JP2006348297A - 排気煙生成が低減する低灰分又は無灰2サイクル潤滑油 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】100℃にて少なくとも6.5mm2/s(cSt)の動粘度及び少なくとも85のJASO M342排気煙指数を有する低灰分2サイクル潤滑油組成物であって、(a)400〜2200の数平均分子量及びポリマー中の二重結合の合計数に基づいて少なくとも60モル%の末端ビニリデン含量を有する、ポリブテン、ポリイソブチレン又はポリブテンとポリイソブチレンの混合物からなる群より選ばれたオレフィン系不飽和ポリマー 15〜35質量%;(b)25℃において1〜5cP.の粘度を有する通常液体の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒 20〜30質量%;(c)2サイクル油用の添加剤パッケージ 1〜5質量%; 及び(d)100℃にて4〜15mm2/s(cSt)の粘度を有する鉱油若しくは合成油又はそれらの混合物;を含む前記組成物を提供する。
【選択図】なし
Description
従来の2サイクルエンジンは、燃料と潤滑剤を混合するとともにその混合組成物がエンジンを通過することを可能にすることにより潤滑されるものである。より新しい2サイクルエンジンは、排気を減少させる直接燃料噴射の使用を必要とするものである。いずれにせよ、油はエンジンを通過し、燃焼させられる。燃料と適合する様々な種類の2サイクル油が当該技術分野において記述されてきた。典型的には、そのような油は、油が2サイクルエンジンにおける使用を可能にする工業規格試験に合格するために、種々の添加剤成分を含有する。
燃料節約と環境清浄度に対する世界的な要求は、粘度及び煙生成についてますます厳しい規格を満たすように2サイクル油の製造業者を駆り立ててきた。多くの場合、これらの新しい規格は、通常、より多額な費用のかかる出発物質を使って新しい改良された2サイクル油を製造することにより満たされている。従って、燃料節約と環境清浄度に対する新しい規格を満たす代替的出発物質が求められている。
一態様においては、本発明は、100℃において少なくとも6.5mm2/s(cSt)の動粘度及び少なくとも85のJASO M342 排気煙指数を有する低灰分2サイクル潤滑油組成物である。その組成物は、
(a)400〜2200の数平均分子量及びポリマー中の二重結合の合計数に基づいて少なくとも60モル%の末端ビニリデン含量を有する、ポリブテン、ポリイソブチレン又はポリブテンとポリイソブチレンの混合物からなる群より選ばれる、オレフィン系(orefinically)不飽和ポリマー 15〜35質量%;
(b)25℃において1〜5cP.の粘度を有する、通常液体の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒 20〜30質量%;
(c)2サイクル油用の添加剤パッケージ 1〜5質量%; 及び
(d)100℃にて4〜15mm2/s(cSt)の粘度を有する、鉱油若しくは合成油又はそれらの混合物;
を含んでいる。
他の態様においては、本発明は、100℃における少なくとも6.5mm2/s(cSt)の動粘度及び少なくとも85のJASO M342排気煙指数を有する無灰2サイクル潤滑油組成物である。その組成物は、
(a)400〜2200の数平均分子量及び末端ビニリデンとして少なくとも60モル%の二重結合を有するポリブテン、ポリイソブチレン又はポリブテンとポリイソブチレンの混合物である、反応性ポリブテンポリマー 6〜12質量%;
(b)25℃において1〜5cP.の粘度を有する通常液体の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒 18〜30質量%;
(c)2サイクル油用の金属を含まない添加剤パッケージ 14〜25質量%; 及び
(d)100℃にて4〜15mm2/s(cSt)の粘度を有する、鉱油若しくは合成油又はそれらの混合物;
を含んでいる。
本発明に有用な溶媒は、25℃において1〜5 cP.、好ましくは1.2〜2 cP.の粘度を有する通常液体の天然又は合成の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒である。溶媒の引火点は約60〜120℃の範囲であるべきであり、本発明の2サイクル油の引火点は70℃より高い。典型例としては、パラフィン系、イソパラフィン系及びナフテン系の脂肪族炭化水素溶媒又は鉱油溶媒が挙げられる。溶媒は、2サイクル油の性能に悪影響を与えない基である限りは、炭素と水素以外の官能基を含有していてもよい。ExxonMobil Chemical Companyから“Exxsol D80”として販売されている鉱油や、Shell Chemicalsから“Shellsol D70”として販売されている鉱油が好ましい。
本発明は、更に、第3成分として、1以上の通常の2サイクル潤滑油添加剤を含有する添加剤パッケージを各々質量で、低灰分油については1〜5%で、無灰油については14〜25%で含むことができ、前記添加剤は、特定の用途のためにこのような潤滑油に通常含まれる添加剤のいずれであってもよい。無灰パッケージについては、金属添加剤が本質的には存在しない。
本発明の添加剤パッケージ成分のための通常の添加剤としては、腐食防止剤、酸化防止剤、摩擦改質剤、分散剤、消泡剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、金属清浄剤、防錆剤、潤滑剤等が含まれる。割合(%)は全て活性成分に基づく質量によるものである。
好ましい無灰添加剤パッケージは、潤滑油中に無灰潤滑油分散剤を約5.5〜17wt.%、好ましくは9〜15wt.%の範囲で含み、下記に開示される無灰分散剤の1つ以上を用いることができる。
本発明に有用な分散剤としては、潤滑油に添加される場合、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンでの使用時に沈着物の形成を減少させるために有効であることが知られている窒素含有無灰分散剤が含まれる。これらの無灰分散剤は、分散されるべき粒子と会合することができる官能基を有する油溶性ポリマー長鎖骨格を有する。典型的には、アミン、アミンアルコール又はアミド極性部分が、しばしば架橋基を介してポリマー主鎖に結合している。無灰分散剤は、例えば、長鎖炭化水素で置換されたモノカルボン酸及びポリカルボン酸又はそれらの無水物の油溶性塩、エステル、アミノエステル、アミド、イミド及びオキサゾリン; 長鎖炭化水素のチオカルボキシレート誘導体; ポリアミン部分が直接的に結合した長鎖脂肪族炭化水素; 及び、長鎖置換フェノールとホルムアルデヒド及びポリアルキレンポリアミンとを縮合することによって形成されたマンニッヒ縮合生成物からなる群より選ぶことができる。
官能性を持たせた油溶性ポリマーの炭化水素骨格鎖はまた、一価アルコールや多価アルコールのようなヒドロキシ化合物によって、又は芳香族化合物、例えば、フェノールやナフトールによって誘導体化することもできる。好ましい多価アルコールとしては、アルキレン基が炭素原子2〜8個を含有するアルキレングリコールが含まれる。他の有用な多価アルコールとしては、グリセロール、グリセロールのモノオレエート、グリセロールのモノステアレート、グリセロールのモノメチルエーテル、ペンタエリスリトール、ジペンタエリトリトール、及びそれらの混合物が含まれる。エステル分散剤は、また、不飽和アルコール類、例えば、アリルアルコール、シンナミルアルコール、プロパルギルアルコール、1-シクロヘキサン-3-オール、オレイルアルコールから誘導することもできる。無灰分散剤を得ることができるアルコールの更に他の種類としては、オキシ-アルキレンやオキシ-アリーレンを含むエーテル-アルコール類が含まれる。これらのエーテル-アルコール類は、150個までのオキシ-アルキレン基を組込むことができ、そのアルキレン基は炭素原子1〜8個を含有する。エステル分散剤は、コハク酸のジエステル類又は酸-エステル類、例えば、部分的にエステル化されたコハク酸、また、部分的にエステル化された多価アルコール類又はフェノール類、例えば、遊離アルコール又はフェノール性ヒドロキシ基を有するエステルであってもよい。エステル分散剤は、例えば、米国特許第3,381,022号に記載されるいくつかの既知の方法のいずれか1つによって調製することができる。
好ましい部類の分散剤は、上述するようなMn 400〜2200の高反応性ポリイソブチレンのスクシンイミドを含んでいる。これらの分散剤は、典型的には、ポリイソブテニルコハク酸無水物とアルキレンポリアミン、例えば、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミンとを反応させることによって調製される。
腐食防止剤は、0.01〜3wt.%、好ましくは0.01〜1.5wt.%の量で潤滑油に存在させることができ、リン硫化炭化水素やリン硫化炭化水素とアルカリ土類金属酸化物又は水酸化物とを反応させることによって得られる生成物によって例示される。
酸化防止剤は、潤滑油中に0.01〜5wt.%、好ましくは0.01〜1.5wt.%の量で存在させることができる。適切な酸化防止剤としては、好ましくはC5-C12アルキル側鎖を有するアルキルフェノールチオエステルのアルカリ土類金属塩、例えば、カルシウムノニルフェノールスルフィド、バリウムt-オクチルフェノールスルフィド、ジオクチルフェニルアミンが含まれる。また、油溶性の硫化又はリン硫化炭化水素や抗酸化性の銅化合物、例えば、C10-C18油溶性脂肪酸の銅塩も含まれる。
摩擦改質剤は、潤滑油中に0.01〜3wt.%、好ましくは0.01〜1.5wt.%の量で存在させることができ、脂肪酸エステル及びアミド、二量化脂肪酸のグリセロールエステル、コハク酸エステル又はそれらの金属塩が含まれる。
潤滑油流動向上剤としても知られる流動点降下剤は、油中に0.01〜2wt.%、好ましくは0.01〜1.5wt.%の量で含まれてもよい。適切な流動点降下剤は、C8-C18又はC14フマル酸ジアルキル酢酸ビニルコポリマー類であり、ポリメタクリレートやワックスナフタレンが好ましい。
泡制御は、ポリシロキサンタイプの消泡剤、例えば、シリコーン油やポリジメチルシロキサンによっても得ることができ、アクリレートポリマーもまた、適切である。これらは、潤滑油中に0.01〜5wt.%、好ましくは0.01〜1.5wt.%の量で用いられる。
本発明に有用な潤滑剤としては、様々な油溶性物質が含まれる。一般的には、これら潤滑剤は、潤滑油中に1〜20wt.%、好ましくはl〜7質量%の量で用いられる。潤滑剤としては、ポリオールエーテルやポリオールエステル、例えば、C5-C15モノカルボン酸のポリオールエステル、特にペンタエリトリトールトリメチロールプロパン、それらの酸のネオペンチルグリコール合成潤滑油(synlube)エステル、ここで、エステルの粘度はl00℃において少なくとも9mm2/s(cSt)であり、好ましくは、石油から潤滑油留分の調製の結果として形成される蒸留残査から得られる非常に粘稠な鉱油留分であるブライトストックのような天然油が含まれる。
本発明の潤滑組成物は、通常、潤滑粘度、即ち、100℃において約4〜15、好ましくは12〜15mm2/s(cSt)の粘度の油を含んでおり、100℃にて6.5〜14mm2/s(cSt)の範囲のKVを有する完成品の2サイクル油を提供する。
これら潤滑粘度の油は、天然油又は合成油であり得る。このような油の混合物もまた、しばしば有用である。油のブレンドは、そのブレンドの最終粘度が100℃において4〜15mm2/s(cSt)である限り、用いることができる。
天然油としては、好ましくは潤滑鉱油、例えば、液体石油やパラフィン系、ナフテン系又は混合パラフィン-ナフテン系タイプの溶媒処理潤滑鉱油又は酸処理潤滑鉱油が含まれる。石炭又はシェールから得られる潤滑粘度の油もまた、有用なベースオイルである。
合成潤滑油としては、炭化水素油、例えば、重合オレフィン、共重合(interpolymerized)オレフィン、アルキル化ジフェニルエーテル、アルキル化ジフェニルスルフィド、その誘導体、類似体、同族体が含まれる。
炭素原子5個未満のオレフィンやその混合物を重合することによって製造された油が、典型的な合成ポリマー油である。これらのポリマー油を調製する方法は、例えば、米国特許第2,278,445号; 同第2,301,052号; 同第2,318,719号; 同第2,329,714号; 同第2,345,574号; 同第2,422,443号によって示されているように、当業者にとって周知である。
別の適切な部類の合成潤滑油としては、ジカルボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸2量体、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸等)と種々のアルコール(例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール等である)とのエステル類が挙げられる。これらのエステルの具体例としては、ジオクチルアジペート、ジ(2-エチルヘキシル)セバケート、ジ-n-ヘキシルフマレート、ジオクチルセバケート、ジイソオクチルアゼラート、ジイソデシルアゼラート、ジオクチルフタレート、ジデシルフタレート、ジエイコシルセバケート、リノール酸2量体の2-エチルヘキシルジエステル、1モルのセバシン酸と、2モルのテトラエチレングリコールと2モルの2-エチルヘキサン酸等とを反応させることによって形成される複合体エステル等が挙げられる。好ましいエステルは、100℃において5〜12mm2/s(cSt)の粘度を有し得る。
合成油として有用なエステルとしては、また、C5〜C18モノカルボン酸とポリオールとポリオールエーテル、例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール等から製造されるものも含まれる。
本発明の潤滑油組成物は、このような2サイクルエンジンに用いられる燃料と自由に混合する。このような潤滑油と燃料との混合物は、更に、本発明の実施態様を含んでいる。2サイクルエンジンに有用な燃料は、当業者に周知であり、一般に、炭化水素石油留出燃料のような通常液体の燃料、例えば、ASTM規格D-439-73によって規定される自動車ガソリンの大部分を含む。このような燃料は、また、アルコール、エーテル、有機金属ニトロ化合物等の非炭化水素物質を含有することができる。例えば、メタノール、エタノール、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ニトロメタンと、植物や鉱物の供給源、例えばトウモロコシ、アルファシェールや石炭から得られる液体燃料とは、本発明の範囲内である。このような燃料混合物の例は、ガソリンとエタノール、ディーゼル燃料とエーテル、ガソリンとニトロメタンの組合せ等である。ガソリンが好ましい。ガソリンは、l0%蒸留点が60℃〜90%蒸留点が約205℃のASTM沸点を有する炭化水素の混合物を意味する。無鉛ガソリンが特に好ましい。
本発明の潤滑剤は、1質量部の潤滑油につき約20〜250質量部の量の燃料、更に典型的には1質量部の油につき約30〜100質量部の量の燃料と混合して用いられる。
本発明は以下の実施例によって更に説明されるが、この実施例は本発明をより良く伝えるために示されるものであって、決して本発明の範囲を制限するものではない。割合(%)は質量によるものである。
Claims (6)
(a)400〜2200の数平均分子量及びポリマー中の二重結合の合計数に基づいて少なくとも60モル%の末端ビニリデン含量を有する、ポリブテン、ポリイソブチレン又はポリブテンとポリイソブチレンの混合物からなる群より選ばれたオレフィン系不飽和ポリマー 15〜35質量%;
(b)25℃において1〜5cP.の粘度を有する通常液体の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒 20〜30質量%;
(c)2サイクル油用の添加剤パッケージ 1〜5質量%; 及び
(d)100℃にて4〜15mm2/s(cSt)の粘度を有する鉱油若しくは合成油又はそれらの混合物;
を含む前記組成物。
(a)400〜2200の数平均分子量及びポリマー中の二重結合の合計数に基づいて少なくとも60モル%の末端ビニリデン含量を有するポリブテン、ポリイソブチレン又はポリブテンとポリイソブチレンの混合物からなる群より選ばれたオレフィン系不飽和ポリマー 6〜12質量%;
(b)25℃において1〜5cP.の粘度を有する通常液体の炭化水素溶媒又は鉱油溶媒 18〜30質量%;
(c)2サイクル油用の、金属を含まない添加剤パッケージ 14〜25質量%; 及び
(d)100℃にて4〜15mm2/s(cSt)の粘度を有する鉱油若しくは合成油又はそれらの混合物;
を含む前記組成物。
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