JP2009536685A - ポリマーおよび耐摩耗剤を含有する潤滑組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)潤滑粘度の油と、
(b)次式の()w内に表されるペンダント基を有する式(I)のポリマー
BBは、ポリマー主鎖であり、
Xは、(i)少なくとも1個の炭素と少なくとも1個の酸素もしくは窒素原子とを含むか、(ii)少なくとも1つのアシル化剤を含むか、または(iii)約1〜約5個の炭素原子(通常は−CH2−)を有するアルキレン基であるかのいずれかの官能基であり、ポリマー主鎖と、()y内に含まれる分枝状ヒドロカルビル基とを連結しており、
wは、ポリマー主鎖に結合している、約1〜約2000、約1〜約500、または約5〜約250の範囲のペンダント基の数であり、
yは、0、1、2、または3であり、但し、少なくとも1モル%のペンダント基においてyはゼロでなく、そして、但しyが0であるとき、Xは、Xの原子価を満たすのに十分な様式で末端基に結合しており、末端基は、水素、アルキル、アリール、金属(通常はエステル反応液を中和する際に生成する。適切な金属には、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、ナトリウム、カリウム、またはリチウムが含まれる)、またはアンモニウムカチオン、およびこれらの混合物から選択され、
pは、約1〜約15(または約1〜約8または約1〜約4)の範囲の整数であり、
R’およびR”は、それぞれ独立に、鎖状または分枝状のヒドロカルビル基であり、R’およびR”上に存在する炭素原子を合わせた総数は、少なくとも約12(または少なくとも約16または少なくとも約18または少なくとも約20)である]と、
(c)耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物を提供するが、但し、耐摩耗剤が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン、およびジチオカルバミン酸モリブデンからなる群から選択されるとき、ポリマーは、分枝状ヒドロカルビル基の約70%以下が()y内に表すR’およびR”の両方で鎖状の基を含むポリ(メタ)アクリラート以外のものである。
(a)潤滑粘度の油と、
(b)上の式(I)で規定したようなポリマーと、
(c)(i)非イオン性の(チオ)リン化合物、
(ii)(チオ)リン化合物のアミン塩、
(iii)(チオ)リン化合物のアンモニウム塩、
(iv)(チオ)リン化合物の一価の金属塩、または
(v)(i)、(ii)、(iii)、もしくは(iv)の混合物
のうちの少なくとも1種を含む耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物を提供する。
(a)潤滑粘度の油と、
(b)上の式(I)で規定したようなポリマーと、
(c)無灰耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物を提供する。
(a)潤滑粘度の油と、
(b)Xが、(i)少なくとも1個の炭素と少なくとも1個の酸素もしくは窒素原子とを含む官能基であり、または(ii)少なくとも1つのアシル化剤を含む官能基である、上の式(I)で規定したようなポリマーと、
(c)耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物を提供するが、但し、耐摩耗剤が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン、およびジチオカルバミン酸モリブデンからなる群から選択されるとき、ポリマーは、分枝状ヒドロカルビル基の70%以下が()y内に表すR’およびR”の両方で鎖状の基を含むポリ(メタ)アクリラート以外のものである。
耐摩耗剤には、灰含有系(すなわち、金属を含有する)または無灰系(すなわち、(他の成分と混合される前に)金属を含有しない)が含まれる。
ポリマーの調製方法は、指定の発明者であるVisger、Baum、Grisso、Baker、およびJamesによって同じ日に出願された同時係属出願に、より詳細に記載されている。
F=4U+Y
[式中、Fは立体障害係数であり、UおよびYは、側鎖中の、主鎖から数えてそれぞれ6位および7位の総原子数を表す]によって規定される立体障害係数Fを有する。立体障害係数をどのように算出するかについてのより詳細な論述は、米国特許第6746993号、10カラム3行目から11カラム3行目に示されている。
1)C15〜16ポリメチレン基を含むアルキル基、たとえば、1−C1〜15アルキル−ヘキサデシル基(たとえば1−オクチルヘキサデシル)や、2−アルキル−オクタデシル基(たとえば、2−エチルオクタデシル、2−テトラデシル−オクタデシル、および2−ヘキサデシルオクタデシル)、
2)C13〜14ポリメチレン基を含むアルキル基、たとえば、1−C1〜15アルキル−テトラデシル基(たとえば、1−ヘキシルテトラデシル、1−デシルテトラデシル、および1−ウンデシルトリデシル)や、2−C1〜15アルキル−ヘキサデシル基(たとえば、2−エチル−ヘキサデシルおよび2−ドデシルヘキサデシル)、
3)C10〜12ポリメチレン基を含むアルキル基、たとえば、1−C1〜15アルキル−ドデシル基(たとえば1−オクチルドデシル)、2−C1〜15アルキル−ドデシル基(2−ヘキシルドデシルおよび2−オクチルドデシル)、2−C1〜15アルキル−テトラデシル基(たとえば、2−ヘキシルテトラデシルおよび2−デシルテトラデシル)、
4)C6〜9ポリメチレン基を含むアルキル基、たとえば、2−C1〜15アルキル−デシル基(たとえば、2−オクチルデシルおよび2,4−ジ−C1〜15アルキル−デシル基(たとえば2−エチル−4−ブチル−デシル基)、
5)C1〜5ポリメチレン基を含むアルキル基、たとえば、2−(3−メチルヘキシル)−7−メチル−デシルおよび2−(1,4,4−トリメチルブチル)−5,7,7−トリメチル−オクチル基、ならびに
6)たとえばプロピレンオリゴマー(六量体から十一量体)、エチレン/プロピレン(モル比約16:1〜1:11)オリゴマー、i−ブテンオリゴマー(五量体から八量体)、C5〜17αオレフィンオリゴマー(二量体から六量体)に対応するオキソアルコールのアルキル残基など、2種以上の分枝状アルキル基の混合物。
ペンダント基を有するポリマーは、ポリマー主鎖(上式のBB)を有し、変動要素BBは通常、炭素鎖のみを含む。カルボン酸基、アミン、アミド、イミドなど、一般にポリマー主鎖に結合している他の官能基は、ペンダント基の一部とみなす。
Qは、水素またはメチルであり、一実施形態では、Qはメチルであり、
Zは、N−H基またはO(酸素)であり、
各R2は、それぞれ独立に、水素、または約1〜約8個または約1〜約4個の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、
各R3は、それぞれ独立に、水素、または1〜2個の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、一実施形態では、各R3は水素であり、
gは、約1〜約6または約1〜約3の範囲の整数である]。
一実施形態では、アミンには、ヒドロキシアルキルアミンなどのヒドロキシ置換されたヒドロカルビルアミンが含まれる。適切なヒドロキシ置換されたヒドロカルビルアミンの例には、アミノエチルエタノールアミン、アミノプロピルエタノールアミン、アミノブチルエタノールアミン、またはこれらの混合物が含まれる。
潤滑組成物は、潤滑粘度の油を含む。そのような油には、天然および合成の油;水素化分解、水素化、および水素化精製から得られる油;未精製、精製、および再精製油、およびこれらの混合物が含まれる。
潤滑剤組成物は、場合により他の性能添加剤を含む。他の性能添加剤は、金属不活性化剤、従来の清浄剤(当業界で知られている従来の方法によって調製した清浄剤)、分散剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、腐食防止剤、分散剤粘度調整剤、極圧剤、耐スカッフィング剤、酸化防止剤、抑泡剤、抗乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、およびこれらの混合物の少なくとも1種を含む。通常、十分に調合された潤滑油は、これらの性能添加剤の1種または複数を含有する。
分散剤は、潤滑油組成物中に混合する前に、灰を生成する金属を含有せず、潤滑剤およびポリマー分散剤に加えたとき、通常は灰を生成するいかなる金属も与えないことから、無灰型分散剤として知られている。無灰型分散剤は、比較的高分子量の炭化水素鎖に結合している極性基を特徴とする。典型的な無灰分散剤としては、N置換された長鎖アルケニルスクシンイミドが挙げられる。N置換された長鎖アルケニルスクシンイミドの例には、ポリイソブチレン置換基の数平均分子量が約350〜約5000または約500〜約3000の範囲にあるポリイソブチレンスクシンイミドが含まれる。
潤滑剤組成物は、場合により既知の中性または過塩基性清浄剤、すなわち、当業界で知られている従来の方法によって調製される清浄剤をさらに含む。適切な清浄剤基質には、フェナート、硫黄含有フェナート、スルホナート、サリキサラート(salixarate)、サリチラート、カルボン酸、リン酸、アルキルフェノール、硫黄結合型アルキルフェノール化合物、またはサリゲニンが含まれる。
酸化防止剤化合物は、知られており、硫化オレフィン、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、およびこれらの混合物がこれに含まれる。酸化防止剤化合物は、単独で使用しても、組み合わせて使用してもよい。
本発明のポリマー以外の粘度調整剤には、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンコポリマー、水素添加されたスチレン−イソプレンポリマー、水素添加されたジエンポリマー、ポリアルキルスチレン、ポリオレフィン、ポリ(メタ)アクリル酸アルキル、および無水マレイン酸−スチレンコポリマーのエステル、またはこれらの混合物が含まれる。一実施形態では、ポリマー増粘剤は、ポリ(メタ)アクリラートである。
潤滑剤組成物は、一実施形態では、耐スカッフィング剤を含有する。アブレシブ摩耗を軽減すると考えられる耐スカッフィング剤化合物は、多くの場合、硫黄含有化合物である。通常、硫黄含有化合物には、硫化されたオレフィン、有機スルフィド、およびポリスルフィド、たとえば、ジベンジルジスルフィド、ビス−(クロロベンジル)ジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド、ジ−t−ブチルポリスルフィド、硫化されたオレイン酸メチルエステル、硫化されたアルキルフェノール、硫化されたジペンテン、硫化されたテルペン、硫化されたDiels−Alder付加体、ジチオカルバミン酸アルキルスルフェニルN’N−ジアルキル、ポリアミンと多塩基酸エステルとの反応生成物、2,3−ジブロモプロポキシイソ酪酸のクロロブチルエステル、ジアルキルジチオカルバミン酸のアセトキシメチルエステル、キサントゲン酸のアシルオキシアルキルエーテル、およびこれらの混合物が含まれる。
油溶性の極圧(EP)剤には、硫黄含有およびクロロスルホ含有EP剤、クロル化炭化水素EP剤、およびリンEP剤が含まれる。そのようなEP剤の例には、クロル化されたロウ;硫化されたオレフィン(硫化されたイソブチレンなど);有機スルフィドおよびポリスルフィド、たとえば、ジベンジルジスルフィド、ビス−(クロロベンジル)ジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド;硫化されたオレイン酸メチルエステル、硫化されたアルキルフェノール、硫化されたジペンテン、硫化されたテルペン、および硫化されたDiels−Alder付加体;リン化硫化された(phosphosulphurised)炭化水素、たとえば、硫化リンとテルペンチンまたはオレイン酸メチルの反応生成物;亜リン酸エステル、たとえば、二炭化水素および三炭化水素の亜リン酸エステル、たとえば、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジヘプチル、亜リン酸ジシクロヘキシル、亜リン酸ペンチルフェニル、亜リン酸ジペンチルフェニル、亜リン酸トリデシル、亜リン酸ジステアリル、およびポリプロピレン置換された亜リン酸フェノール;金属チオカルバミン酸塩、たとえば、ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛およびバリウムヘプチルフェノール二酸;アルキルおよびジアルキルリン酸または誘導体のアミン塩(たとえば、ジアルキルジチオリン酸をプロピレンオキシドと反応させ、その後さらにP2O5と反応させた生成物のアミン塩が含まれる);ならびにこれらの混合物(US3197405に記載のとおり)が含まれる。
機械的装置には、ギヤボックス、自動もしくは手動変速機、差動装置、油圧系、または内燃機関が含まれる。
Claims (20)
- (a)潤滑粘度の油と、
(b)次式の()w内に表されるペンダント基を有する式(I)のポリマー
BBは、ポリマー主鎖であり、
Xは、(i)少なくとも1個の炭素と少なくとも1個の酸素もしくは窒素原子とを含むか、(ii)少なくとも1つのアシル化剤を含むか、または(iii)約1〜約5個の炭素原子を有するアルキレン基であるかのいずれかの官能基であり、該ポリマー主鎖と()y内に含まれる分枝状ヒドロカルビル基とを連結しており、
wは、該ポリマー主鎖に結合している、約1〜約2000の範囲のペンダント基の数であり、
yは、0、1、2、または3であり、但し、少なくとも1モル%のペンダント基においてyはゼロでなく、そして、但しyが0であるとき、Xは、Xの原子価を満たすのに十分な様式で末端基に結合しており、該末端基は、水素、アルキル、アリール、金属カチオン、またはアンモニウムカチオン、およびこれらの混合物から選択され、
pは、約1〜約15の範囲の整数であり、
R’およびR”は、それぞれ独立に、鎖状または分枝状のヒドロカルビル基であり、そしてR’およびR”上に存在する炭素原子を合わせた総数は、少なくとも約12である]と、
(c)耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物であって、但し、耐摩耗剤が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン、およびジチオカルバミン酸モリブデンからなる群から選択されるとき、該ポリマーは、分枝状ヒドロカルビル基の70%以下が()y内に表すR’およびR”の両方で鎖状の基を含むポリ(メタ)アクリラート以外のものである、潤滑組成物。 - 耐摩耗剤が、
(i)非イオン性(チオ)リン化合物、
(ii)(チオ)リン化合物のアミン塩、
(iii)(チオ)リン化合物のアンモニウム塩、
(iv)(チオ)リン化合物の一価の金属塩、または
(v)(i)、(ii)、(iii)、もしくは(iv)の混合物
のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の潤滑組成物。 - 前記耐摩耗剤が(チオ)リン化合物のアミン塩を含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記耐摩耗剤が無灰である、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記耐摩耗剤が、前記潤滑組成物の約0.05重量%〜約10重量%で存在する、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 分散剤、酸化防止剤、またはこれらの混合物の少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記ポリマー主鎖が、(a)(i)ビニル芳香族モノマーと(ii)カルボン酸モノマーもしくはその誘導体とを含むモノマーから誘導されるポリマー、(b)ポリ(メタ)アクリラート、(c)官能性ポリオレフィン、(d)エチレン酢酸ビニル、(e)フマル酸コポリマー、(f)(i)αオレフィンと(ii)カルボン酸モノマーもしくはその誘導体から誘導されるコポリマー、または(g)これらの混合物の少なくとも1つを含み、誘導される請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記官能性ポリオレフィンが、不飽和カルボン酸モノマーでグラフト化されている、請求項7に記載の潤滑組成物。
- 前記カルボン酸モノマーが、酸もしくは無水物、または完全にエステル化されたその誘導体、部分的にエステル化されたその誘導体、またはこれらの混合物を含む、請求項7に記載の潤滑組成物。
- 前記ポリマーが、(i)ビニル芳香族モノマーと(ii)カルボン酸モノマーとを含むモノマーから誘導され、エステル化されたスチレン−無水マレイン酸コポリマーを含み、コポリマーの無水物単位が、分枝状アルキルペンダント基を有するアルコールでその後エステル化される、請求項7に記載の潤滑組成物。
- 前記ポリマーが窒素含有基をさらに含む、請求項7に記載の潤滑組成物。
- 前記窒素含有基が、官能性ポリマー主鎖と反応し得る窒素含有化合物から誘導される、請求項11に記載の潤滑組成物。
- 前記窒素含有化合物が窒素含有モノマーから誘導される、請求項11に記載の潤滑組成物。
- 前記ポリマーがポリ(メタ)アクリラートであり、()y内の基の90%超〜約100%が分枝状ヒドロカルビル基である、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記潤滑剤の粘度指数および抗摩耗性能を制御する方法であって、該潤滑剤に請求項1に記載の潤滑組成物を供給することを含む方法。
- 前記潤滑剤が、油圧作動油、ギヤ油、車軸油、駆動軸油、トラクション油、手動変速機油、または自動変速機油の少なくとも1種に適するものである、請求項15に記載の方法。
- 油圧作動油、手動変速機油、または自動変速機油の少なくとも1種において、前記ポリマーが約0.1重量%〜約15重量%で存在する、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記潤滑剤がギヤ油に適するものである、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記ポリマーが、ギヤ油中に前記潤滑組成物の約10重量%〜約85重量%で存在する、請求項1に記載の潤滑組成物。
- (a)潤滑粘度の油と、
(b)次式の()w内に表されるペンダント基を有する式(I)のポリマー
BBは、ポリマー主鎖であり、
Xは、(i)少なくとも1個の炭素と少なくとも1個の酸素もしくは窒素原子とを含むか、または(ii)少なくとも1つのアシル化剤を含むかいずれかの官能基であり、
wは、ポリマー主鎖に結合している、約1〜約2000の範囲のペンダント基の数であり、
yは、0、1、2、または3であり、但し、少なくとも1モル%のペンダント基においてyはゼロでなく、そして、但しyが0であるとき、Xは、Xの原子価を満たすのに十分な様式で末端基に結合しており、該末端基は、水素、アルキル、アリール、金属カチオン、またはアンモニウムカチオン、およびこれらの混合物から選択され、
pは、約1〜約15の範囲の整数であり、
R’およびR”は、それぞれ独立に、鎖状または分枝状のヒドロカルビル基であり、そしてR’およびR”上に存在する炭素原子を合わせた総数は、少なくとも約12である]と、
(c)耐摩耗剤と
を含む潤滑組成物であって、但し、該耐摩耗剤が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン、およびジチオカルバミン酸モリブデンからなる群から選択されるとき、該ポリマーは、分枝状ヒドロカルビル基の70%以下が()y内に表すR’およびR”の両方で鎖状の基を含むポリ(メタ)アクリラート以外のものである、潤滑組成物。
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