JP2008527148A - 乳濁液組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:(a)以下を有する、第一相:(i)油溶性不活性媒体;および(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および(b)以下を有する、第二相:(i)金属塩基;(ii)水性媒体;および(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
Description
(相互参照)
本願は、2005年1月13日に出願された米国特許出願番号第60/643,681号から優先権を主張する。
本願は、2005年1月13日に出願された米国特許出願番号第60/643,681号から優先権を主張する。
(発明の分野)
本発明は、不活性媒体、金属塩基、乳化剤、水性媒体および必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する乳濁液組成物に関する。本発明は、さらに、内燃機関における乳濁液組成物の使用を開示している。
本発明は、不活性媒体、金属塩基、乳化剤、水性媒体および必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する乳濁液組成物に関する。本発明は、さらに、内燃機関における乳濁液組成物の使用を開示している。
(発明の背景)
様々な全塩基価を有する種々の潤滑油が利用可能である。潤滑剤が0より高い全塩基価を有する1つの理由は、塩基(これは、腐食に関与する傾向が少ない)よりも酸性生成物が、装置の金属部分に対して腐食および摩耗を引き起こしやすいことにある。それゆえ、潤滑剤は、その意図した寿命よりも十分に過剰な塩基で調合され、それらは、中性または僅かに塩基性のままである。
様々な全塩基価を有する種々の潤滑油が利用可能である。潤滑剤が0より高い全塩基価を有する1つの理由は、塩基(これは、腐食に関与する傾向が少ない)よりも酸性生成物が、装置の金属部分に対して腐食および摩耗を引き起こしやすいことにある。それゆえ、潤滑剤は、その意図した寿命よりも十分に過剰な塩基で調合され、それらは、中性または僅かに塩基性のままである。
全塩基価が高い潤滑剤の1つの特定の用途には、船舶ディーゼル用途があり、これは、約4.5重量パーセントまでのイオウ含量を有する残留燃料を経済的に燃やす。経済的な残留燃料中でのイオウ含有種の量が多いことから、その燃焼生成物は、多量の酸性SOxを含有し、これは、ピストンのシリンダー壁およびリングにおいて、さらなる摩耗を引き起こす。SOxにより引き起こされたこの潤滑/腐食の問題の解決法は、SOxが酸の金属塩(これは、腐食または摩耗を引き起こす傾向が低い)に変換されるように、この潤滑油に過剰の塩基を含有するさせることにある。多くの船舶ディーゼル用途において、シリンダー油は、ピストンのリングに連続して注入されて、連続した潤滑を与えると共に、中和する塩基の損失を置き換える。これらの用途において、このシリンダー潤滑剤は、油だめに戻されるよりもむしろ連続して消費される。この船舶ディーゼル潤滑剤には、また、清浄性、伸展性、腐食摩耗耐性および濾過能が必要である。
特許文献1(Cookら)は、以下を含有する潤滑剤組成物を開示している:(a)油中水形乳濁液を形成できる少なくとも1種の乳化剤、(b)該潤滑剤に対して少なくとも1 TBNを有する非ホウ酸塩化塩基であって、該塩基の少なくとも10重量%は、オイル不溶性溶媒に不溶である。この塩基は、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムまたはアルミニウムから選択される金属と、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、C1〜C5有機酸;酸化物;アンモニア;アミン、炭酸グアニジン、尿素;または点火するとアンモニアを発生する他の窒素化合物またはそれらの組み合わせから選択される対イオンとを含有する。
特許文献2は、安定化された液状炭化水素燃料組成物を開示しており、これは、5個〜10個の炭素原子を有するアルコール、5個〜10個の炭素原子を含有するカルボン酸アミド(これは、アルコールの量に対して、0.5〜3重量部で存在している);および5個〜10個の炭素原子を含有するカルボン酸(これは、アルコールの量に対して、3〜10重量部で存在している)を含有する。
特許文献3は、ポリアルキレンアルコールポリアルコキシレートを含有する燃料または潤滑剤組成物を開示している。
国際公開第03/044138号パンフレット
米国特許第6,533,829号明細書
米国特許第6,533,830号明細書
許容できる清浄性、許容できる伸展性、許容できる腐食摩耗耐性および許容できる/改良された濾過能の少なくとも1つの特性を有する乳濁液組成物があれば、望ましい。本発明は、許容できる清浄性、許容できる伸展性、許容できる腐食摩耗耐性および許容できる/改良された濾過能の少なくとも1つの特性を有する乳濁液組成物を提供する。
(発明の要旨)
本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:(a)以下を含有する、第一相:(i)油溶性不活性媒体;および(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および(b)以下を含有する、第二相:(i)金属塩基;(ii)水性媒体;および(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:(a)以下を含有する、第一相:(i)油溶性不活性媒体;および(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および(b)以下を含有する、第二相:(i)金属塩基;(ii)水性媒体;および(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
1実施態様では、この乳濁液組成物は、以下を含有する:(a)以下を含有する、第一相:(i)油溶性不活性媒体;および(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および(b)以下を含有する、第二相:(i)金属塩基;(ii)水性媒体;(iii)2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
(発明の詳細な説明)
1実施態様では、本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;および
(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度(例えば、20℃〜25℃)で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
1実施態様では、本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;および
(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度(例えば、20℃〜25℃)で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
1実施態様では、この乳濁液組成物は、以下を含有する:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;
(iii)2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;
(iii)2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
いくつかの実施態様では、この乳濁液組成物は、濾過能試験において9ml/分またはそれ以上、濾過能試験において10ml/分またはそれ以上、または濾過能試験において11ml/分またはそれ以上の45μmフィルターを通る流速を有する。適切な流速の範囲の例には、8.5ml/分〜50ml/分、9.5ml/分〜40ml/分または10.5ml/分〜30ml/分が挙げられる。
1実施態様では、この濾過能試験は、15重量%〜25重量%の金属塩基の固形分含量を含有する乳濁液組成物の第二相を有する。
1実施態様では、上記のような濾過能試験は、脱水中における金属塩基の流体力学的特性を測定することにより、置き換えられる。これらの流体力学的特性は、Bohlin Instuments Gemini(商標)Rheometerを使用して、測定される。この試験の方法論は、実施例の項において記述されており、得られた結果は、濾過ケーキの形成に必要な時間の長さである。一般に、濾過ケーキは、この金属塩基が凝集するときに、形成される。Bohlin Instuments Gemini(商標)Rheometerは、この金属塩基が乳濁液組成物よりもむしろ水に懸濁することを要求した。一般に、Gemini(商標)Rheometerは、周囲温度で、作動される。
いくつかの実施態様では、この金属塩基が濾過ケーキを形成するのに必要な時間の長さは、少なくとも60秒間、または少なくとも65秒間または少なくとも70秒間である。濾過ケーキの形成に必要な時間範囲の例には、62秒間〜150秒間、または68秒間〜130秒間または75秒間〜110秒間が挙げられる。
いくつかの実施態様では、この乳濁液組成物は、第二相に対する第一相の重量%比が、少なくとも51〜49、または少なくとも55〜45、または少なくとも60〜40、または少なくとも65〜35または少なくとも70〜30である油中水形組成物である。
この乳濁液組成物は、内燃機関で使用されるとき、いくつかの実施態様では、少なくとも1、少なくとも5、少なくとも10または少なくとも30mg KOH/gの全塩基価(TBN)を有する。
この乳濁液組成物は、船舶ディーゼル燃焼機関で使用されるとき、いくつかの実施態様では、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20または少なくとも30の全塩基価(TBN)を有する。
(第一相)
(油溶性不活性媒体)
本発明の第一相は、油溶性不活性媒体を含有する。この油溶性不活性媒体は、液体燃料または潤滑粘性のあるオイルを含有する。
(油溶性不活性媒体)
本発明の第一相は、油溶性不活性媒体を含有する。この油溶性不活性媒体は、液体燃料または潤滑粘性のあるオイルを含有する。
この不活性オイル媒体は、いくつかの実施態様では、この乳濁液組成物の40重量%〜99.9重量%、または50重量%〜97重量%、または55重量%〜95重量%、または60重量%〜90重量%で、存在している。
(潤滑粘性のあるオイル)
1実施態様では、この乳濁液組成物には、潤滑粘性のある天然油または合成油、水素化分解、水素化、ハイドロフィニッシングから誘導されたオイル、未精製油、精製油および再精製油、またはそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、20〜70、30〜50または40〜60のSAE等級を有する。
1実施態様では、この乳濁液組成物には、潤滑粘性のある天然油または合成油、水素化分解、水素化、ハイドロフィニッシングから誘導されたオイル、未精製油、精製油および再精製油、またはそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、20〜70、30〜50または40〜60のSAE等級を有する。
天然油には、動物油、植物油、鉱油またはそれらの混合物が挙げられる。合成油には、炭化水素油、シリコンベース油、リン含有酸の液状エステルが挙げられる。合成油は、フィッシャー−トロプシュ反応により生成され得、典型的には、ヒドロ異性化(hydroisomerised)されたフィッシャー−トロプシュ炭化水素またはワックスであり得る。
潤滑粘性のあるオイルはまた、American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelinesで指定されたように、定義され得る。1実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、API 第I族、第II族、第III族、第IV族、第V族、第VI族またはそれらの混合物、あるいはAPI 第II族、第III族、第III族またはそれらの混合物を含む。もし、この潤滑粘性のあるオイルがAPI 第II族、第III族、第IV族、第V族または第VI族オイルであるなら、その潤滑油の約40重量%まで、または最大で約5重量%までのAPI 第I族オイルが存在し得る。
(液体燃料)
1実施態様では、この乳濁液組成物は、周囲条件で通常液体である液体燃料を含有する。この液体燃料には、炭化水素燃料、非炭化水素燃料、またはそれらの混合物が挙げられる。この炭化水素燃料は、石油留出物であり得、これには、ASTM(American Society for Testing and Materials)仕様D4814で規定されるガソリン、またはASTM仕様D975で規定されるディーゼル燃料が挙げられる。
1実施態様では、この乳濁液組成物は、周囲条件で通常液体である液体燃料を含有する。この液体燃料には、炭化水素燃料、非炭化水素燃料、またはそれらの混合物が挙げられる。この炭化水素燃料は、石油留出物であり得、これには、ASTM(American Society for Testing and Materials)仕様D4814で規定されるガソリン、またはASTM仕様D975で規定されるディーゼル燃料が挙げられる。
1実施態様では、この液体燃料は、ガソリンであり、別の実施態様では、この液体燃料は、ガソホール(gasohol)(すなわち、ガソリン−アルコール混合物)であり、別の実施態様では、この液体燃料は、ディーゼル燃料である。この炭化水素燃料には、気液プロセス(例えば、フィッシャー−トロプシュ)により調製された炭化水素が挙げられる。この非炭化水素燃料には、酸素含有組成物(これは、しばしば、酸素化物(oxygenate)と呼ばれる)が挙げられる。この非炭化水素燃料には、一価アルコール、エーテル、ケトン、カルボン酸のエステル、ニトロアルカン、またはそれらの混合物が挙げられる。この非炭化水素燃料の例には、メタノール、エタノール、メチルt−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、植物および動物に由来のエステル交換油および/または脂肪(例えば、菜種メチルエステルおよび大豆メチルエステル)、ならびにニトロメタンが挙げられる。この炭化水素燃料および非炭化水素燃料の混合物の例には、ガソリンおよびメタノールおよび/またはエタノール、ディーゼル燃料およびエタノール、ならびにディーゼル燃料およびエステル交換植物油(例えば、菜種メチルエステル)が挙げられる。
(乳化剤)
この第一相は、油中水形乳濁液を形成できる乳化剤またはそれらの混合物を含有する。この乳化剤は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0.01重量%〜20重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜10重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜5重量%、別の実施態様では、0.2重量%〜3重量%で、存在している。
この第一相は、油中水形乳濁液を形成できる乳化剤またはそれらの混合物を含有する。この乳化剤は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0.01重量%〜20重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜10重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜5重量%、別の実施態様では、0.2重量%〜3重量%で、存在している。
この乳化剤は、炭化水素潤滑剤溶解性ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤。このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤乳化剤は、ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤と、アンモニアまたはアミンと、(ii)とを反応させることにより生成され得、該アシル化剤のヒドロカルビル置換基は、50個〜500個の炭素原子を有する;(ii)1〜30、別の実施態様では、10未満、別の実施態様では、1〜8、さらに別の実施態様では、2.5〜6の親水性疎水性バランス(HLB)を有するイオン性または非イオン性化合物。当業者は、最終乳化剤ブレンドの組成物がこれらの範囲内であるという条件で、所定範囲の外側の個々のHLBを有する界面活性剤の組み合わせが使用され得ることを理解する。
炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)のためのヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、カルボン酸またはこのような酸の反応性等価物であり得る。この反応性等価物は、酸ハロゲン化物、無水物、またはエステル(部分エステルを含めて)などであり得る。このカルボン酸アシル化剤のためのヒドロカルビル置換基は、50個〜300個または500個の炭素原子、別の実施態様では、60個〜200個の炭素原子を含有し得る。1実施態様では、このアシル化剤のヒドロカルビル置換基は、500または750〜3000、別の実施態様では、900〜2000または2300の数平均分子量を有する。
1実施態様では、炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)のためのヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、1種またはそれ以上のα,β−オレフィン性不飽和カルボン酸試薬(これは、カルボキシル基を除いて、2個〜20個の炭素原子を含有する)と1種またはそれ以上のオレフィン重合体(これは、以下でさらに詳細に記述する)とを反応させることにより、製造され得る。これらのα,β−オレフィン性不飽和カルボン酸試薬は、一価または多価のいずれかの性質であり得る。
このオレフィン重合体が誘導され得るオレフィンモノマーは、1個またはそれ以上のエチレン性不飽和基およびそれら(モノマおよび重合体)を有することにより特徴付けられる重合可能なオレフィンモノマーである。
1実施態様では、このオレフィン重合体は、750〜3000、別の実施態様では、900〜2000の数平均分子量を有するポリイソブテン基(またはポリイソブチレン基)である。
1実施態様では、炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)のためのアシル化剤は、ヒドロカルビル置換コハク酸または無水物である。マレイン酸または無水物またはその誘導体を炭化水素でアルキル化することによる、あるいはマレイン酸または無水物を末端二重結合を有するオレフィン重合体と反応させることによりるヒドロカルビル置換コハク酸または無水物の生成は、周知であり、そして本明細書中にて詳細に開示する必要はない。
1実施態様では、生成物である炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)のためのヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換基とコハク酸基とからなるヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤である。これらのヒドロカルビル置換基は、上述のオレフィン重合体から誘導される。このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換基の各当量あたり、その構造内に、平均して、少なくとも1.3個のコハク酸基、別の実施態様では、1.5個〜2.5個、別の実施態様では、1.7個〜2.1個のコハク酸基が存在することにより、特徴付けられる。1実施態様では、このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換基の各当量あたり、その構造内に、平均して、1.0個〜1.3個、別の実施態様では、1.0個〜1.2個、別の実施態様では、1.0個〜1.1個のコハク酸基が存在することにより、特徴付けられる。
1実施態様では、このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ポリイソブテン置換無水コハク酸であり、このポリイソブテン置換基は、1500〜3000、別の実施態様では、1800〜2300の数平均分子量を有し、該第一ポリイソブテン置換無水コハク酸は、1当量のポリイソブテン置換基あたり、1.3個〜2.5個、別の実施態様では、1.7個〜2.1個のコハク酸基により、特徴付けられる。
1実施態様では、このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ポリイソブテン置換無水コハク酸であり、このポリイソブテン置換基は、700〜1300、別の実施態様では、800〜1000の数平均分子量を有し、該ポリイソブテン置換無水コハク酸は、1当量のポリイソブテン置換基あたり、1.0個〜1.3個、別の実施態様では、1.0個〜1.2個のコハク酸基により、特徴付けられる。
炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)は、アンモニアおよび/またはアミンを使用して、形成され得る。このアシル化剤と反応させて生成物(i)を形成するのに有用なアミンには、モノアミン、ポリアミン、およびそれらの混合物が挙げられる。
炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)は、塩、エステル、アミド、イミド、またはそれらの組み合わせであり得る。この塩は、内部塩であり得、これは、このアシル化剤の分子の残基と、このアンモニアまたはアミンとを含み、ここで、これらのカルボキシル基の1個は、同じ基内にて、窒素原子とイオン的に結合される;あるいは、それは、外部塩であり得、ここで、そのイオン塩基は、同じ分子の一部ではない窒素原子と共に形成される。1実施態様では、このアミンは、ヒドロキシアミンであり、このヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換無水コハク酸であり、そして得られた炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)は、半エステルおよび半塩、すなわち、エステル/塩である。
1実施態様では、潤滑剤溶解性生成物(i)は、以下を含有する:(i)(a)第一ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤であって、該第一アシル化剤のヒドロカルビル置換基は、50個〜500個の炭素原子を有する;および(i)(b)第二ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤であって、該第二アシル化剤のヒドロカルビル置換基は、50個〜500個の炭素原子を有し、該第一アシル化剤および該第二アシル化剤は、同一または異なる;該第一アシル化剤および該第二アシル化剤は、2個またはそれ以上の第一級アミノ基、2個またはそれ以上の第二級アミノ基、少なくとも1個の第一級アミノ基と少なくとも1個の第二級アミノ基、少なくとも2個のヒドロキシル基、あるいは少なくとも1個の第一級または第二級アミノ基と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する化合物から誘導された連結基により、共にカップリングされる;該カップリングしたアシル化剤は、アンモニアまたはアミンと反応される。第一アシル化剤のためのヒドロカルビル置換基の分子量は、第二アシル化剤のためのヒドロカルビル置換基の分子量と同じまたは異なり得る。
1実施態様では、第一および/または第二アシル化剤のためのヒドロカルビル置換基の数平均分子量は、1500〜3000、別の実施態様では、1800〜2300の範囲である。
1実施態様では、第一および/または第二アシル化剤のためのヒドロカルビル置換基の数平均分子量は、700〜1300、別の実施態様では、800〜1000の範囲である。第一および/または第二ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ポリイソブテン置換無水コハク酸であり得、このポリイソブテン置換基は、1500〜3000、別の実施態様では、1800〜2300の数平均分子量を有する。この第一および/または第二ポリイソブテン置換無水コハク酸は、1当量のポリイソブテン置換基あたり、少なくとも1.3個、別の実施態様では、1.3個〜2.5個、別の実施態様では、1.7個〜2.1個のコハク酸基により、特徴付けられ得る。第一および/または第二ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤は、ポリイソブテン置換無水コハク酸であり得、このポリイソブテン置換基は、700〜1300、別の実施態様では、800〜1000の数平均分子量を有する。この第一および/または第二ポリイソブテン置換無水コハク酸は、1当量のポリイソブテン置換基あたり、1.0個〜1.3個、別の実施態様では、1.0個〜1.2個のコハク酸基により、特徴付けられ得る。この連結基は、2個またはそれ以上の第一級アミノ基、2個またはそれ以上の第二級アミノ基、少なくとも1個の第一級アミノ基と少なくとも1個の第二級アミノ基、あるいは少なくとも1個の第一級または第二級アミノ基と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する上述のアミンまたはヒドロキシアミンのいずれかから誘導され得る。この連結基はまた、ポリオールから誘導され得る。
これらの連結生成物の調製で利用される反応物の比は、広範囲にわたって、変わり得る。一般に、第一および第二アシル化剤の各々の各当量に対して、この連結化合物の少なくとも1当量が使用される。連結化合物の上限は、第一および第二アシル化剤の各当量に対して、2当量の連結化合物である。一般に、第一アシル化剤と第二アシル化剤との当量比は、4:1〜1:4、別の実施態様では、1.5:1である。
第一および第二アシル化剤は、通常のエステルおよび/またはアミド形成技術に従って、この連結化合物と反応され得る。これは、通常、必要に応じて、通常液状で実質的に不活性の有機液体溶媒/希釈剤の存在下にて、この連結化合物と共にアシル化剤を加熱することを包含する。連結されたアシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応は、通常の技術を使用して、塩、エステル/塩、アミドまたはイミド形成条件下にて、実行され得る。
イオン性または非イオン性化合物(ii)は、1〜20または30、別の実施態様では、4〜15または20の範囲の親水性疎水性バランス(HLB)を有する。これらの化合物の例は、McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents,1998,North American & International Editionで開示されている。the North American Editionの1〜235ページおよびthe International Editionの1〜199ページの内容は、1〜10または30の範囲のHLBを有するこのようなイオン性および非イオン性化合物の開示について、本明細書中で参考として援用されている。1実施態様では、イオン性または非イオン性化合物(ii)は、ポリ(オキシアルケン)化合物である。これらには、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体が挙げられる。1実施態様では、イオン性または非イオン性化合物(ii)は、12個〜30個の炭素原子を有するアシル化剤とアンモニアまたはアミンとを反応させることにより製造される炭化水素潤滑剤溶解性生成物が挙げられる。このアシル化剤は、12個〜24個の炭素原子、別の実施態様では、12個〜18個の炭素原子を含有し得る。このアミンは、炭化水素潤滑剤溶解性生成物(i)を製造する際に有用な上記アミンのいずれかであり得る。このアシル化剤とアンモニアまたはアミンとの間の反応の生成物は、塩、エステル、アミド、イミド、またはそれらの組み合わせであり得る。
1実施態様では、イオン性または非イオン性化合物(ii)は、1:1〜1:1.5、別の実施態様では、1:1.35の当量比(すなわち、カルボニルとアミンとの比)で、ヘキサデシル無水コハク酸とジメチルエタノールアミンとを反応させることにより製造されるエステル/塩である。
1実施態様では、このイオン性または非イオン性化合物は、3個〜25個の炭素原子のアルファオレフィンと無水マレイン酸(これは、(先に記述したように)アミンと反応させた)との共重合体の反応生成物であり得る。このような反応生成物の1つは、オクタデセンと無水マレイン酸(これは、トリエチレンテトラミンまたはジメチルアミノプロピルアミンと反応させた)との共重合体である。不溶性生成物が形成されるのを避けるために、多量の官能性が低いカルボン酸および/または官能性が低いアミンを有することにより、これらの多官能性反応物との架橋を抑制することが望まれ得る。
(第二相)
第二相は、金属塩基、水性媒体、および必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する。
第二相は、金属塩基、水性媒体、および必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する。
(金属塩基)
いくつかの実施態様では、この金属塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である。この金属塩基の例には、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムまたは炭酸水素マグネシウムが挙げられる。1実施態様では、この金属塩基は、カルシウム塩基であり、別の実施態様では、マグネシウム塩基である。この金属塩基は、実験室で調製され得るか、商業的に得られるか、またはそれらの混成であり得る。
いくつかの実施態様では、この金属塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である。この金属塩基の例には、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムまたは炭酸水素マグネシウムが挙げられる。1実施態様では、この金属塩基は、カルシウム塩基であり、別の実施態様では、マグネシウム塩基である。この金属塩基は、実験室で調製され得るか、商業的に得られるか、またはそれらの混成であり得る。
いくつかの実施態様では、この金属塩基の全表面積(これは、当該技術分野で公知の窒素BET方法により、測定される)には、60 m2g−1以下、50m2g−1以下または40m2g−1以下が挙げられる。この金属塩基の全表面積の範囲の例には、0.1m2g−1〜20m2g−1、1m2g−1〜15m2g−1または2m2g−1〜10m2g−1が挙げられる。
いくつかの実施態様では、この金属塩基の平均粒径(これは、Coulter(登録商標)LS230 Particle Size Analyserにより、冷却後に測定される)には、0.01μm〜50μm、0.1μm〜30μm、0.15μm〜20μmまたは0.2μm〜10μmが挙げられる。
いくつかの実施態様では、この金属塩基のZeta Potentialには、0.1mV〜100mV、1mV〜75mVまたは2mV〜20mVが挙げられる。
当業者は、ゼータ電位(zeta potential)と平均粒径と全表面積との間の関係が、複雑な関係であることを理解する。結果的に、適切な金属塩基は、該金属塩基を使用して形成された乳濁液組成物が本明細書中で開示された濾過能試験において8ml/分より高い濾過能を有するという条件で、上で開示された範囲の外側の前記特性の少なくとも1つまたは2つを有し得る。
1実施態様では、この金属塩基は、上で開示された範囲の内側の前記特性(ゼータ電位、平均粒径および全表面積)の少なくとも2つの組み合わせを有する。もし、該特性の少なくとも1つが、含まれる範囲の外側であるなら、典型的には、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物の存在は、濾過能を助けて、乳濁液組成物が本明細書中で開示された濾過能試験において8ml/分より高い濾過能値を有することを可能にする。
1実施態様では、本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を提供する:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;および
(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該金属塩基は、上で開示された範囲の内側の前記特性(ゼータ電位、平均粒径および全表面積)の少なくとも2つの組み合わせを有する。
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;および
(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該金属塩基は、上で開示された範囲の内側の前記特性(ゼータ電位、平均粒径および全表面積)の少なくとも2つの組み合わせを有する。
1実施態様では、この金属塩基は、20m2g−1未満の窒素表面積を有し、これらの物質は、本発明の全範囲にわたって、使用され得る。市販の金属塩基の例には、水酸化カルシウム(石灰乳)が挙げられ、これは、Lhoistから市販されており、ベルギーの’Lhoist Recherche& Developpement’により28/07/2003に出願された特許出願(出願番号2003/0426)(これは、27/07/2004のPCT出願日を有する(出願番号PCT/EP2004/051609))において記載されているように、約2m2g−1または約10m2g−1の窒素BET全表面積を有する。類似の水酸化カルシウム物質の他の業者には、Omya UK LimitedまたはMississippi Lime Companyが挙げられる。
1実施態様では、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物の存在は、さらに、本明細書中で開示された範囲内の前記特性の全てを有する金属塩基の濾過能を助ける。
1実施態様では、この金属塩基は、20m2g−1より大きい窒素表面積を有し、これらの物質は、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物の存在下にて、使用され得る。市販の金属塩基の例には、Wolfrasorp(商標)DSP(約40m2g−1の窒素BET全表面積、Lhoistから市販されている)またはPrecal(商標)72(これは、Schaeferから市販されている)が挙げられる。
あるいは、適切な水酸化カルシウムは、調製実施例P−1により、調製され得る。
(P−1)
容器にて固形物22重量%と脱イオン水78重量%とをブレンドすることにより、水酸化カルシウムスラリー1.5kgを調製する。この容器の内容物を、パドル攪拌機を使って、1時間撹拌する。次いで、このスラリーを粉砕工程にかけて、スラリーの粒径を小さくする。この粉砕は、このスラリー300gを4mmガラスビーズ(粉砕媒体)700gと共に粉砕フラスコに入れることにより、そして3時間または平均粒径が20μm未満になるまで製粉することにより、垂直ビードミルを使用して、実行される。
容器にて固形物22重量%と脱イオン水78重量%とをブレンドすることにより、水酸化カルシウムスラリー1.5kgを調製する。この容器の内容物を、パドル攪拌機を使って、1時間撹拌する。次いで、このスラリーを粉砕工程にかけて、スラリーの粒径を小さくする。この粉砕は、このスラリー300gを4mmガラスビーズ(粉砕媒体)700gと共に粉砕フラスコに入れることにより、そして3時間または平均粒径が20μm未満になるまで製粉することにより、垂直ビードミルを使用して、実行される。
(水性媒体)
この水性媒体には、水または他の不油溶性溶媒あるいはそれらのブレンドが挙げられる。この水/溶媒の凝固点を低下させるために、および/または塩基を溶解または分散させる際に水/溶媒を効果的にするために、水溶性有機物質または塩が加えられ得る。
この水性媒体には、水または他の不油溶性溶媒あるいはそれらのブレンドが挙げられる。この水/溶媒の凝固点を低下させるために、および/または塩基を溶解または分散させる際に水/溶媒を効果的にするために、水溶性有機物質または塩が加えられ得る。
使用される水は、任意の原料から引き出され得、これには、水道水、脱イオン水(<30マイクロシーメンス/cmの導電率まで脱イオン化された);脱塩され精製された回収水、グレイシップ(gray ship)水、海水またはそれらの混合物が挙げられる。
1実施態様では、この水性媒体には、油不溶性溶媒(例えば、1個〜5個の炭素原子を含有する一価アルコールまたは2個〜5個の炭素原子を含有する多価アルコール)、および25℃で1g/100mlのオイルの範囲までSAE30パラフィン油に溶解しない種々の他の溶媒が挙げられる。
一般に、この水性媒体および金属塩基は、スラリーの形状である。結果として、存在している水性媒体および金属塩基を合わせた全量は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0.01重量%〜40重量%、別の実施態様では、1重量%〜35重量%、別の実施態様では、5重量%〜30重量%、別の実施態様では、10重量%〜22重量%である。
一般に、このスラリーは、1実施態様では、15重量%より多い、別の実施態様では、20重量%より多い金属塩基の固形分含量を有し得る。存在している固形分含量の範囲の例には、16重量%〜40重量%または20重量%〜30重量%が挙げられる。
(2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物)
本発明は、必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する。1実施態様では、この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物が存在している。
本発明は、必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する。1実施態様では、この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物が存在している。
この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0重量%〜10重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜5重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜4重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜3重量%で、存在している。
この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物は、1実施態様では、2個〜12個のヒドロキシル基、別の実施態様では、2個〜10個のヒドロキシル基、別の実施態様では、2個〜8個のヒドロキシル基を含有する。
この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物には、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めて);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めて);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;スクロース;フルクトース;グルコース;シクロヘキサンジオール;エリスリトール;およびペンタエリスリトール(ジ−およびトリ−ペンタエリスリトールを含めて);またはそれらの混合物が挙げられる。1実施態様では、この2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物は、エチレングリコール、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、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたはそれらの混合物である。
(他の性能添加剤)
この乳濁液組成物は、必要に応じて、さらに、少なくとも1種の他の性能添加剤を含有する。これらの他の性能添加剤化合物には、金属不活性化剤、清浄剤、分散剤、極圧剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、腐食防止剤、発泡防止剤、解乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤またはそれらの混合物が挙げられる。1実施態様では、この乳濁液組成物は、さらに、清浄剤、分散剤またはそれらの混合物を含有する。
この乳濁液組成物は、必要に応じて、さらに、少なくとも1種の他の性能添加剤を含有する。これらの他の性能添加剤化合物には、金属不活性化剤、清浄剤、分散剤、極圧剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、腐食防止剤、発泡防止剤、解乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤またはそれらの混合物が挙げられる。1実施態様では、この乳濁液組成物は、さらに、清浄剤、分散剤またはそれらの混合物を含有する。
存在している他の性能添加剤化合物を合わせた全量は、オイルを含まない基準で、この乳濁液組成物の0重量%〜25重量%、1実施態様では、0.01重量%〜20重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜15重量%、さらに別の実施態様では、0.5重量%〜10重量%の範囲である。これらの他の性能添加剤の1種または2種が存在し得るものの、これらの他の性能添加剤は、互いに対して異なる量で存在することが通例である。
(分散剤)
必要に応じて、本発明は、さらに、分散剤を含有する。この分散剤は、公知であり、これには、無灰型分散剤が挙げられる。この無灰型分散剤は、比較的に高分子量の炭化水素鎖に結合された極性基により、特徴付けられる。典型的な無灰分散剤には、N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドが挙げられる。N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドの例には、350〜5000、1実施態様では、500〜3000の範囲のポリイソブチレン置換基の数平均分子量を有するポリイソブチレンスクシンイミドが挙げられる。スクシンイミド分散剤およびそれらの調製は、例えば、米国特許第4,234,435号で開示されている。スクシンイミド分散剤は、典型的には、ポリアミン(典型的には、ポリ(エチレンアミン))から形成されたイミドである。
必要に応じて、本発明は、さらに、分散剤を含有する。この分散剤は、公知であり、これには、無灰型分散剤が挙げられる。この無灰型分散剤は、比較的に高分子量の炭化水素鎖に結合された極性基により、特徴付けられる。典型的な無灰分散剤には、N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドが挙げられる。N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドの例には、350〜5000、1実施態様では、500〜3000の範囲のポリイソブチレン置換基の数平均分子量を有するポリイソブチレンスクシンイミドが挙げられる。スクシンイミド分散剤およびそれらの調製は、例えば、米国特許第4,234,435号で開示されている。スクシンイミド分散剤は、典型的には、ポリアミン(典型的には、ポリ(エチレンアミン))から形成されたイミドである。
1実施態様では、本発明は、さらに、350〜5000、1実施態様では、500〜3000の範囲の数平均分子量を有するポリイソブチレンスクシンイミドから誘導された少なくとも1種の分散剤を含有する。このポリイソブチレンスクシンイミドは、単独で、または他の分散剤と併用して、使用され得る。
1実施態様では、本発明は、さらに、ポリイソブチレン、アミンおよび酸化亜鉛から誘導されて亜鉛とのポリイソブチレンスクシンイミド錯体を形成する少なくとも1種の分散剤を含有する。この亜鉛とのポリイソブチレンスクシンイミド錯体は、単独で、または併用して、使用され得る。
他の種類の無灰分散剤には、マンニッヒ塩基がある。マンニッヒ分散剤は、アルキルフェノールとアルデヒド(特に、ホルムアルデヒド)およびアミン(特に、ポリアルキレンポリアミン)との反応生成物である。そのアルキル基は、典型的には、少なくとも30個の炭素原子を含有する。
この分散剤はまた、種々の試薬のいずれかとの反応により、通常の方法によって、後処理され得る。これらのうちで、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアジアゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換無水コハク酸、無水マレイン酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物、およびリン化合物がある。
本発明の1実施態様では、この分散剤は、種々の試薬を使用してホウ酸塩化され、これらの試薬は、種々の形状のホウ酸(メタホウ酸、HBO2、オルトホウ酸、H3BO3、およびテトラホウ酸、H2B4O7を含めて)、酸化ホウ素、三酸化ホウ素、およびホウ酸アルキルからなる群から選択される。1実施態様では、このホウ酸塩化剤は、ホウ酸であり、これは、単独で、または他のホウ酸塩化剤と併用して、使用され得る。
このホウ酸塩化分散剤は、ホウ素化合物とN−置換長鎖アルケニルスクシンイミドとをブレンドすることにより、それらを適切な温度(典型的には、80℃〜250℃、1実施態様では、90℃〜230℃、別の実施態様では、100℃〜210℃)で、所望の反応が起こるまで加熱することにより、調製され得る。これらのホウ素化合物とN−置換長鎖アルケニルスクシンイミドとのモル比は、典型的には、10:1〜1:4、1実施態様では、4:1〜1:3、別の実施態様では、1:2である。この反応を実行する際に、不活性液体が使用され得る。この液体には、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジメチルホルムアミドおよびそれらの混合物が挙げられ得る。
この分散剤は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0重量%〜10重量%、別の実施態様では、0.01重量%〜5重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜3.5重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜3重量%で、存在している。
(清浄剤)
本発明は、必要に応じて、清浄剤を含有する。この清浄剤は、公知であり、これには、アルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属と、1種またはそれ以上のヒドロカルビルスルホン酸、サリキサレン(サリキサレートを調製するのに使用される有機基質)、カルボン酸、リン含有酸、モノ−および/またはジ−チオリン酸、アルキルフェノール、イオウカップリングアルキルフェノール化合物、サリキサレート、サリゲニン、スルホネート、フェネート、イオウ含有フェネートまたはそれらの混合物との中性またはオーバーベース化されたニュートン性または非ニュートン性の塩基性塩が挙げられる。通例使用される金属には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムまたはそれらの混合物が挙げられる。最も一般的に使用される金属には、ナトリウム、マグネシウム、カルシウムまたはそれらの混合物が挙げられる。清浄剤(特に、オーバーベース化清浄剤)およびそれらの調製は、米国特許第3,629,109号で開示されている。
本発明は、必要に応じて、清浄剤を含有する。この清浄剤は、公知であり、これには、アルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属と、1種またはそれ以上のヒドロカルビルスルホン酸、サリキサレン(サリキサレートを調製するのに使用される有機基質)、カルボン酸、リン含有酸、モノ−および/またはジ−チオリン酸、アルキルフェノール、イオウカップリングアルキルフェノール化合物、サリキサレート、サリゲニン、スルホネート、フェネート、イオウ含有フェネートまたはそれらの混合物との中性またはオーバーベース化されたニュートン性または非ニュートン性の塩基性塩が挙げられる。通例使用される金属には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムまたはそれらの混合物が挙げられる。最も一般的に使用される金属には、ナトリウム、マグネシウム、カルシウムまたはそれらの混合物が挙げられる。清浄剤(特に、オーバーベース化清浄剤)およびそれらの調製は、米国特許第3,629,109号で開示されている。
この清浄剤は、1実施態様では、この乳濁液組成物の0重量%〜10重量%、別の実施態様では、0.05重量%〜9重量%、別の実施態様では、0.1重量%〜8重量%、別の実施態様では、0.5重量%〜7重量%、別の実施態様では、1重量%〜6重量%で存在している。
他の性能添加剤(例えば、腐食防止剤であって、これには、オクチルアミンオクタノエート、ドデセニルコハク酸またはその無水物および脂肪酸(例えば、オレイン酸)とポリアミンとの縮合生成物が挙げられる;金属不活性化剤であって、これには、ベンゾトリアゾール、1,2,4−トリアゾール、ベンゾイミダゾール、2−アルキルジチオベンゾイミダゾールまたは2−アルキルジチオベンゾトリアゾールの誘導体が挙げられる;消泡剤であって、これには、アクリル酸エチルとアクリル酸2−エチルヘキシルおよび必要に応じて酢酸ビニルとの共重合体が挙げられる;酸化防止剤には、ジフェニルアミン、ヒンダードフェノール、ジチオカルバミン酸モリブデンまたは硫化オレフィンが挙げられる;極圧剤であって、これには、アルキルおよびジアルキルリン酸のアミン塩または金属塩が挙げられる;解乳化剤であって、これには、リン酸トリアルキル、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、および(エチレンオキシド−プロピレンオキシド)重合体が挙げられる;流動点降下剤であって、これには、無水マレイン酸−スチレンのエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレートまたはポリアクリルアミドが挙げられる;摩擦調整剤であって、これには、脂肪酸誘導体(例えば、アミン、エステル、エポキシド、脂肪イミダゾリン、カルボン酸とポリアルキレン−ポリアミンとの縮合生成物、およびアルキルリン酸のアミン塩が挙げられる)もまた、本発明の組成物で使用され得る。
(方法)
本発明は、さらに、以下を含有する乳濁液組成物を調製する方法を提供する:
(1)水性媒体中にて金属塩基を混合して、スラリーおよび必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を形成する工程;
(2)工程(1)のスラリーに油溶性不活性媒体を加えて、乳濁液を形成する工程;および
(3)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤を加える工程であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
本発明は、さらに、以下を含有する乳濁液組成物を調製する方法を提供する:
(1)水性媒体中にて金属塩基を混合して、スラリーおよび必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を形成する工程;
(2)工程(1)のスラリーに油溶性不活性媒体を加えて、乳濁液を形成する工程;および
(3)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤を加える工程であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
1実施態様では、本発明は、以下を含有する乳濁液組成物を調製する方法を提供する:
(1)水性媒体中にて金属塩基を混合して、スラリーおよび2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を形成する工程;
(2)工程(1)のスラリーに油溶性不活性媒体を加えて、乳濁液を形成する工程;および
(3)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤を加える工程であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
(1)水性媒体中にて金属塩基を混合して、スラリーおよび2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を形成する工程;
(2)工程(1)のスラリーに油溶性不活性媒体を加えて、乳濁液を形成する工程;および
(3)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤を加える工程であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである。
工程(1)〜(3)について、この方法を実行する温度は、1実施態様では、15℃〜130℃、別の実施態様では、20℃〜120℃、別の実施態様では、25℃〜110℃である。この方法は、1実施態様では、30秒間〜48時間、別の実施態様では、2分間〜24時間、別の実施態様では、5分間〜16時間の時間にわたって、実行される。この方法は、1実施態様では、86.4kPa〜266kPa(650mmHg〜2000mmHg)、別の実施態様では、91.8kPa〜200kPa(690mmHg〜1500mmHg)、別の実施態様では、95.1kPa〜133kPa(715mmHg〜1000mmHg)の圧力で、実行される。
この方法は、必要に応じて、上記のような他の性能添加剤を混合する工程を包含する。この任意の性能添加剤は、工程(2)および/または工程(3)とは別々に、順次加えられ得る。1実施態様では、この方法は、濃縮物としての乳濁液組成物を提供する。
(工業用途)
本発明の組成物は、内燃機関(例えば、ディーゼル燃料機関、ガソリン燃料機関、天然ガス燃料機関または混合したガソリン/アルコール燃料機関)における清浄剤として、有用である。
本発明の組成物は、内燃機関(例えば、ディーゼル燃料機関、ガソリン燃料機関、天然ガス燃料機関または混合したガソリン/アルコール燃料機関)における清浄剤として、有用である。
本発明の1実施態様では、内燃機関を潤滑させる方法を提供し、該方法は、そこに、本明細書中で記述した乳濁液組成物を含有する潤滑剤を供給する工程を包含する。本発明は、2−ストロークまたは4−ストローク船舶ディーゼルエンジン(特に、2−ストロークエンジン)のような内燃機関に適切である。内燃機関における乳濁液組成物の使用は、清浄性、伸展性、腐食摩耗耐性および改良された濾過能の1つまたはそれ以上の特性を与え得る。
以下の実施例は、本発明を例示する。これらの実施例は、全てを網羅するものではなく、本発明の範囲を限定するとは解釈されない。
(実施例1〜16ならびに参考例1および2)
表1で示した固形分含量を有する石灰乳;ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤乳化剤1.2重量%;消泡剤0.01重量%;分散剤0.5重量%;およびオーバーベース化および中性清浄剤の混合物3.8重量%、必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物(これは、表1で示したように、1重量%または2重量%で存在している)をブレンドすることにより、乳濁液組成物を調製する;この乳濁液組成物の残量は、潤滑粘性のあるオイルである。
表1で示した固形分含量を有する石灰乳;ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤乳化剤1.2重量%;消泡剤0.01重量%;分散剤0.5重量%;およびオーバーベース化および中性清浄剤の混合物3.8重量%、必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物(これは、表1で示したように、1重量%または2重量%で存在している)をブレンドすることにより、乳濁液組成物を調製する;この乳濁液組成物の残量は、潤滑粘性のあるオイルである。
参考例3(REF3)は、調合物を2週間保存したこと以外は、参考例1と同じである。
(試験1:伸展性)
AMB310H(商標)水分分析器(これは、LabPlantから市販されている)を使用して、試料小滴の伸展性を測定した。その実験手順は、この水分分析器に試料パン(これは、鋳鉄から構成される)を置く工程、次いで、ハロゲンランプを使用して150℃または250℃まで加熱する前に蓋を閉じる工程、および温度が平衡化するまで保持する工程を包含する。次いで、試料1滴を、この試料パンの1cm上から滴下し、そして小滴を伸展させた。この小滴の伸展が止まったとき、覆われた面積を測定した。典型的には、伸展面積が高い試料は、良好な結果が得られる。得られた結果は、以下であった:
AMB310H(商標)水分分析器(これは、LabPlantから市販されている)を使用して、試料小滴の伸展性を測定した。その実験手順は、この水分分析器に試料パン(これは、鋳鉄から構成される)を置く工程、次いで、ハロゲンランプを使用して150℃または250℃まで加熱する前に蓋を閉じる工程、および温度が平衡化するまで保持する工程を包含する。次いで、試料1滴を、この試料パンの1cm上から滴下し、そして小滴を伸展させた。この小滴の伸展が止まったとき、覆われた面積を測定した。典型的には、伸展面積が高い試料は、良好な結果が得られる。得られた結果は、以下であった:
(試験2:Bolnesエンジン試験)
Bolnesエンジン試験は、ターボチャージャー付きの3気筒2ストローク低速船舶ディーゼルエンジンである。このBolnesエンジン試験により、72時間にわたって、3つの異なるシリンダー油を同時に試験することが可能となる。この試験において、いくつかのパラメータを評価/測定した。最も重要なものは、清浄性の評点、ピストンリングの摩耗、シリンダーライナーの摩耗およびシリンダー排出試料の分析である。ピストンリングの溝、ランドおよびスカート、ならびにスカベンジングポートの詰まりを、清浄性について評価する。これらのリングの重量損失を、ピストンリングの摩耗の尺度として、記録する。これらのシリンダーの排出試料を、TBN、およびICP/AES(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)について、分析する。
Bolnesエンジン試験は、ターボチャージャー付きの3気筒2ストローク低速船舶ディーゼルエンジンである。このBolnesエンジン試験により、72時間にわたって、3つの異なるシリンダー油を同時に試験することが可能となる。この試験において、いくつかのパラメータを評価/測定した。最も重要なものは、清浄性の評点、ピストンリングの摩耗、シリンダーライナーの摩耗およびシリンダー排出試料の分析である。ピストンリングの溝、ランドおよびスカート、ならびにスカベンジングポートの詰まりを、清浄性について評価する。これらのリングの重量損失を、ピストンリングの摩耗の尺度として、記録する。これらのシリンダーの排出試料を、TBN、およびICP/AES(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)について、分析する。
実施例REF1およびEX1を、それぞれ、シリンダー1および2において実行し、これらのシリンダー試料に通す前に、45ミクロンの焼結ボールフィルターに通した。REF1およびEX1について得られた結果は、以下であった:
(試験3:フィルターの詰まり)
「Total Sediment in Residual Fuel Oils and Distillate Blends Vacuum Filter Rig」(これは、装置業者であるSetaCleanから市販されている)を使用して、濾過した試料の割合および試料の流速を測定することにより、フィルターの詰まりを決定した。この実験手順は、較正した測定シリンダーにおよそ100mlの実施例を加える工程を包含していた。その乳濁液を、濾過リグ上の試料カップにゆっくりと加えて、濾過膜の上に30秒間そのままにした後、45kPaの真空を適用した。この乳濁液が完全に濾過する時間を記録し、1分あたりのミリリットルの尺度として再計算し、そして濾過した乳濁液の量を記録した。典型的には、濾過速度が速い試料について、良好な結果が得られる。得られた結果は、以下であった:
「Total Sediment in Residual Fuel Oils and Distillate Blends Vacuum Filter Rig」(これは、装置業者であるSetaCleanから市販されている)を使用して、濾過した試料の割合および試料の流速を測定することにより、フィルターの詰まりを決定した。この実験手順は、較正した測定シリンダーにおよそ100mlの実施例を加える工程を包含していた。その乳濁液を、濾過リグ上の試料カップにゆっくりと加えて、濾過膜の上に30秒間そのままにした後、45kPaの真空を適用した。この乳濁液が完全に濾過する時間を記録し、1分あたりのミリリットルの尺度として再計算し、そして濾過した乳濁液の量を記録した。典型的には、濾過速度が速い試料について、良好な結果が得られる。得られた結果は、以下であった:
(試験4:Bohlinレオメーター試験)
Bohlinレオメーター(これは、Gemini(商標)の商品名で販売されており、プレート間測定構造を備え付けている)を使用して、脱水中におけるCa(OH)2懸濁液の流体力学的特性を測定する。このCa(OH)2懸濁液を脱水セルに装填し、多孔性底板に真空を適用することにより、この懸濁液を排出させる。全ての測定について、約60kPaの圧力差を使用して、再現可能な脱水条件を得る。時間に対して、各Ca(OH)2の弾性または保存弾性率G`を記録する。測定している構造の上板を、この測定の全過程中にて、この試料の表面と接触したままにする。表5で提示された結果は、3回の測定の平均に基づいている。一般に、濾過ケーキの形成前の時間が長い試料について、良好な結果が得られる。
Bohlinレオメーター(これは、Gemini(商標)の商品名で販売されており、プレート間測定構造を備え付けている)を使用して、脱水中におけるCa(OH)2懸濁液の流体力学的特性を測定する。このCa(OH)2懸濁液を脱水セルに装填し、多孔性底板に真空を適用することにより、この懸濁液を排出させる。全ての測定について、約60kPaの圧力差を使用して、再現可能な脱水条件を得る。時間に対して、各Ca(OH)2の弾性または保存弾性率G`を記録する。測定している構造の上板を、この測定の全過程中にて、この試料の表面と接触したままにする。表5で提示された結果は、3回の測定の平均に基づいている。一般に、濾過ケーキの形成前の時間が長い試料について、良好な結果が得られる。
要約すると、この乳濁液組成物は清浄性、伸展性、腐食摩耗耐性および改良された濾過能の少なくとも1つの特性を有する。
本発明を説明しているものの、それらの種々の変更は、本明細書を読めば、当業者に明らかなことが理解できるはずである。従って、本明細書中で開示の発明は、添付の請求の範囲に入るこれらの変更を含むべく意図されていることが理解できるはずである。
上で引用した各文献の内容は、本明細書中で参考として援用されている。実施例を除いて、他に明らかに指示がなければ、物質の量を特定している本記述の全ての数値量、反応条件、分子量、炭素原子数などは、「約」という用語により修飾されることが分かる。他に指示がなければ、本明細書中で言及した各化学物質または組成物は、その異性体、副生成物、誘導体、および市販等級の物質中に存在すると通常考えられているような他のこのような物質を含有し得る、市販等級の物質であると解釈されるべきである。しかしながら、各化学成分の量は、他に指示がなければ、市販等級の物質に通例存在し得る溶媒または希釈油を除いて、提示されている。本明細書中で示した上限および下限の量、範囲および比は、別個に組み合わされ得ることが分かる。同様に、本発明の各要素の範囲および量は、他の要素のいずれかの範囲または量と併用され得る。本明細書中で使用する「本質的になる」との表現には、問題の組成物の基本的で新規な特性に著しく影響を与えない物質が含まれていてもよい。本明細書中で使用するように、属(またはリスト)のいずれかの要素は、請求項から除外される場合がある。
Claims (16)
- 以下を含有する、乳濁液組成物:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)油溶性不活性媒体;および
(ii)油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;および
(iii)必要に応じて、2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである、
乳濁液組成物。 - 前記油溶性不活性媒体が、潤滑粘性のあるオイルである、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記潤滑粘性のあるオイルが、30〜50のSAE等級を有する、請求項3に記載の乳濁液組成物。
- 前記乳化剤が、炭化水素潤滑剤溶解性ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤である、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記乳化剤が、ヒドロカルビル置換コハク酸または無水物である、請求項4に記載の乳濁液組成物。
- 前記乳化剤が、1〜8のHLBを有する、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記金属塩基が、2m2g−1〜10m2g−1の全表面積を有する、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記金属塩基の該金属が、カルシウムである、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記金属塩基が、酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムである、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- さらに、前記2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物を含有する、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 前記2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物が、2個〜8個のヒドロキシル基を有する、請求項10に記載の乳濁液組成物。
- 前記2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物が、エチレングリコール、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、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたはそれらの混合物である、請求項11に記載の乳濁液組成物。
- さらに、清浄剤、分散剤またはそれらの混合物を含有する、請求項1に記載の乳濁液組成物。
- 以下を含有する、乳濁液組成物:
(a)以下を含有する、第一相:
(i)50重量%〜97重量%の油溶性不活性媒体;および
(ii)0.05重量%〜10重量%の油中水形乳濁液を形成できる乳化剤;および
(b)以下を含有する、第二相:
(i)金属塩基;
(ii)水性媒体;
(iii)0.05重量%〜5重量%の2個またはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物;および
(iv)0.5重量%〜10重量%の少なくとも1種の他の性能添加剤であって、ここで、該塩基は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩;またはそれらの組み合わせの形状である;そして、ここで、該乳濁液組成物は、周囲温度で、45kPaの真空を適用して実行した濾過能試験において、8ml/分を超える45μmフィルターを通る流速を有する;ここで、該フィルターは、5cmの直径および約45μmのメッシュサイズを有する;そして、ここで、該油溶性不活性媒体は、該濾過試験において、SAE50基油の潤滑粘性のあるオイルである、
乳濁液組成物。 - 内燃機関を潤滑させる方法であって、そこに、請求項1に記載の前記乳濁液組成物を含有する潤滑剤を供給する工程を包含する、方法。
- 前記内燃機関が、2−ストロークまたは4−ストローク船舶ディーゼルエンジンである、請求項15に記載の方法。
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