処理された基油物質が潤滑剤の処方に利用されるようになっ
ている。苛酷に水素処理された基油物質については、「Hart's Lubricant World
」(pp46-50、1997年7月)において、D.E.Deckmanらによる「Base Stocks: T
he Real Story」という論文に論じられており、引用することによってその論文
の内容を本明細書に含めることとする。これらの基油物質、一般に水素化分解留
出物又はワックスにより製造されるものは、向上した酸化安定性と、非常に低い
オレフィン及び芳香族化合物含量とを有している。しかしながら、フィード原料
の水素処理の苛酷さのために、得られる基油物質は非常にパラフィン性であって
、極性流体、例えばポリアルキレングリコールに対する可溶性及び混和性は乏し
いか又は低い。ポリエーテル及び苛酷に水素処理された基油物質の両者の性能的
特徴の利点を利用するため、ポリエーテルについては苛酷に水素処理された基油
物質との向上した溶解性及び混和性が必要とされている。
【0012】 溶剤精製から製造される常套の鉱油の化学的組成が、SHF、例えばポリα−
オレフィン又は苛酷に分解された基油物質の化学的組成とは非常に異なるもので
あるということは、潤滑剤の技術分野において文献などによってよく知られてい
る。これらの組成に関する差異のために、それらの特性、例えば、添加剤又は極
性共基油物質との相溶性、酸化安定性等にも差異がある。しかしながら、SHF
及び苛酷に水素処理された基油物質の種々の組成物についてポリエーテル添加剤
を可溶化する能力を調和させること、従って、添加剤又は共基油物質としてポリ
エーテルを含むSHF又は苛酷に水素処理された基油物質を製造し得るという性
能に関する利点を利用することは、本発明によって見出された事項を伴わなけれ
ば、潤滑剤の製造業者には否定されていた。
【0013】 米国特許第4,481,123号は、ヒドロキシ化合物の存在下で、8〜26個
の炭素原子を有する1,2−エポキシアルカンとテトラヒドロフランとを重合さ
せることによって得られる新規なポリエーテルについて教示する。重合は常套の
ルイス酸触媒を触媒とし、鉱油と混和性を有する潤滑剤が生成する。この結果は
、通常は、合成炭化水素流体、例えばPAOよりも遙かに高い極性を有し、並び
に苛酷に水素処理された基油物質よりも極性の高い通常の鉱油については予期さ
れるものではない。通常の鉱油は、一般に、5〜10%の極性芳香族成分及びそ
れよりも多い量の環状ナフテン系成分を含有している。SHF's又は苛酷に水
素処理された基油物質はそのような可溶化成分を本質的に含んでいないため、ポ
リエーテルに対するこれらの混和性及び可溶化性は制限されている。特に、この
特許は、新規なポリエーテルが高粘度SHF'sとの混和性を有することを教示
もしていないし、特許請求の範囲に記載もしておらず、また、この特許はヘテロ
ポリ酸触媒によるポリエーテルの重合を教示もしていない。
【0014】 本発明は、比較的非極性の合成炭化水素、特にPAO及び苛酷に水素処理され
た基油物質と混和性を有するようなポリエーテル潤滑剤及びその製造方法を提供
することを1つの目的とする。 本発明は、ポリエーテル潤滑剤及び高粘度PAOの配合物であって、低い摩擦
係数に加えて、低い流動点、高い粘度指数(VI)、及び優れた耐摩耗特性を示す
配合物を提供することをもう1つの目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
苛酷に水素処理さた基油物質及び/又は合成炭化水素流体、例えばPAOと、
ポリアルキレンオキシド又はポリエーテルとの均質な配合物を製造するための方
法が見出された。ポリアルキレンオキシド中に重合させた場合、長鎖エポキシド
はSHF又は苛酷に水素処理された基油物質の中に本質的にほぼすべての割合で
溶解させることができ、優れた液状潤滑剤特性を示すポリエーテル/SHF又は
苛酷に水素処理された基油物質配合物を製造できるということが見出されたので
ある。本明細書において用いる場合に、長鎖エポキシド(LCE(long chain ep
oxide))という用語は、1,2−エポキシアルカンによって代表されるような炭
素原子数8〜30のモノエポキシドを意味する。LCEのエポキシ基は末端に位
置していてもよいし、或いはエポキシ基の2つの炭素原子数がともにアルキル置
換基を有するような内部エポキシアルカンを用いることもできる。1,2−エポ
キシアルカンを用いてテトラヒドロフランとのコポリマーを製造することが好ま
しい。
【0016】 非極性合成炭化水素基油物質又は苛酷に水素処理された基油物質との混和性を
有するポリエーテル液状潤滑剤は、少なくとも1つの炭素原子数8〜30の長鎖
モノエポキアルカンモノマーの繰返し単位を有するポリアルキレンオキシドポリ
マーを含んでなる。LCEモノマーは、単独で使用することもできるし、好まし
くは、C1−C4アルキル置換又は非置換のテトラヒドロピラン、テトラヒドロフ
ラン、オキセタン、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドからなる群から選
ばれる1種又はそれ以上の短鎖コモノマーと組み合わせて使用することもできる
。得られるポリアルキレンオキシドは、以下のような構造:
【化2】 [式中、Rは水素、アルキル基、アリール基、又はカルボニル基であり;R1
水素又はC1−C27アルキル基であり、及びR2はC1−C28アルキル基であって
、R1又はR2の少なくとも一方は6〜27個の炭素原子数を有しており;R3
び/又はR4は水素若しくはメチル基であり;R5はトリメチレン基、テトラメチ
レン基又はペンタメチレン基を含むC1−C4アルキル置換又は非置換の直鎖ポリ
メチレン基であって;xは1〜50の整数であり、y及びzは0〜50の整数で
あり、xの繰返し単位は同じであっても異なるものであってもよい。] を有している。
【0017】 本発明のポリアルキレンオキシドは、選ばれたモノマー又はコモノマーのルイ
ス酸触媒によって調製される。好ましい触媒は、ヘテロポリ酸触媒である。 非常に有効な液状潤滑剤均質配合物は、100℃にて20〜1000cStの範
囲の粘度を有するポリα−オレフィンと、モノエポキシアルカン、好ましくは1
種又はそれ以上のC8−C14モノエポキシアルカンを含んでなるモノエポキシア
ルカンから調製されるポリアルキレンオキシドポリマーとを混合することによっ
て調製することができる。
【0018】 本発明は、非極性SHF's又は苛酷に水素処理された基油物質用の添加剤又
は配合物としての長鎖エポキシドポリエーテルについて開示する。好ましいポリ
エーテルは、1種又はそれ以上の長鎖エポキシド及びテトラヒドロフランのコポ
リマーである。
【0019】 本明細書において用いるように、極性の(polar)、極性(polarity)及びそれら
に類する用語は、分子の双極子モーメントによって通常表される、電荷を帯びて
いない分子の静電的特性を意味している。
【0020】
【発明の実施の形態】
SHF中にあらゆる割合にて溶解し得ることが見出された本発明のポリエーテ
ル、特に、ポリアルキレンオキシドは、以下の一般的構造:
【化3】 [式中、Rは水素、アルキル基、アリール基、又はカルボニル基であり;R1
水素又はC1−C27アルキル基であり、及びR2はC1−C28アルキル基であり;
3及び/又はR4は水素若しくはメチル基であり;R5はC1−C4アルキル置換
又は非置換の直鎖ポリメチレン基である。ポリメチレン基には、トリメチレン基
、アルキル置換又は非置換のテトラメチレン基若しくはペンタメチレン基が含ま
れ、xは1〜50の整数であり、y及びzは0〜50の整数であり、xの繰返し
単位は同様のものであっても、異なるものであってもよい。] を有している。好ましいR5基はテトラメチレン基である。ポリアルキレンオキ
シドは、長鎖エポキシドのホモポリマー、2種又はそれ以上の長鎖エポキシドの
コポリマー、又は1種又はそれ以上の長鎖エポキシドと、1種又はそれ以上のエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド若しくは環状エーテル、例えばアルキル置
換若しくは非置換のTHF、オキセタン若しくはテトラヒドロピランとのコポリ
マーとして合成することができる。本発明のポリアルキレンオキシドは、SHF
可溶性を付与することに寄与する2種又はそれ以上、好ましくは3種の長鎖エポ
キシドの繰返し単位に加えて、直鎖又はほぼ直鎖の、従って分枝していないメチ
レン部分のコポリマー鎖を形成する炭素原子数の小さい環状エーテルコモノマー
の繰返し単位を有するコポリマーを含んでなることが好ましい。
【0021】 非極性SHF又は苛酷に水素処理された非極性の基油物質中での本発明のポリ
アルキレンオキシドの溶解性は、2つの重要なファクター、即ち、ポリアルキレ
ンオキシド中におけるLCE'sの低炭素原子数環状エーテルコモノマーに対する
モル比、及びポリアルキレンオキシドコポリマーの粘度によって大きく影響を受
ける。高いモル比によってSHF中での溶解性が導かれ、より低いポリアルキレ
ンオキシド粘度が導かれる。
【0022】 上記の本発明のポリアルキレンオキシドの構造における繰返し単位に対応する
モノマーは、以下の構造:
【化4】 [式中、(I)は炭素原子数8〜30の長鎖モノエポキシドであって、R1は水
素又はアルキル基であり、及びR2はアルキル基であり;(II)は短鎖モノエポ
キシド、例えばエチレンオキシド及びプロピレンオキシドであって;R3は水素
であり、R4は水素若しくはメチル基であり;並びに(III)は環状エーテルであ
って、nは1〜3の整数であり;R5及びR6は、同じであっても異なっていても
よく、水素又はアルキル基であり、アルキル基はC1−C4アルキル基、例えば、
メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基であることが好ましく、(III)
には、特に、オキセタン、テトラヒドロフラン及びテトラヒドロピランが含まれ
、最も好ましくはテトラヒドロフランが含まれる。] を有する。
【0023】 本発明のポリアルキレンオキシドポリマー配合物において、長鎖エポキシド繰
返し単位の短鎖モノエポキシド及び/又は環状エーテル繰返し単位に対するモル
比は、0.5〜9の範囲、好ましくは1〜3の範囲であって、長鎖エポキシド繰
返し単位は、同じであっても異なっていてもよく、8〜30個の炭素原子を有す
るものである。生成物ポリマー又はコポリマーは、100℃において5〜200
0cStの粘度を有する。
【0024】 SHF可溶性ポリアルキレンオキシドを製造するのに有用な好ましい長鎖エポ
キシドは、C8−C14モノエポキシアルカンである。特に好ましいモノエポキシ
アルカンは、エポキシオクタン、エポキシデカン、エポキシドデカン及びエポキ
シテトラデカンであって、これらはTHFと組み合わせて、等モル比でのコモノ
マー混合物として使用することが好ましい。
【0025】 本発明の重合プロセスは、長鎖エポキシド又は長鎖エポキシドの混合物を、単
独で又は1種若しくはそれ以上の環状エーテル及び/又はC2−C3エポキシドと
組み合わせて、ルイス酸触媒に接触させることによって行う。場合によって、反
応混合物中へ連鎖停止剤又は末端封鎖基を加えることによって、ポリマー分子量
を調節したり、又は潤滑剤の好ましい特性を増大させることができる。重合を制
御するために用いられる反応物質の例には、アルコール、酸、無水物、アミン等
が含まれる。重合反応は−10℃〜80℃の範囲の温度にて行うことができるが
、0℃〜40℃の範囲が好ましい。好ましい触媒はヘテロポリ酸触媒である。
【0026】 本発明において有用なヘテロポリ酸触媒は、「Science」(Vol.228、No. 4699
、1985年3月3日)においてV. W. Day及びW. G. Klempererによる「Metal
Oxide Chemistry in Solution: The Early Transiton Metal Polyoxoanions」に
記載されている。ヘテロポリ酸触媒は、 式: Hxyz [式中、Hは水素であり、Mは元素周期表第IA族、第IIA族、第IVA族、第IV
B族、第VA族、第VB族、第VIA族又は第VIB族から選ばれる金属であり、O
は酸素であり、xは1〜7の整数であり、yは少なくとも1である整数であり、
zは1〜60の整数であり、触媒1モルは0〜30モルの水和水を含有する。]
で示される混合金属酸化物ヘテロポリ酸を含んでなる。好ましい触媒は、Mがモ
リブデン、タングステン又はバナジウムの少なくとも1種を含んでなる。特に好
ましい触媒は、式:H4PW2140、H4SiW1240、H3PMo1240及びH4 PMo1240で示されるヘテロポリタングステン酸を含んでなる。最も好ましい
触媒は、式:H3PW1240で示されるものである。通常、これらの酸は、水和
物の形態、例えば、H3PW1240・xH2Oの形態で入手できる。触媒を十分に
活性化させるため、通常は多少乾燥させて、5〜20水和物とする。本発明にお
いて有用なその他のヘテロポリ酸の例には、12−モリブドリン酸、5−モリブ
ド−2−リン酸、12−タングストリン酸、12−モリブドタングストリン酸、
6−モリブド−6−タングストリン酸、12−モリブドバナドリン酸、12−モ
リブドケイ酸、12−モリブドタングストホウ酸、9−モリブドニッケル酸、6
−タングストコバルト酸、12−タングストゲルマニウム酸等が含まれる。
【0027】 以下の例によって、本発明の新規なポリマーの製造、及びSHF、例えばPA
Oとの配合成分としてのそのポリマーの有用性を説明するが、これらは単なる例
示であって、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【0028】
【実施例】
実施例1 2グラムのヘテロポリ酸触媒(H3PW1240・5H2O、減圧乾燥したもの)
及び4グラムの1−ブタノールを入れたフラスコに、テトラヒドロフラン(72
グラム)及び1,2−エポキシアルカン(エポキシデカン、エポキシドデカン及
びエポキシテトラデカンの1:1:1の重量比のもの、216グラム)の溶液を
添加した。その際に、発熱反応によって温度が上昇したので、氷浴を用いて冷却
することによって温度を40℃に保った。添加を終了すると、混合物を2グラム
の45%水酸化ナトリウム溶液によって冷却した。得られた混合物を濾過して、
使用済みの触媒を含む不溶性の塩を除去し、減圧ストリッピングにより軽質エン
ド物質を除去した。テトラヒドロフラン及び長鎖エポキシドのコポリマーは79
.8%の収率にて得られ、分析により20%のテトラヒドロフラン及び80%の
エポキシアルカンを含むことが判った。NMRにより測定して、コポリマー中の
THF/長鎖エポキシドモル比は3:5であった。コポリマーの特性は、動粘度
(Kv@100℃)が26cSt、動粘度(Kv@40℃)が198cSt、粘度指数
(VI)が165、及び流動点(PP)が−24℃以下であった。
【0029】 実施例2 実施例1と同様の手順に従って、THF/エポキシモル比が3:5である、テ
トラヒドロフラン及び1,2−エポキシアルカン(エポキシデカン、エポキシド
デカン及びエポキシテトラデカンの1:1:1の重量比のもの)のエチレングリ
コール末端封鎖コポリマーを、75%の収率にて調製した。コポリマーの特性は
、動粘度(Kv@100℃)が24cSt、動粘度(Kv@40℃)が187cSt、
粘度指数(VI)が150であった。
【0030】 実施例3 実施例1と同様の手順に従って、THF/エポキシモル比が3:5である、テ
トラヒドロフラン及び1,2−エポキシアルカン(エポキシデカン、エポキシド
デカン及びエポキシテトラデカンの1:1:1の重量比のもの)の低粘度ブタノ
ール末端封鎖コポリマーを、80%の収率にて調製した。コポリマーの特性は、
動粘度(Kv@100℃)が16cSt、動粘度(Kv@40℃)が112cSt、粘
度指数(VI)が154であった。
【0031】 実施例4 実施例1と同様の手順に従って、THF/エポキシモル比が4:3である、テ
トラヒドロフラン及び1,2−エポキシアルカンのコポリマーを、86%の収率
にて調製し、NMRにより分析した。コポリマーの特性は、動粘度(Kv@10
0℃)が9.2cSt、動粘度(Kv@40℃)が61cSt、粘度指数(VI)が14
4であった。
【0032】 実施例5 実施例1と同様の手順に従って、THF/エポキシモル比が3:1である、テ
トラヒドロフラン及び1,2−エポキシアルカンのコポリマーを、95%の収率
にて調製した。コポリマーの特性は、動粘度(Kv@100℃)が24.4cSt、
動粘度(Kv@40℃)が162cSt、粘度指数(VI)が184であった。
【0033】 図1を参照すると、100cStの粘度(Kv@100℃)を有するPAOに配
合した本発明(実施例1)のポリアルキレンオキシドコポリマー(重量%)の全
溶解性を配合物粘度(Kv@100℃)に対してプロットして示すグラフトが示
されている。このグラフは、高粘度PAOとの均質混合物が生成する配合物の割
合を示している。
【0034】 図2は、ポリアルキレンオキシドコポリマー中における長鎖エポキシドのTH
Fに対するモル比を、コポリマー粘度に対してプロットしたものである。プロッ
トは、より低いポリアルキレンオキシド粘度と同様に、LCEのTHFに対する
高い割合によってPAOにおける溶解性が促進されることが見出されることを示
している。
【0035】 上述したグラフは、本発明によって見出された事項の要点:即ち、直鎖又は未
分枝のメチレン繰返し単位を形成することができるコモノマーとしての他の環状
エーテルとの組合せで、1種又はそれ以上の長鎖エポキシドから、ポリアルキレ
ンオキシドポリエーテルを合成する場合に、高粘度PAO又はその他のSHFに
ポリエーテルを溶解させることができるということを示している。従って、種々
の組成のポリエーテル/高粘度SHF配合物には種々の用途について潤滑剤特性
を最適化させることが必要とされる場合には、コポリマー中における環状エーテ
ルの長鎖エポキシドコモノマーに対するモル比を調節し及び/又は得られたポリ
アルキレンオキシドコポリマーの粘度を変化させることによって、高粘度PAO
におけるコポリマーの溶解性を保つことができる。
【0036】 以下の表1は、市販のポリエーテルと比較した100cStPAO及び実施例1
〜5のポリエーテルについての混和性についての検討の結果を示している。混和
性の検討は、5.6cStPAO流体を用いて、実施例1〜4のポリエーテルについ
ても行った。実施例1〜4において調製した流体はすべて、より低い粘度のPA
O5.6cSt流体に可溶性である。しかしながら、比較のためだけに行ったのであ
るが、100SUS鉱油(Mobil stock142.4cSt、100℃)に可溶性であ
る、Dow社から工業的に製造されているポリエーテル流体(PB−100及びP
B−200)は、5.6cStPAO流体には不溶である。この相溶性の検討により
、実施例1〜4の流体は工業的に入手し得る流体とは異なっているか又はより良
好であるということが示されている。市販のポリエーテル流体は鉱油に可溶性で
あるが、5.6cStPAOには可溶性ではない。しかしながら、本発明のポリエー
テル流体は5.6cStPAOに可溶性であって、より優れた処方の融通性がある。
【0037】 4cStの苛酷に水素処理された基油物質を用いても混和性についての検討を行
った。実施例1〜4のポリエーテルは、苛酷に水素処理された基油物質に可溶性
であるということが見出された。しかしながら、Dow Chemical Co.からのPB2
00型のポリエーテル流体は、4cStの苛酷に水素処理された基油物質に可溶性
ではなかった。
【0038】
【表1】流体 THF/LCE 動粘度(Kv@100℃) 100cStPAOに モル比 cSt おける溶解性 実施例1 3:5 26 可溶 実施例2 3:5 24 可溶 実施例3 3:5 16 可溶 実施例4 4:3 9.2 可溶 実施例5 3:1 24 可溶でない Dow(1) N/A 24 可溶でない (1)Dowからの2000MWポリブチレンオキシドポリエーテル
【0039】 本発明の混和性又は溶解性についての検討によって、本発明の流体は特徴的で
あって、向上した特性を有するということが示されている。本発明の流体は、問
題にしている苛酷に水素処理された基油物質及び4〜100cStの種々の粘度の
PAO流体に可溶性である。他の種類の市販のポリエーテルは、鉱油には可溶性
であるが、苛酷に水素処理された基油物質又は種々の粘度のPAO流体には可溶
性ではない。
【0040】 表2は、耐摩耗性(FBW)及び低速度摩擦(LVFA)試験を示している。
【表2】流体 動粘度(Kv@100℃) Kファクター 摩耗傷 摩擦係数 (E10-8) 実施例2 24 4.61 0.56mm 合成エステル 5.2 118 1.22mm 0.3263(平均) 実施例4 9.2 0.2733(平均)
【0041】 表3では、本発明による実施例3のポリアルキレンオキシド配合物及びPAO
について行った検討による耐摩耗性試験の結果を示している。
【表3】ポリエーテル(%) FBW(摩耗傷、mm) 0 1.989 5 0.650 10 0.644 20 0.633 100 0.644
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明のポリエーテルを種々の割合で含むPAO配合物の粘
度をプロットしたグラフである。
【図2】 図2は、長鎖エポキシドのTHFに対するモル比と、本発明のポリア
ルキレンオキシド粘度とのPAO中における本発明ポリエーテルの混和性につい
ての効果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 145/36 C10M 145/36 // C10N 30:02 C10N 30:02 30:06 30:06 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA ,ZW (72)発明者 リチャード・エヌ・ナイプ アメリカ合衆国08003ニュージャージー州 チェリー・ヒル、ライミル・ラン1001番 (72)発明者 リウェン・ウェイ アメリカ合衆国08836ニュージャージー州 マーティンズビル、フォール・マウンテ ン・コート1025番 (72)発明者 マーガレット・メイ−ソム・ウー アメリカ合衆国08558ニュージャージー州 スキルマン、リッチモンド・ドライブ45番 Fターム(参考) 4H104 BA07A BB41A BB41C BB44A BB44C CA01A CB14A CB14C DA02A LA01 LA03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 8〜30個の炭素原子を有する少なくとも1種の長鎖モノエ
    ポキシアルカンモノマーのオキシアルキレン繰返し単位を有するポリアルキレン
    オキシドポリマーと合成炭化水素流体又は苛酷に水素処理された基油物質との均
    質配合物を含んでなる液状潤滑剤組成物であって、 前記モノマーは、C1−C4アルキル置換又は非置換のテトラヒドロピラン、テ
    トラヒドロフラン、オキセタン、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド及びエ
    チレンオキシドからなる群から選ばれる1種又はそれ以上の短鎖コモノマーと組
    み合わせたものであるか又は単独のものである液状潤滑剤組成物。
  2. 【請求項2】 ポリアルキレンオキシドポリマーは、式: 【化1】 [式中、Rは水素、アルキル基、アリール基、又はカルボニル基であり;R1
    水素又はC1−C27アルキル基であり、及びR2はC1−C28アルキル基であって
    、R1又はR2の少なくとも一方は6〜27個の炭素原子数を有しており;R3
    び/又はR4は水素若しくはメチル基であり;R5はトリメチレン基、テトラメチ
    レン基又はペンタメチレン基を含む、C1−C4アルキル置換又は非置換の直鎖ポ
    リメチレン基であって;xの繰返し単位は同じものであっても異なるものであっ
    てもよく、xは1〜50の整数であり、y及びzは0〜50の整数である。] で示される構造を有する請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  3. 【請求項3】 長鎖モノエポキシアルカンモノマーの短鎖コモノマーに対す
    るモル比が0.5〜9の範囲である請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  4. 【請求項4】 長鎖モノエポキシアルカンモノマーの短鎖コモノマーに対す
    るモル比が1〜3の範囲である請求項3記載の液状潤滑剤組成物。
  5. 【請求項5】 ポリアルキレンポリマーが、少なくとも3種の長鎖モノエポ
    キシアルカンモノマーの繰返し単位を含む請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  6. 【請求項6】 コモノマーがテトラヒドロフランを含んでなり、並びに長鎖
    モノエポキシアルカンモノマーが等モル比のエポキシデカン、エポキシドデカン
    及びエポキシテトラデカンを含んでなる請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  7. 【請求項7】 合成炭化水素流体が、100℃において3〜1000cStの
    粘度を有するポリアルファオレフィンを含んでなる請求項1記載の液状潤滑剤組
    成物。
  8. 【請求項8】 苛酷に水素処理された基油物質が、100℃において3〜5
    0cStの粘度を有する請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  9. 【請求項9】 ポリアルキレンオキシドポリマーが、 重合領域において、重合条件下で、8〜30個の炭素原子を有する少なくとも
    1種の長鎖モノエポキシアルカンモノマーをルイス酸触媒に接触させる工程であ
    って、アルカンモノマーは、置換又は非置換のテトラヒドロフラン、オキサタン
    、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドからなる群から
    選ばれる1種又はそれ以上の短鎖モノマーとの組合せで、又は単独で接触に付さ
    れる工程、並びに ポリエーテル液状潤滑剤生成物を回収する工程 を含んでなる方法からの生成物を含んでなる請求項1記載の液状潤滑剤組成物。
  10. 【請求項10】 ルイス酸は、 式: Hxyz [式中、Hは水素であり、Mは元素周期表第IA族、第IIA族、第IVA族、第IV
    B族、第VA族、第VB族、第VIA族又は第VIB族から選ばれる金属であり、O
    は酸素であり、xは1〜7の整数であり、yは少なくとも1である整数であり、
    zは1〜60の整数であり、触媒1モルは0〜30モルの水和水を含有する。]
    で示される混合金属酸化物ヘテロポリ酸を含んでなるヘテロポリ酸触媒を含んで
    なる請求項9記載の液状潤滑剤組成物。
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