JP2003514100A - トラクション流体組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
び動力伝達装置(詳細には、トラクションドライブ(traction dri
ve)、より詳細には、自動車のトラクションドライブ)におけるこれらの使用
に関する。
ョンにより、名目上の点接触または線接触(代表的には、回転作用と共に)を介
して、入力要素から出力要素に伝達されるデバイスである。トラクションドライ
ブは、一般に、回転部材の間の動力を伝達するために、自動車または工業用機械
に用いられ得る。これらは、自動車のトランスミッションとして用いられ得、そ
して自動車の動力伝達系および他の適用における使用のための連続可変自動トラ
ンスミッションの形態として特に適切である。
いるといわれ、それは、流体被膜(fluid film)が、これらの間に供
給されなければならないことが一般に認められる。従って、金属対金属の回転接
触よりむしろ、流体の被膜が、負荷領域に導入され、そして動力は、この被膜の
剪断することにより伝達される。この被膜は、接触面積での高い圧力に起因して
非常に粘性になる。従って、被膜の性質および特性は、トラクションドライブの
広範囲の性能および受容能力を決定する。トラクション流体は、好ましくは、動
力伝達性能を最大にするような高い剪断耐性(しばしば、「トラクション(牽引
)係数(traction coefficient)」として測定される)を
有する。低い粘性(特に低い温度で)はまた、低温条件下での有効な動作に望ま
しい。この流体はまた、理想的には、トラクションドライブの他の構成要素につ
いて良好な潤滑特性およびトラクションドライブの他の構成要素との良好な適合
性を示す。このような流体はまた、接触表面の熱を取り除きかつ摩耗を防ぎ、そ
してドライブと関係するベアリングおよび他の可動部品を潤滑するように働く。
である。例えば、米国特許第5,043,497号(Murakiら、1991
年8月27日)は、メチレン基により連結した2置換シクロヘキサン環を含む1
9個の炭素原子を有するナフテン系炭化水素から主になる、トラクションドライ
ブのための潤滑油を開示する。従来の潤滑油についての添加剤(例えば、抗酸化
剤、粘度指数を増加させる薬剤、防蝕剤、界面活性剤、消泡剤など)が、必要な
場合に添加される。スルホン酸カルシウムが、界面活性剤として開示される。
、α−アルキルスチレンの水素化二量体(ダイマー)を開示する。これは
、牽引(トラクティブ)流体として有用である。添加剤(例えば、VI向上剤(
improver)、抗酸化剤、耐摩耗剤、防蝕剤、消泡剤、および色素)が、
含まれ得る。
は、水素化ポリオレフィンおよびアダマンタンエーテルを含むブレンド(ble
nd)したトラクション流体を開示する。この記載される潤滑剤は、他の油およ
び添加剤(例えば、スラッジ分散剤)を含み得る。特に有用な添加剤(洗浄力、
耐蝕、および高速での摩擦の改善と組合せる)は、特定の弱酸のMg、Ca、ま
たはBaの塩(特に、超塩基の塩)である。
物が、一般に公知である。例えば、米国特許第5,858,929号(Sumi
ejskiら、1999年1月12日)(これは欧州特許公報第747,464
号(1996年6月6日)に対応する)は、オートマチックトランスミッション
(自動変速装置)に対して改善された抗振動特性および振動耐久性を与えるよう
な潤滑剤および機能性流体における使用のための組成物を開示する。この組成物
は、アルコキシル化脂肪族アミンおよび他の摩擦改質剤の混合物を含む。好まし
い組成物は、アルコキシル化脂肪族アミン、他の摩擦改質剤、抗酸化剤、オーバ
ーベース(overbase)金属有機酸、分散剤、粘度指数向上剤、および/
または分散剤−粘度改質剤、超圧(extreme pressure)
剤、漏れ止め(seal swell)剤、および85%のリンを含む。粘性の
潤滑基油としては、白色鉱油、およびパラフィン系、ナフテン系、またはナフテ
ン系−パラフィン系の混合型の、溶媒処理もしくは酸処理した鉱物潤滑油が挙げ
られる。
クションドライブのための流体を提供すると同時に、このユニットが、寒冷地に
おける環境温度で作動するのに十分に低い粘度を提供するという問題を解決する
。さらに、適切な添加剤の存在は、トラクションドライブユニットに存在し得る
従来のクラッチ、シール、およびギアの動作と流体との潤滑および適合性を提供
する。本発明のトラクション流体はまた、プッシュベルト型の連続可変トランス
ミッションのような動力伝達デバイスの他の型において使用され得る。プッシュ
ベルト型連続可変トランスミッションは、米国特許第5,750,477号に記
載される。
以下を含む:(a)3〜5個の炭素原子を含む少なくとも1つのオレフィンのポ
リマー、非芳香族環式部分を含む炭化水素分子またはエステル分子、およびこれ
らの混合物からなる群より選択される主要量のベース流体(base flui
d);(b)−40℃でトラクション流体の粘度を低下させるのに十分な量の、
少なくとも8つの炭素原子の直鎖αオレフィンのオリゴマーまたはポリマー、ナ
フテン系油、合成エステル油、ポリエーテル系油、およびこれらの混合物からな
る群より選択される低温粘性調整剤(low temperture visc
osity control agent);および(c)分散剤、界面活性剤
、およびこれらの混合物からなる群から選択される、トラクション流体のクラッ
チ摩擦耐久性能を改善するのに十分な量の添加剤。
する、動力伝達装置(例えば、トラクションドライブ(traction dr
ive))を潤滑する方法を提供する。
する。
である。ベース流体の特定のタイプは、それらの固有の良好な(高い)牽引係数
のため、トラクション流体における使用に特に適する。特に適したベース流体の
2つのタイプは、(1)3〜5炭素原子を含む少なくとも1つのオレフィンのポ
リマー、および(2)非芳香族環式部分を含む炭化水素分子である。これらのタ
イプの材料の混合物もまた、用いられ得る。適切な性能のために、ベース流体は
、好ましくは、100℃(ASTM D−445)で2.5×10-6m2/s(
2.5cSt)より大きな粘度、およびより好ましくは少なくとも3.0×10 -6 m2/s(3.0cSt)または3.5×10-6m2/s(3.5cSt)の粘
度であって、代表的には、100℃で、8.0×10-6m2/s(8.0cSt
)または7.0×10-6m2/s(7.0cSt)または6.0×10-6m2/s
(6.0cSt)までの粘度を有するべきである。
ブチレン)のポリマーが挙げられ、特に180〜2000、好ましくは200〜
1000、または700までの数平均分子量を有するものが挙げられる。このポ
リマーは、好ましくは、残余の不飽和を取り除くように水素化される。このよう
な材料およびそれらの調製は周知であり、そして例えば、成分Aとして、米国特
許第3,966,624号において記載され、特に第12欄32行目から第16
欄11行目に記載されている。
子が挙げられる。これらの例としては、ジ(シクロヘキシル)アルカン、シクロ
ヘキシルヒドリンダン、およびアダマンタン化合物(米国特許第3,966,6
24号に記載のような);シクロヘキサノールおよびシクロヘキサンカルボン酸
(cylohexanecarboxylic acid)(米国特許第4,8
71,476号に記載のような);デカリン、シクロヘキシルデカリン(cyc
ohexyldecalin)、アルキル置換デカリン、アルキル置換シクロヘ
キシルデカリン、およびそれらの混合物(米国特許第3,803,037号に記
載のような);米国特許第5,043,497号に記載のメチレン基によって連
結される2つのシクロヘキサン環を有する種々の材料;米国特許第5,422,
027号に記載のバイシクロオクタン骨格を有する種々の炭化水素化合物;米国
特許第5,126,065号に記載のノルボルナンおよび/またはノルボルネン
のダイマー、トリマー、またはテトラマーの水素化生成物;米国特許第4,97
5,215号に記載の環式モノテルペノイドモノマーの水素化ダイマー、トリマ
ー、またはポリマー;米国特許第5,850,745号に開示の種々のターシク
ロヘキシル化合物;米国特許第4,774,013号に開示のパーヒドロフルオ
レン誘導体;および好ましくは、水素化α−アルキルスチレンの直鎖状ダイマー
(米国特許第3,975,278号に記載のような)が挙げられる。上記材料の
いずれもが、炭素不飽和の除去を確実にするために、水素化形態で使用され得る
;実に、特定の水素化スチレン誘導体(またはシクロヘキサン誘導体)は、固有
に水素化された種である。しかしながら、芳香族環式構造(例えば、スチレン由
来のもの)もまたベース流体中に存在し得る。なぜなら、芳香族環式構造は、一
般に、オレフィン不飽和ほど有害ではないと考えられるからである。
スチレンの主として直鎖状ダイマーである。これらのダイマーは、別の可能な構
造を表す環式ダイマーとは対照的に、主として直鎖状であるといわれる。このよ
うな好ましい材料は、以下の一般構造によって表され得る:
ヘキシル基を表す。このような材料およびそれらの調製は、米国特許第3,97
5,278号に詳細に記載されている。実に、本組成物のためのベース流体は、
好ましくは、上記のように表される化合物の主要部を含む。
の少なくとも50重量%を意味する。好ましくは、ベース流体は、流体の70〜
95重量%、より好ましくは、75〜90重量%、およびなおより好ましくは8
0〜85重量%を含む。
粘性制御剤(これは、以下に記載される任意の成分である、粘度指数改変剤とは
区別されるべきである)は、この目的のために有用であることが公知の種々の材
料の中から選択される。低温粘性制御剤は、以下から選択される:(a)少なく
とも8個の炭素原子の直鎖αオレフィンのオリゴマーまたはポリマー、(b)ナ
フテン油、(c)合成エステル油、(d)ポリエーテル油、およびこれらの混合
物。これらの材料は、基剤液よりも一般的に低い粘性の材料であるという点で、
基剤液(上記)と区別され得る。これらの材料は、代表的に、100℃において
、2.5×10-6m2/s(2.5cSt)まですなわち2.5×10-6m2/s
未満、好ましくは1.5〜2.5、または1.8〜2.3×10-6m2/s(1
.5〜2.5または1.8〜2.3cSt)の粘性を示す。これらはまた、低温
(例えば−40℃)で流動性の基準を典型的に保持し、かつそれが添加される流
体の低温粘性を減少するように作用し得る材料である。過度に高い粘性の材料ま
たは低温で流動性を維持しない材料は、低温粘性制御剤としては有効に作用しな
い。粘度および低温流動性の決定は、十分に当業者の能力の範囲内である。
表的な市販材料は、EthylfloTM162である(Ethyl Corpo
rationの2×10-6m2/s(2cSt)のポリα−オレフィン製品)。
好ましい材料は、8〜16個の炭素原子、および好ましくは10〜12個の炭素
原子を含有するαオレフィンのオリゴマーまたはポリマーの材料である。このよ
うな材料は、有意な割合の、8個より少ない炭素原子のα−オレフィンモノマー
(すなわち、5重量%未満、好ましくは1重量%未満)を含まず、そしてより好
ましくは実質的にこのようなモノマーを含まない。従って、エチレンが主成分で
あるエチレン−オクテンポリマーのような一般的な材料は、本発明の材料におけ
る低温粘性改変剤としての使用から排除される。「オリゴマーまたはポリマー」
という記載は、一般的に低分子量の材料が所望され、そしてオリゴマーとポリマ
ーの間の明確な境界がないので使用される。ダイマー(重合度2)程度の材料が
含まれる。本発明に適切な材料は、典型的に、100〜1000の範囲の分子量
、好ましくは150〜600、そして最も好ましくは250〜500または25
0〜400の範囲の分子量を有する。
硬化ナフテン油であり、これもまた周知である。例としては、Calumet
Lubricants CompanyからのHydrocalTM38およびD
iamond Shamrockからの40 Pale OilTMが挙げられる
。低温粘性制御剤としての使用に適切な合成エステル油としては、以下が挙げら
れる:ポリヒドロキシ化合物と主にモノカルボキシルアシル化剤とのエステル;
主にモノヒドロキシ化合物とポリカルボキシルアシル化剤とのエステル;モノヒ
ドロキシ化合物とモノカルボキシルアシル化剤とのエステル、および前述の方の
混合物。この文脈における接頭辞「ポリ」は、場合により、少なくとも2つのヒ
ドロキシ基またはカルボキシル基を示す。(粘性制御剤のいずれかとして)エス
テルの分子量は、上記の粘性を維持しつつ、操作条件下で有意な蒸発損失を被る
ほどの支障はない揮発性の材料であるように十分高い。特定の合成エステル油お
よびその調製方法は、PCT公開WO91/13133に開示される。合成エス
テル油は、Henkel CorporationからEmeryTM合成潤滑油
基剤(basestock)として、およびImperial Chemica
l Industries PLCからEmkarateTM潤滑油基剤として入
手可能である。
ンオキシド、および特に、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポ
リブチレンオキシド、およびその混合物が挙げられる。ポリエーテル油は、典型
的に適切な粘性および不揮発性を維持するために適切な範囲の分子量を有する。
このような材料はまた、周知の市販品であり、そしてImperial Che
mical Industries PLCからEmkaroxTMポリアルキレ
ングリコールとして入手可能である。
の成分の各々は、好ましくは20%未満、15%未満、またはより好ましくは1
0%未満の、炭素−炭素不飽和を含有する分子を含み、最も好ましい場合、炭素
−炭素不飽和を実質的に含まず、すなわち、測定できるほどまたは有意にその性
能に影響を及ぼさない最も低レベルの不飽和を保つ。
いて100Pa・s(100,000cP)以下(例えば、2〜100Pa・s
(2,000〜100,000cP)、好ましくは5〜80または70Pa・s
(5,000〜80,000または70,000cP)、そしてより好ましくは
10〜50Pa・s(10,000〜50,000cP))の粘性を生じるのに
適切な量である。他に示されなければ、低温粘性制御剤の量は、好ましくはトラ
クション流体の1〜20重量%、好ましくは3〜15、そしてより好ましくは5
〜10重量%である。
とも1種の分散剤、または少なくとも1つの界面活性剤、またはその混合物を含
む添加剤を含む。分散剤および界面活性剤は、非常に周知であり、そして潤滑の
分野において一般的に使用される材料である。このような添加剤の量は、このよ
うな添加剤の非存在下での性能に比較して、トラクション流体のクラッチ摩擦耐
久性性能を改善するのに十分な量である。この添加剤(両方存在する場合、界面
活性剤および分散剤を含む)の量は、好ましくはトラクション流体の20重量%
未満、好ましくは5〜15重量%である。
ルボキシルエステル、Mannich反応生成物、ヒドロカルビル置換アミン、
およびこれらの混合物が挙げられる。
つ以上のアミンの反応生成物が挙げられる。カルボキシルアシル化剤としては、
C8-30脂肪酸、C14-20イソ脂肪酸、C18-44ダイマー酸、付加ジカルボン酸、ト
リマー酸、付加トリカルボン酸、およびヒドロカルビル置換カルボキシルアシル
化剤が挙げられる。ダイマー酸は、米国特許第2,482,760号、同第2,
482,761号、同第2,731,481号、同第2,793,219号、同
第2,964,545号、同第2,978,468号、同第3,157,681
号、および同第3,256,304号に記載される。付加カルボキシルアシル化
剤は、1つ以上の不飽和カルボキシル試薬と不飽和脂肪酸の付加(4+2および
2+2)生成物である。これらの酸は、米国特許第2,444,328号に教示
される。別の実施形態において、カルボキシルアシル化剤は、ヒドロカルビル置
換カルボキシルアシル化剤である。ヒドロカルビル置換カルボキシルアシル化剤
は、1つ以上のオレフィンまたはポリアルケンと、1つ以上の不飽和カルボキシ
ル剤(例えば、イタコンアシル化剤、シトラコンアシル化剤、またはマレインア
シル化剤)との、代表的には、160℃、または185℃、240℃まで、また
は210℃までの温度での反応によって調製される。マレインアシル化剤は、好
ましい不飽和アシル化剤である。アシル化剤を調製するための手順は、当業者に
周知であり、例えば、米国特許第3,412,111号、およびBenら、「T
he Ene Reaction of Maleic Anhydride
With Alkenes」,J.C.S.Perkin II(1977),
535〜537頁に記載されている。
えば、アルケンポリアミンまたは縮合ポリアミン)であり得る。ポリアミンは、
脂肪族、脂環式、複素環式、または芳香族であり得る。ポリアミンの例としては
、アルキレンポリアミン、ヒドロキシ含有ポリアミン、アリールポリアミン、お
よび複素環式ポリアミンが挙げられる。
は5までの平均値を有し、そして「アルキレン」基は、1個または2個から10
個まで、または6個まで、または4個までの炭素原子を有する。各Rは、独立し
て、水素、または脂肪族基またはヒドロキシ置換脂肪族基(30個までの炭素原
子)である。アシル化アミン、それらの中間体およびこれらを調製するための方
法は、米国特許第3,219,666号;同第4,234,435号;同第4,
952,328号;同第4,938,881号;同第4,957,649号;同
第4,904,401号;および同第5,053,152号に記載される。
キシルエステルは、少なくとも1つ以上のカルボキシルアシル化剤(好ましくは
、ヒドロカルビル置換カルボキシルアシル化剤)と、少なくとも1つの有機ヒド
ロキシ化合物および必要に応じてアミンとを反応させることによって調製される
。ヒドロキシ化合物は、アルコールまたはヒドロキシ含有アミンであり得る。
アシル化剤)との反応を妨害しないタイプの非炭化水素置換基を含み得る。1つ
の実施形態において、アルコールは、多価アルコール(例えば、アルキレンポリ
オール)であり得る。好ましくは、このような多価アルコールは、2〜40個、
より好ましくは、2〜20個の炭素原子;および2〜10個、より好ましくは2
〜6個のヒドロキシル基を含む。多価アルコールとしては、エチレングリコール
(ジ−、トリ−およびテトラエチレングリコールを含む);プロピレングリコー
ル(ジ−、トリ−およびテトラプロピレングリコールを含む);グリセロール;
ブタンジオール;ヘキサンジオール;ソルビトール;アラビトール;マンニトー
ル;シクロヘキサンジオール;エリトリトール;およびペンタエリトリトール(
ジ−およびトリペンタエリトリトールを含む);好ましくは、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリトリ
トールおよびジペンタエリトリトールが挙げられる。市販のポリオキシアルキレ
ンアルコールデマルシファイアーもまた、アルコール成分として使用され得る。
れ得る。便利であり、そして作製されるエステルの優れた性質のため好ましい方
法は、上記カルボキシルアシル化剤と1つ以上のアルコールまたはフェノールと
を、アシル化剤1当量当たり、0.5当量〜4当量のヒドロキシ化合物の比で反
応させることを包含する。有用なカルボキシルエステル分散剤の調製は、米国特
許第3,522,179号および同第4,234,435号に記載される。
好ましくは少なくとも1つの上記ポリアミン(例えば、ポリエチレンポリアミン
、縮合ポリアミン、または複素環式アミン(例えば、アミノプロピルモルホリン
))と反応させられ得る。アミンは、任意の非エステル化カルボキシル基を中和
するのに十分な量で添加され得る。1つの実施形態において、カルボキシルエス
テル分散剤は、アシル化剤1当量当たり、1〜2当量、または1.0〜1.8当
量のヒドロキシ化合物、および0.3当量まで、または0.02〜0.25当量
のポリアミンを反応させることによって調製される。カルボン酸アシル化剤は、
ヒドロキシ化合物とアミンとの両方と、同時に反応させられ得る。一般的に、少
なくとも0.01当量のアルコールおよび少なくとも0.01当量のアミンが存
在するが、この組み合わせの当量の合計量は、アシル化剤1当量当たり少なくと
も0.5当量であるべきである。これらのカルボキシルエステル分散剤組成物は
、当該分野において公知であり、そして多くのこれらの誘導体の調製は、例えば
、米国特許第3,957,854号および同第4,234,435号に記載され
る。
。これらのヒドロカルビル置換アミンは、当業者に周知である。これらのアミン
およびこれらを調製するための方法は、米国特許第3,275,554号;同第
3,438,757号;同第3,454,555号;同第3,565,804号
;同第3,755,433号;および同第3,822,289号に開示されてい
る。代表的に、ヒドロカルビル置換アミンは、オレフィンおよびオレフィンポリ
マー(上記ポリアルケンおよびそのハロゲン化誘導体を含む)を、アミン(モノ
アミンまたはポリアミン)と反応させることによって調製される。アミンは、上
記アミンの任意のものであり得、好ましくは、アルキレンポリアミンである。ヒ
ドロカルビル置換アミンの例としては、ジエチレントリアミンのようなエチレン
ポリアミン;ポリ(プロピレン)アミン;N,N−ジメチル−N−ポリ(エチレ
ン/プロピレン)アミン(50:50のモル比のモノマー);ポリブテンアミン
;N,N−ジ(ヒドロキシエチル)−N−ポリブテンアミン;N−(2−ヒドロ
キシプロピル)−N−ポリブテンアミン;N−ポリブテン−アニリン;N−ポリ
ブテンモルホリン;N−ポリ(ブテン)エチレンジアミン;N−ポリ(プロピレ
ン)トリメチレンジアミン;N−ポリ(ブテン)ジエチレントリアミン;N’,
N’−ポリ(ブテン)テトラエチレンペンタミン;およびN,N−ジメチル−N
’−ポリ(プロピレン)−1,3−プロピレンジアミンが挙げられる。
ッヒ分散剤は、一般的に、少なくとも1つのアルデヒド(例えば、ホルムアルデ
ヒドおよびパラホルムアルデヒド)、上記アミンのうちの少なくとも1つ(好ま
しくはポリアミン、例えば、ポリアルキレンポリアミン)、ならびに少なくとも
1つのアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の反応によって形成される。これら
の試薬の量は、ヒドロキシ芳香族化合物対ホルムアルデヒド対アミンのモル比が
(1:1:1)〜(1:3:3)の範囲であるような量である。ヒドロキシ芳香
族化合物は、一般に、アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物である。この用語は
、上記フェノールを包含する。ヒドロキシ芳香族化合物は、6〜400、または
30〜300、または50〜200の炭素原子を有する、少なくとも1つ、そし
て好ましくは2つ以下の脂肪族基または脂環式基で置換されたものである。これ
らの基は、上記オレフィンまたはポリアルケンのうちの1つ以上から誘導され得
る。1つの実施形態において、ヒドロキシ芳香族化合物は、420〜10,00
0の
ある。マンニッヒ分散剤は、以下の特許に記載されている:米国特許第3,98
0,569号;米国特許第3,877,899号;および米国特許第4,454
,059号。
した分散剤であり得る。1つの実施形態において、ホウ素化合物は、ホウ酸化分
散剤である。代表的に、ホウ酸化分散剤は、0.1重量%〜5重量%、または0
.5重量%〜4重量%、または0.7重量%〜3重量%のホウ素を含む。1つの
実施形態において、ホウ酸化分散剤は、ホウ酸化スクシンイミド分散剤のような
、ホウ酸化アシル化アミンである。ホウ酸化分散剤は、米国特許第3,000,
916号;同第3,087,936号;同第3,254,025号;同第3,2
82,955号;同第3,313,727号;同第3,491,025号;同第
3,533,945号;同第3,666,662号および同第4,925,98
3号に記載されている。ホウ酸化分散剤は、1つ以上の分散剤を、1つ以上のホ
ウ素化合物(例えば、アルカリ金属のホウ酸塩、または混合したアルカリ金属お
よびアルカリ土類金属のホウ酸塩)と反応させることによって、調製される。こ
れらの金属ホウ酸塩は、一般的に、水和された粒子状金属ホウ酸塩であり、これ
は、当該分野において公知である。アルカリ金属ホウ酸塩は、混合されたアルカ
リ金属およびアルカリ土類金属のホウ酸塩を含む。これらの金属ホウ酸塩は、市
販されている。
変体を生成し得る。このような薬剤としては、元素の硫黄またはCS2およびジ
メルカプトチアジアゾール(dimercaptothiadizole)のよ
うな、硫化剤が挙げられる。分散剤とジメルカプトチアジアゾールとの反応は、
例えば、米国特許第4,136,043号に教示されている。
、好ましくは1.5〜7重量%、そしてより好ましくは2〜3重量%である。
この界面活性剤は、通常は塩であり、そして特に、オーバーベース化塩である。
オーバーベース化塩(すなわちオーバーベース化材料)は、金属およびその金属
と反応する特定の酸性有機化合物の化学量論に従って存在する量より過剰の金属
含有量によって特徴付けられる、単相の均一なニュートン系である。
、金属の総当量対酸性有機化合物の当量の比である。中性金属塩は、1の金属比
を有する。通常の塩において存在するより4.5倍多くの金属を有する塩は、3
.5当量の金属過剰、すなわち4.5の比を有する。本発明の塩基性塩は、1.
5、より好ましくは3、より好ましくは7から、40まで、好ましくは25まで
、より好ましくは20までの、金属比を有する。
される。総塩基価とは、オーバーベース化材料の塩基性の全てを中和するために
必要とされる酸(過塩素酸または塩酸)の量である。酸の量は、水酸化カリウム
当量(1グラムのサンプルあたりのKOHのmg)として表現される。総塩基価
は、ブロモフェノールブルーを指示薬として使用して、0.1規定の塩酸溶液で
1グラムのオーバーベース化材料を滴定することによって、決定される。本発明
のオーバーベース化材料は、一般に、少なくとも20、好ましくは100、より
好ましくは200の総塩基価を有する。オーバーベース化材料は、一般に、60
0まで、好ましくは500まで、より好ましくは400までの総塩基価を有する
。
、好ましくは二酸化炭素)と、以下:酸性有機化合物、この酸性有機材料のため
の少なくとも1つの不活性な有機溶媒(例えば、鉱油、ナフサ、トルエン、キシ
レン)を含む反応媒体、化学量論的に過剰の金属塩基、およびプロモーター、を
含む混合物とを反応させることによって、調製される。
は、カルボン酸、スルホン酸、リンを含む酸、フェノール、またはこれらの混合
物が挙げられる。好ましくは、酸性有機化合物は、カルボン酸またはスルホン酸
であり、スルホン酸およびサリチル酸がより好ましい。カルボン酸またはスルホ
ン酸のような酸に対する言及は、他に特に示さない限り、酸無水物、低級アルキ
ルエステル、アシルハライド、ラクトンおよびこれらの混合物のような、その酸
生成誘導体を含むことが意図される。
族または芳香族の、モノカルボン酸またはポリカルボン酸または酸生成化合物で
あり得る。これらのカルボン酸としては、低分子量のカルボン酸(例えば、4〜
22個の炭素原子を有する酸のような、22個までの炭素原子を有するカルボン
酸、またはテトラプロペニル置換無水コハク酸)、ならびにより高分子量のカル
ボン酸が挙げられる。本発明のカルボン酸は、好ましくは、油溶性である。通常
は、所望の油溶性を提供するために、カルボン酸の炭素原子の数が、少なくとも
8、より好ましくは少なくとも18、より好ましくは少なくとも30、より好ま
しくは少なくとも50であるべきである。一般に、これらのカルボン酸は、1つ
の分子あたり400を超える炭素原子を含まない。
、飽和および不飽和の酸が挙げられる。このような有用な酸の例としては、ドデ
カン酸、デカン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、およびトール油酸
が挙げられる。モノカルボン酸としては、しばしば14〜20の不飽和脂肪族炭
素原子を有する主鎖、および少なくとも1つであるが通常は4を超えないペンダ
ント非環式低級アルキル基を含む、イソ脂肪族酸が挙げられる。イソ脂肪族酸の
特定の例としては、10−メチルテトラデカン酸、3−エチルヘキサデカン酸、
および8−メチルオクタデカン酸が挙げられる。
ポリアルケンから誘導される置換基を有する。ポリアルケンは、少なくとも30
個、好ましくは、少なくとも35個、より好ましくは、少なくとも50個の炭素
原子、そして300個まで、好ましくは200個まで、より好ましくは150個
までの炭素原子を含むとして特徴付けられる。
およびポリカルボン酸は、当該分野において周知であり、例えば、米国特許第3
,024,237号;同第3,172,892号;同第3,219,666号;
同第3,245,910号;同第3,271,310号;同第3,272,74
6号;同第3,278,550号;同第3,306,907号;同第3,312
,619号;同第3,341,542号;同第3,367,943号;同第3,
374,174号;同第3,381,022号;同第3,454,607号;同
第3,470,098号;同第3,630,902号;同第3,755,169
号;同第3,912,764号;および同第4,368,133号;英国特許第
944,136号;同第1,085,903号;同第1,162,436号;お
よび同第1,440,219号;ならびにカナダ特許第956,397号に詳細
に記載されている。
オレイン酸、リノール酸、ベヘン酸、ヘキサトリアコンタン酸(hexatri
acontanoic acid)、テトラプロピレニル置換グルタル酸、
ジクロロステアリン酸、ステアリル−安息香酸、エイコサニル置換ナフトエ酸、
ジラウリル−デカヒドロナフタレンカルボン酸、これらの酸の任意の混合物、こ
れらのアルカリおよびアルカリ土類金属塩、ならびに/あるいはそれらの無水物
が挙げられる。脂肪族カルボン酸の好ましい群としては、12〜30個の炭素原
子を含む飽和および不飽和のより高次の脂肪酸が挙げられる。これらの酸の例示
としては、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、
オレオステアリン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、およびウンデシレン酸、α
−クロロステアリン酸、およびαニトロラウリン酸が挙げられる。
族カルボン酸の一群は、式:
脂肪族ヒドロカルビル基であり、aは、0〜4、通常1または2の数であり、A
rは、芳香族基であり、各Xは、独立して、硫黄または酸素、好ましくは、酸素
であり、bは、1〜4、通常1または2の数であり、cは、0〜4、通常1〜2
の数である。但し、a、bおよびcの合計は、Arの価数の数を越えない。好ま
しくは、R1およびaは、平均して少なくとも8個の脂肪族炭素原子がR1基によ
って提供されるようなR1およびaである。芳香族カルボン酸の例としては、置
換および非置換の、安息香酸または無水安息香酸、フタル酸または無水フタル酸
、ならびにサリチル酸または無水サリチル酸が挙げられる。
ントラセン(好ましくは、ベンゼン)から誘導される多価の芳香族基が挙げられ
る。Ar基の具体的な例としては、フェニレンおよびナフチレン(例えば、メチ
ルフェニレン、エトキシフェニレン、イソプロピルフェニレン、ヒドロキシフェ
ニレン、およびジプロポキシナフチレン)が挙げられる。
4、好ましくは1〜2であり;bは、1〜4、好ましくは、1〜2であり、cは
、0〜4、好ましくは、1〜2、より好ましくは、1であるが、但し、a、bお
よびcの合計は6を越えない。好ましくは、R1およびaは、酸分子が、酸分子
当たり、脂肪族炭化水素置換基中に平均して少なくとも12個の脂肪族炭素原子
を含むようなR1およびaである。好ましくは、bおよびcは、それぞれ1であ
り、そしてカルボン酸は、サリチル酸である。
ホン酸およびチオスルホン酸が挙げられる。一般的に、これらは、スルホン酸の
塩である。スルホン酸としては、単核または多核の芳香族または脂環式化合物が
挙げられる。油溶解性スルホネートは、以下の式:R2−T−(SO3 -)aおよび
R3−(SO3 -)bの1つによって大部分について表され得、ここで、Tは、環式
核(例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジフェニレンオキサイド、
ジフェニレンスルフィド、または石油ナフテン)であり;R2は、脂肪族基(例
えば、アルキル、アルケニル、アルコキシ、またはアルコキシアルキル)であり
;(R2)+Tは、合計で少なくとも15個の炭素原子を含み;そしてR3は、少
なくとも15個炭素原子を含む脂肪族ヒドロカルビル基である。R3の例として
は、アルキル、アルケニル、アルコキシアルキル、およびカルボアルコキシアル
キルである。R3の具体的な例としては、石油、飽和および不飽和のパラフィン
ロウ、ならびに上記のポリアルケンから誘導される基である。上記式における基
T、R2、およびR3はまた、上で列挙されたものに加えて、他の無機または有機
置換基(例えば、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、ニトロ、アミノ、ニトロ
ソ、スルフィド、およびジスルフィド)を含み得る。上記式において、aおよび
bは、少なくとも1である。1つの実施形態において、スルホン酸は、上記ポリ
アルケンの1つから誘導される置換基(R2またはR3)を有する。
スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジドデシルベンゼンスルホン酸、ジ
ノニルベンゼンスルホン酸、ジラウリルβ−ナフタレンスルホン酸、
タンスルホン酸、ラウリル−シクロヘキサンスルホン酸、または
しくは、少なくとも12個、400個まで、好ましくは、250個までの炭素原
子であるようなアルキルおよび/またはアルケニルである。
びナフタレン(それらの水素化形態を含む)スルホン酸である。合成的に生成さ
れたアルキル化ベンゼンおよびナフタレンスルホン酸の例は、8〜30個の炭素
原子、好ましくは、12〜30個の炭素原子、そして有利には、約24個の炭素
原子を有するアルキル置換基を含むものである。このような酸としては、ジ−イ
ソドデシル−ベンゼンスルホン酸、ポリブテニル置換ベンゼンスルホン酸、
リルジフェニルエーテルスルホン酸、ジイソノニルベンゼンスルホン酸、ジイソ
オクタデシルベンゼンスルホン酸、およびステアリルナフタレンスルホン酸が挙
げられる。
る。これらは、家庭用界面活性剤のために使用されるドデシルベンゼンスルホン
酸の除去の後の残り物の物質である。これらの物質は、一般的には、より高次の
オリゴマーでアルキル化されている。ボトムは、直鎖または分枝鎖のアルキレー
トであり得、直鎖のジアルキレートが好ましい。
製造は、当業者に周知である。例えば、論文、「Sulfonates」、Ki
rk−Othmer「Encyclopedia of Chemical T
echnology」,Second Edition,Vol.19,pp.
291以下参照、John Wiley & Sonsにより発行,N.Y.(
1969)を参照のこと。
酸またはリン酸エステルのような任意のリンの酸:およびチオリンの酸またはチ
オリンのエステル(モノチオリンの酸またはエステルおよびジチオリンの酸また
はエステルを含む)が挙げられる。好ましくは、リンの酸またはリンのエステル
は、少なくとも1つ、好ましくは2つのヒドロカルビル基(1〜50個、代表的
には1〜30個、好ましくは、3〜18個、より好ましくは4〜8個の炭素原子
を含む)を含む。
化リン(P2S5)およびアルコールまたはフェノールの反応によって容易に得ら
れ得る。この反応は、20℃〜200℃の温度で、4モルのアルコールまたはフ
ェノールを、1モルの五硫化リンとともに混合する工程を包含する。これらの酸
の酸素含有アナログは、ジチオ酸を水または蒸気で処理することによって都合良
く調製され、これは、実際は、硫黄原子の1つまたは両方を、酸素で置き換える
。
反応産物である。有用なリンスルフィド含有供給源としては、五硫化リン、三硫
化四リン酸、および七硫化リンが挙げられる。
r−(OH)bによって表され得、ここで、R1は、上に定義された通りであり;
Arは、芳香族基であり;aおよびbは、独立した少なくとも1の数であり、a
およびbの合計は、2から芳香族核またはArの核上の置換可能な水素の数まで
の範囲である。好ましくは、aおよびbは、独立して、1〜4の範囲の数、より
好ましくは、1〜2である。R1およびaは、好ましくは、平均して少なくとも
8個の脂肪族炭素原子が、各フェノール化合物についてのR1基によって提供さ
れるような、R1およびaである。
の芳香族基をベンゼンに限定することを意図しないと理解されるべきである。従
って、本明細書中および添付の特許請求の範囲において、「Ar」によって、な
らびにその他の他の式において表される芳香族基は、フェニル、ピリジル、また
はチエニルのような単核、あるいは多核であり得る。多核基は、縮合された型で
あり得、ここで、芳香族核は、ナフチルまたはアントラニルにおいて見出される
ような、別の核に2つの点で縮合されている。多核基はまた、連結された型であ
り得、ここで、少なくとも2つの核(単核または多核のいずれか)が、架橋連結
によって互いに連結される。これらの架橋連結は、アルキレン連結、エーテル連
結、ケト連結、スルフィド連結、2〜6個の硫黄原子のポリスルフィド連結、ま
たは任意の介在原子を有さない基間の直接的な炭素−炭素連結からなる群から選
択され得る。
のような酸の代替の供給源の形態(すなわち、おそらくインサイチュで中間体と
して実際の酸を形成することによって、所望のオーバーベース化産物を生成する
ために、オーバーベース化の条件下で反応する別の材料)で供給され得る。従っ
て、例えば、適切な酸供給源としては、酸自身ならびにこの酸のエステル、アミ
ド、無水物、および塩が挙げられる。好ましい酸供給源は、例えば、パーム油、
またはココナッツ油のような、酸に基づく植物油である。供給源は、同様に、不
飽和植物油から誘導される硬化植物油であり得る。植物油は、一般的に、トリグ
リセリドである。オーバーベース化反応のアルカリ環境において、この油は、け
ん化されて塩を形成し、次いでこれは、オーバーベース化されると考えられるが
、本発明は、このような理論的な説明によって制限されることを意図しない。
の任意の金属化合物(元素の周期律表のCAS版)である。金属化合物のうちの
1族の金属としては、1a族のアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム、
リチウム)ならびに1b族の金属(例えば、銅)が挙げられる。1族の金属は、
好ましくは、ナトリウム、カリウム、リチウムおよび銅であり、より好ましくは
、ナトリウムまたはカリウム、そしてより好ましくは、ナトリウムである。金属
塩基の2族の金属としては、2a族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム
、カルシウム、バリウム)ならびに、2b族の金属(例えば、亜鉛またはカドミ
ウム)が挙げられる。好ましくは、2族の金属は、マグネシウム、カルシウム、
バリウム、または亜鉛、好ましくは、マグネシウムまたはカルシウム、より好ま
しくは、カルシウムである。一般的に、金属化合物は、金属塩として送達される
。塩のアニオン性部分は、例えば、水酸化物、オキサイド、カルボネート、ボレ
ート、またはニトレートであり得る。
性ガスは、好ましくは、二酸化炭素または二酸化硫黄であり、そして最も好まし
くは、二酸化炭素である。
れる化合物である。プロモーターは、引用される特許によって明かにされるよう
に、非常に多様であり、当該分野において周知である。適切なプロモーターにつ
いての特に包括的な議論は、米国特許第2,777,874号、同第2,695
,910号、および同第2,616,904号に見出される。これらとしては、
アルコール性プロモーターおよびフェノール性プロモーターが挙げられ、これら
が好ましい。アルコール性プロモーターとしては、メタノール、エタノール、ア
ミルアルコール、オクタノール、イソプロパノール、およびこれらの混合物のよ
うな1〜12個の炭素原子のアルカノールが挙げられる。フェノール性プロモー
ターとしては、種々のヒドロキシ置換ベンゼンおよびナフタレンが挙げられる。
特に有用なクラスのフェノールは、米国特許第2,777,874号に記載され
る型のアルキル化フェノール(例えば、ヘプチルフェノール、オクチルフェノー
ル、およびノニルフェノール)である。種々のプロモーターの混合物が、時々使
用される。
性塩を作製するための技術を詳細に記載する特許としては、米国特許第2,50
1,731号;同第2,616,905号;同第2,616,911号;同第2
,616,925号;2,777,874号;同第3,256,186号;同第
3,384,585号;同第3,365,396号;同第3,320,162号
;同第3,318,809号;同第3,488,284;および同第3,629
,109号が挙げられる。
0.05〜5重量%、より好ましくは、0.05〜3重量%、0.1〜1.5重
量%、または最も好ましくは、0.2〜1重量%である。
は、スクシンイミド界面活性剤およびカルシウムオーバーベース化スルホネート
界面活性剤である。
重量%まで)ポリマー性粘度指数改変剤を含み得る。好ましくは、この組成物の
量は、0〜1重量%であり、1実施形態において、トラクション流体は、実質的
にポリマー性粘度指数改変剤を含まない。
どが市販されている。炭化水素VMとして、ポリブテン、ポリ(エチレン/プロ
ピレン)コポリマー、およびスチレンとブタジエンまたはイソプレンとの水素化
ポリマーが挙げられる。エステルVMとして、スチレン/無水マレイン酸ポリマ
ーのエステル、スチレン/無水マレイン酸/アクリレートターポリマーのエステ
ル、およびポリメタクリレートが挙げられる。これらのアクリレートはRohM
axおよびThe Lubrizol Corporationから利用可能で
あり;ポリブテンは、Ethyl CorporationおよびLubriz
olから利用可能であり;エチレン/プロピレンコポリマーは、Exxonおよ
びTexacoから利用可能であり;水素化ポリスチレン/イソプレンポリマー
は、Shellから利用可能であり;スチレン/マレイン酸エステルは、Lub
rizolから利用可能であり、そして水素化したスチレン/ブタジエンポリマ
ーは、BASFから利用可能である。
いはスチレン/マレイン酸エステルのようなスチレンと不飽和カルボン酸のエス
テルとのコポリマー(代表的には、スチレン/無水マレイン酸コポリマーのエス
テル化によって調製される)が挙げられる。好ましくは、粘度改変剤は、ポリメ
タクリレート粘度改変剤である。ポリメタクリレート粘度改変剤は、異なるアル
キル基を有するメタクリレートモノマーの混合物から調製される。アルキル基は
、1〜18個の炭素原子を含む直鎖または分枝鎖の基のいずれかであり得る。少
量の窒素含有モノマーは、アルキルメタクリレートと共重合され、分散特性もま
た、生成物に組み込まれる。したがって、このような生成物は、粘度改変、流動
点降下および分散性の多機能を有する。このような生成物は、当該分野で、分散
型粘度改変剤または単純な分散粘性改変剤といわれる。ビニルピリジン、N−ビ
ニルピロリドンおよびN,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートは、窒素
含有モノマーの例である。1種以上のアルキルアクリレートの重合または共重合
から得られるポリアクリレートはまた、粘度改変剤として有用である。本発明の
粘度改変剤が分散粘度改変剤であることが好ましい。
のメチルメタクリレート、12.7部のブチルメタクリレート、226.5部の
C9-11メタクリレートおよびC12-15メタクリレートの各々、114.8部のC1 6-18 メタクリレートおよび11.7部のN−(3−(ジメチルアミノ)プロピル
)メタクリルアミドを重合させることによって調製される。これらのおよび関連
したポリマーの調製の詳細は、1996年12月27日公開された欧州特許出願
第750,031号に見られる。
しば30,000〜250,000、頻繁に20,000〜100,000の数
平均分子量(Mw)および1.2〜5.0の多分散値(Mw/Mn)を有する。
ポリマーの分子量は、文献に記載される周知の方法を使用して決定される。
ステル、またはそれらの混合物である。リン酸またはエステルは、式(R1X)
(R2X)P(X)nXmR3またはそれらの塩であり得、ここで、各Xは、独立し
て、酸素原子またはイオウ原子であり、nは0または1であり、mは0または1
であり、m+nは1または2であり、そしてR1、R2、およびR3は、水素また
はヒドロカルビル基であり、好ましくは、R1、R2、またはR3の少なくとも1
個は、水素である。従って、この成分として、亜リン酸およびリン酸、チオ亜リ
ン酸およびチオリン酸、ならびに亜リン酸エステル、リン酸エステル、チオ亜リ
ン酸エステル、およびチオリン酸エステルが挙げられる。特定のこれらの材料は
、互変異性形態で存在し得、全てのこのような互変異性体は、上記の式によって
包含され、本発明内に含まれる。例えば、亜リン酸および特定の亜リン酸エステ
ルは、以下:
の各々は、本発明に含まれることが意図される。
ホスフィンオキシドであり得る。これらの五価リン誘導体は、以下:
である。このリン含有酸は、少なくとも1種の、亜リン酸、ホスホニト(pho
sphonite)、ホスフィニト(phosphinite)またはホスフィ
ンであり得る。これらの三価のリン誘導体は、以下:
。一般に、R1、R2およびR3内の炭素原子の総数は、少なくとも8個であり、
1実施形態において、少なくとも12個であり、1実施形態において少なくとも
16個である。有用なR1、R2およびR3の例として、水素、t−ブチル基、イ
ソブチル基、アミル基、イソオクチル基、デシル基、ドデシル基、オレイル基、
C18アルキル基、エイコシル基、2−ペンテニル基、ドデセニル基、フェニル基
、ナフチル基、アルキルフェニル基、アルキルナフチル基、フェニルアルキル基
、ナフチルアルキル基、アルキルフェニルアルキル基、およびアルキルナフチル
アルキル基が挙げられる。
アルケン(例えば、1000の分子量を有するポリイソブテン)のようなオレフ
ィンポリマーを、三塩化リン、七塩化リン、五硫化リン、三塩化リンおよびイオ
ウ、黄リンおよびイオウハロゲン化物、またはホスホロチオ塩化物(phosp
horothioic chloride)のようなリン化合物生成剤(pho
sphorizing agent)と処理することによって調製されたものの
ような少なくとも1つの直接的な炭素−リン結合によって特徴付けられる。
この構造は、(R1O)(R2O)P(X)nXmR3であり、より好ましくは、(
R1O)(R2O)P(X)nXmHである。この構造は、R1、R2、R3が水素で
ある場合、例えば、リン酸に相当し得る。リン酸は、その酸自体として、H3P
O4およびそれと等価の他の形態(ピロリン酸および85%リン酸(水性)を含
むリン酸無水物)として存在し、これは市販される市販等級物質である。この式
はまた、この式はまた、R1およびR2の一方または両方がそれぞれアルキルであ
り、かつR3が水素である場合、亜リン酸水素ジブチル(亜リン酸エステル)の
ような亜リン酸水素モノ−またはジアルキルに相当し得、またはR1、R2、およ
びR3の各々がアルキルである場合、トリアルキル亜リン酸エステルであり;各
々の場合において、nはゼロであり、mは1であり、残りのXはOである。この
構造は、nおよびmが各々1である場合、リン酸または関連した物質に相当し;
例えば、X原子の1つがイオウであり、かつR6、R7、およびR8の1個、2個
、または3個がそれぞれアルキルである場合、モノ−、ジ−またはトリアルキル
モノチオホスファイトのようなリン酸エステルであり得る。
目である。チオリン酸およびチオ亜リン酸も同様に、周知であり、リン化合物の
元素イオウまたは他のイオウ供給源との反応によって調製される。チオリン酸を
調製するためのプロセスは、Organic Phosphorus Comp
ounds、第5巻、110−111頁、G.M.Koso−lapoffら、
1973に詳細に報告されている。
ならびに金属塩が挙げられる。亜鉛塩(例えば、亜鉛ジアルキルジチオホスフェ
ート)は、特定の適用において有用である。
ルの量は、好ましくは、この流体に対して、少なくとも0.01重量%、好まし
くは0.01〜0.1重量%、そしてより好ましくは0.03〜0.06または
0.05重量%のリン(Pとして計算される)を提供するのに十分な量である。
の摩擦改変剤である。摩擦改変剤として、アルコキシル化脂肪アミン、ホウ酸化
脂肪エポキシド、脂肪ホスファイト、脂肪エポキシド、脂肪アミン、ホウ酸化ア
ルキル化脂肪アミン、脂肪酸の金属塩、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、
ホウ酸化グリセロールエステル、および脂肪イミダゾリンが挙げられる。
。脂肪酸は、一般的に、炭化水素ベースのカルボン酸であり、合成のおよび天然
に存在する、好ましくは脂肪酸であるが、酸含有芳香族官能性もまた、含まれる
。随時のヘテロ原子置換は、以下の「ヒドロカルビル」の定義と一貫した脂肪酸
のヒドロカルビル部分において可能であり得る。好ましくは、この酸は、14〜
30個の炭素原子、より好ましくは16〜24個の炭素原子、そしてより好まし
くは、約18個の炭素原子を含む。この酸は、直鎖(例えば、ステアリン酸)ま
たは分枝鎖(例えば、イソステアリン酸)であり得る。この酸は、飽和であり得
るか、またはそれは、オレフィン不飽和を含み得る。好ましい酸は、オレイン酸
であり、対応する好ましい塩は、オレイン酸亜鉛で、市販の材料であり、この調
製は、周知であり、当業者の能力内である。
えば、オレイン酸)と反応される。あるいは、この亜鉛塩は、僅かに塩基性の塩
であり得、1当量の亜鉛塩基は、1当量より幾分か少ない酸と反応される。この
ような物質の例は、僅かに塩基性のオレイン酸亜鉛、すなわち、Zn4オレエー
ト6O1である。
に、カルボン酸と1,2ジアミノエタン化合物との環式縮合によって形成される
。それらは、一般に、以下:
ル基または置換されたヒドロカルビル基であり、−(CH2CH2NH)n−H基
を含む。特に、イミダゾリンを調製する際に有用な多くの適切なカルボン酸は、
オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、トール油酸、ならびに天然源お
よび合成源から誘導体化される他の酸が挙げられる。特に好ましいカルボン酸は
、オレイン酸、ステアリン酸、およびイソステアリン酸のような、18個の炭素
原子を含む12〜24個の炭素原子を含むカルボン酸である。適切な1,2ジア
ミノエタン化合物は、一般構造R−NH−C2H4−NH2の化合物であり、ここ
で、Rは、ヒドロカルビル基または置換されたヒドロカルビル基(例えば、ヒド
ロキシヒドロカルビルまたはアミノヒドロカルビル)である。好ましいジアミン
は、N−ヒドロキシエチル−1,2−ジアミノエタン、HOC2H4NHC2H4N
H2である。
セニルイミダゾリンである。
許第4,584,115号に詳細に記載され、これは、一般に、エポキシド(好
ましくは、ヒドロカルビルエポキシド)を、ホウ酸または三酸化ホウ素と反応さ
せることによって調製される。このエポキシドは、以下:
の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、その少なくとも1個は、ヒドロカル
ビルである。R基の任意の2個が、環式基のために結合する原子と一緒になって
、脂環式または複素環式であり得る。好ましくは、1個のRは、10〜18個の
炭素原子のヒドロカルビルであり、残りのR基は水素である。より好ましくは、
このヒドロカルビル基は、アルキル基である。このエポキシドは、C14〜16また
はC14〜18のエポキシドの市販の混合物であり得、これは、ELF−ATOCH
EMまたはUnion Carbideから購入され得、これは、公知の方法に
よって対応するオレフィンから調製され得る。1,2−エポキシヘキサデカンの
ような精製されたエポキシ化合物は、Aldrich Chemicalsから
購入され得る。あるいは、この材料は、エポキシドの反応性等価物であり得る。
用語「エポキシドの反応性等価物」とは、エポキシドが同じかまたは同様の生成
物を得るのと同じかまたは同様の様式で、ホウ酸化剤(以下に記載される)と反
応され得る材料を意味する。エポキシドの反応性等価物の例は、ジオールである
。エポキシドの反応性等価物の別の例は、ハロヒドリンである。他の等価物は、
当業者に公知である。他の反応性等価物は、特定のブロッキング剤と反応される
ビシナルジヒドロキシ基を有する材料を含む。このホウ酸化化合物は、ホウ素化
合物とエポキシドとをブレンドし、それらを適切な温度(代表的には、80〜2
50℃)で所望の反応が起こるまで加熱することによって調製される。ホウ酸化
剤として、種々の形態のホウ酸(メタホウ酸、HBO2、オルトホウ酸、H3BO 3 、およびテトラホウ酸、H2B4O7)、酸化ホウ素、三酸化ホウ素、および式(
RO)xB(OH)yのアルキルボレートが挙げられ、ここで、Xは1〜3であ
り、yは0〜2であり、xおよびyの合計は3であり、ここで、Rは、1〜6個
の炭素原子を含むアルキル基である。エポキシドまたはその反応性等価物に対す
るホウ酸化剤のモル比は、一般に4:1〜1:4である。1:1〜1:3の比率
が好ましく、1:2が特に好ましい比率である。不活性液体は、この反応を実施
するために使用され得る。この液体は、例えば、トルエン、キシレン、またはジ
メチルホルムアミドであり得る。この反応の間、水が形成され、代表的には、蒸
留される。アルカリ試薬は、この反応を触媒化するために使用され得る。好まし
いホウ酸化エポキシドは、優先的に16個の炭素オレフィンのホウ酸化エポキシ
ドである。
ミン(tallowamine)のようなジエトキシル化長鎖アミン類が挙げら
れる。特定のリン含有材料(上記に記載される)、特に12〜24個の炭素原子
のアルキル基を有する亜リン酸ジアルキルはまた、摩擦改変剤として作用する。
物の0.01〜2重量%である。より好ましくは、この量は、0.05〜1.2
重量%であり、そして最も好ましくは0.1〜1重量%である。
カルビル基」は、その通常の意味(当業者に周知である)で使用される。具体的
には、この用語は、分子の残りの部分に直接結合した炭素原子を有し、かつ主に
炭化水素の特徴を有する基をいう。ヒドロカルビル基の例としては、以下が挙げ
られる: (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、アルキルまたはア
ルケニル)、脂環式置換基(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、お
よび芳香族基で置換された芳香族置換基、脂肪族基で置換された芳香族置換基、
および脂環式基で置換された芳香族置換基、ならびに、環式置換基(ここで環は
、分子の別の部分を通じて完結する(例えば、2つの置換基が共に環を形成する
)); (2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素基を含有する置換基
であり、本発明の状況において、これらの非炭化水素基は、主な炭化水素置換基
を変更しない(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アル
コキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、およびスルホキ
シ); (3)ヘテロ置換基、すなわち、主に炭化水素の特徴を有するが、本発明の状
況において、他は炭素原子から構成される環または鎖において炭素以外を含有す
る置換基。ヘテロ原子としては、イオウ、酸素、窒素が挙げられ、そしてピリジ
ル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルのような置換基を包含する。一般的に
、2つ以下、好ましくは1つ以下の非炭化水素置換基が、ヒドロカルビル基の1
0個の炭素原子について存在する;代表的には、ヒドロカルビル基において非炭
化水素置換基は存在しない。
最終処方物の成分が、最初に添加された成分と異なり得ることが公知である。例
えば、(例えば、界面活性剤の)金属イオンは、他の分子の他の酸性部位に移動
し得る。それにより形成された生成物(本発明の組成物をその意図される用途に
おいて使用する際に形成される生成物を含む)は、容易に説明することができな
いかもしれない。それにもかかわらず、全てのこのような改変および反応性生物
は、本発明の範囲内であり;本発明は、上記の成分を混合することにより調製さ
れる組成物を包含する。
した。実施例1〜12において、添加剤パッケージ中の成分のアイデンティティ
および量を以下に示す: オーバーベース(overbased)スルホン酸Ca界面活性剤 1.07
重量% オーバーベースサリチル酸Ca界面活性剤 0.19重量% スクシンイミド分散剤 2.36重量% スクシンイミド分散剤、 ホウ酸化および/または硫酸化 0.94重量% リン酸(85%) 0.04重量% 亜リン酸水素ジアルキル 0.19重量% イミダゾリンおよび亜リン酸アルキル摩擦改変剤 0.12重量% ホウ酸化脂肪エポキシド 0.19重量% 脂肪アミン 0.02重量% ジアルキルジメルカプトチアジアゾール 0.03重量% アミンおよび/またはイオウ含有抗酸化剤 0.84重量% 防膨潤(seal swell)剤 0.57重量% シリコーンおよびフルオロシリコーン消泡剤 0.04重量% 希釈油 0.63重量%。
従来の量の希釈剤を含有する。
示される量で含有する組成物を調製する。各組成物の低温粘度もまた報告される
、複数のサンプルが調製されそして試験される場合、複数の結果が得られる:
開示されるように決定され、かつこれらは周知の基準である。本発明の試験につ
いてより詳細には、PCS InstrumentsからのMTM牽引測定シス
テムを使用する。試験は、研磨された19.1mm(3/4インチ)のスチール
ボールと46mm直径のスチール円板との間に形成されるEHD接触における流
体挙動を評価することを包含し、それぞれ独立してすべり/ころがり接触を生じ
るように駆動され、試験標本(各サンプルは約30gである)で潤滑される。試
験を1.25GPaのHertz接触圧で行う。接触の入口における試験油の温
度を、連続的に測定し、そして100℃に制御し、そしてシステムが熱的に安定
化するのに十分な時間を与える。ころがり速度を、2.5m/sに維持する。0
%〜10%に連続的に変化するすべり対ころがり比を、両方の標本の表面速度を
同時に変化させることにより達成する。牽引力を、各試験の間連続的に測定し、
そして牽引係数をそれらから算出する。牽引係数ftは、 ft=Ft/Pn により規定され、ここでFtは、部材間にかかる測定された接線力または牽引力
であり、そしてPnは、部材間の通常負荷または接触力である。
釈剤の従来の量を含有する。
、41.4%の低分子量水素化ポリブテン(上記)、9.2%の40N ナフテ
ン油、および上記の添加剤パッケージを用いて調製する。
0℃におけるBrookfield粘性は、20.0Pa・sであり、そして−
40℃では138Pa・sである。動粘性率は、40℃で28.5×10-6m2
/sであり、そして100℃で5.0×10-6m2/sである。
で与えられる):
の添加剤成分を含む。これらの成分としては、スクシンイミド分散剤、リン酸お
よびエステル、防膨潤剤、摩擦改変剤、耐磨耗剤、腐食防止剤、抗酸化剤、およ
び消泡剤が挙げられる。
外以外、または他に明確に示される場合以外は、材料の量、反応条件、分子量、
炭素の数などの量を特定する、本明細書中の全ての数量は、語「約」により修飾
されると理解されるべきである。他に示されない限り、本明細書中に言及される
各化学物質または組成物は、異性体、副生成物、誘導体および他の市販等級に存
在すると通常理解されるような物質を含み得る市販等級材料であると理解される
べきである。しかし、各化学成分の量は、他に記載されない限り、市販材料に慣
例的に存在し得る任意の溶媒または希釈油を除いて示される。本明細書中に記述
される、より大きい量およびより小さい量、範囲、および比の限界が、独立して
組み合わされ得ることが理解されるべきである。本明細書中で使用される場合、
表現「本質的に からなる」は、考慮中の組成物の基本的な特徴および新規の特
徴に実質的に影響を及ぼさない物質を含むことを許容する。
Claims (16)
- 【請求項1】 自動車の動力伝達装置に有用なトラクション流体であって、
以下: (a)主要量のベース流体であって、該ベース流体は、非芳香族環式部分を含む
炭化水素分子を含む、ベース流体; (b)低温粘度調整剤であって、該低温粘度調整剤は、−40℃で該トラクショ
ン流体の粘度を低下させるのに十分な量の、少なくとも8つの炭素原子の直鎖α
オレフィンのオリゴマーまたはポリマーを含む、低温粘度調整剤; (c)分散剤、界面活性剤、およびこれらの混合物からなる群から選択される、
該トラクション流体のクラッチ摩擦耐久性能を改善するのに十分な量の添加剤;
を含む、トラクション流体。 - 【請求項2】 請求項1に記載のトラクション流体であって、ここで、前記
ベース流体は、100℃で2.5cStよりも高い粘度を有し、そして前記低温
粘度調整剤は、100℃で2.5cStまでの粘度を有し、そしてここで、前記
トラクション流体は、−40℃で、100Pa・s未満の粘度を示す、トラクシ
ョン流体。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のトラクション流体であって、ここ
で、前記成分(a)および(b)は、水素化物質である、トラクション流体。 - 【請求項4】 前記添加剤(c)が、スクシニミド分散剤を含む、請求項1
〜3のいずれか1項に記載のトラクション流体。 - 【請求項5】 前記添加剤(c)が、オーバーベーススルホン酸界面活性剤
を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトラクション流体。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のトラクション流体であ
って、該流体が、10重量%までのポリマー粘度指数改質剤を含む、トラクショ
ン流体。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のトラクション流体であ
って、該流体が、ポリマー粘度指数改質剤を実質的に含まない、トラクション流
体。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載のトラクション流体であ
って、(d)該トラクション流体に対して0.005〜0.06%のリンに寄与
する量の、少なくとも1つのリン含有酸、リン含有塩、またはリン含有エステル
をさらに含む、トラクション流体。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載のトラクション流体であ
って、(e)少なくとも1つの摩擦改質剤をさらに含む、トラクション流体。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載のトラクション流体で
あって、前記ベース流体が、大部分が直鎖のαアルキルスチレンの水素化二量体
を含む、トラクション流体。 - 【請求項11】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物であって、前
記ベース流体が、以下の一般構造により示される主要な割合の化合物を含む、組
成物: 【化1】 ここで、各Rは1〜4個の炭素原子のアルキル基である。 - 【請求項12】 動力伝達装置を潤滑する方法であって、該方法は、該装置
に、請求項1〜11のいずれか1項に記載のトラクション流体を用いる工程を包
含する、方法。 - 【請求項13】 自動車の動力伝達装置に有用なトラクション流体であって
、以下を含む: (a)主要量の、3〜5つの炭素原子を含む少なくとも1つのオレフィンのポリ
マー、非芳香族環式部分を含む炭化水素分子またはエステル分子、およびこれら
の混合物からなる群より選択されるベース流体; (b)−40℃における該トラクション流体の粘度を低下させるのに十分な量の
、少なくとも8つの炭素原子の直鎖αオレフィンのオリゴマーまたはポリマー、
ナフテン系油、合成エステル系油、ポリエーテル系油、およびこれらの混合物か
らなる群より選択される、低温粘度調整剤;ならびに (c)該トラクション流体のクラッチ摩擦耐久性能を改善するのに十分な量の、
分散剤、界面活性剤、およびこれらの混合物からなる群より選択される、添加剤
。 - 【請求項14】 請求項13に記載のトラクション流体であって、前記ベー
ス流体が、200〜700の分子量を有するイソブチレンのポリマーを含む、ト
ラクション流体。 - 【請求項15】 請求項13または14に記載のトラクション流体であって
、前記低温粘度調整剤が、以下からなる群より選択される合成エステル油を含む
: (i)ポリヒドロキシ化合物と大部分がモノカルボキシルのアシル化剤とのエス
テル、 (ii)大部分がモノヒドロキシの化合物とポリカルボキシルアシル化剤とのエ
ステル、ならびに (iii)モノヒドロキシ化合物とモノカルボキシルアシル化剤とのエステル、
(iv)(i)〜(iii)の混合物。 - 【請求項16】 請求項13または14のトラクション流体であって、前記
低温粘度調整剤が、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチ
レンオキシド、およびこれらの混合物からなる群より選択される、ポリエーテル
系油を含む、トラクション流体。
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