JP2010521556A - 添加濃縮物および変速機を潤滑する方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、摩擦調整剤、腐食防止剤、および潤滑粘度油を含む添加濃縮物に関するものである。本発明はさらに、添加濃縮物を使用して変速機を潤滑する方法を提供する。一実施形態において、本発明は:(a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;を含む添加濃縮物を提供する。

Description

本発明は、摩擦調整剤、腐食防止剤、および潤滑粘度油を含む添加濃縮物に関するものである。本発明はさらに、添加濃縮物を使用して変速機を潤滑する方法を提供する。
動力伝達経路の変速機、特に自動変速機油(ATF)は、(多様な種類の連続可変変速機を含む)最新の自動変速機の複数の、相反することの多い潤滑および動力伝達要件を満足するための非常に困難な技術上の問題および解決策を示している。多くの添加成分は通例ATFに含まれて、潤滑、分散性、摩擦制御(クラッチの場合)、耐摩耗性能、シャダー防止性能、腐食防止および酸化防止性能などの性能特徴をもたらしている。しかし、添加成分は使用期間にわたって消費され、変速機に対して好ましくない損傷をもたらすおそれがある。たとえば変速機は、シャダー、チャタリング、またはスクォーキング(聞こえる可能性があるクラッチの振動発振)の増加をこうむることがある。シャダー、チャタリング、またはスクォーキングの衝撃の低減は、米国特許第3,156,653号、同第3,070,546号、同第3,275,559号、および同第5,750,476号;ならびに米国出願第60/725360号(現在国際公開第2007/044820号)、2005/0250655号、および2003/0220208号で定義されているような摩擦調整剤を利用することによって達成されている。
米国特許第3,156,653号;および同第3,070,546号はどちらも、カルボキシアミドを含有する潤滑組成物を開示する。潤滑組成物は、スクォーキングまたはチャタリングを低減するのに適している。
特許文献1は、N−アルキルアルキレンジアミンを含有する潤滑組成物を利用することによって、スクォーキングを抑制した自動変速機を開示する。
特許文献2は、(a)異性化アルキルスクシンイミド、および(b)油溶性リン含有化合物のシャダー防止改善有効量を含有する潤滑組成物を利用することによる、パワー変速機のシャダー防止耐久性の改善を開示する。
特許文献3は、(i)多価アルコールの油溶性脂肪酸エステルおよび(ii)油溶性脂肪酸アミドのさらなる組合せを含有する潤滑組成物を開示する。潤滑組成物は、ブレーキおよびクラッチ雑音の低減に有用である。
特許文献4は、カルボン酸またはその反応性等価物とアミノアルコールとの反応生成物を含有する潤滑組成物を開示しており、そこで摩擦調整剤は、それぞれ少なくとも6個の炭素原子を含有する少なくとも2個のヒドロカルビル基を含有する。
米国特許出願第60/725360号(2005年10月11日出願、発明者Bartley、Lahiri、BakerおよびTipton)、現在特許文献5は、ヒドロキシアルキル化合物とアシル化剤またはアミンの反応生成物を開示する。得られた生成物は、式RN−C(O)Rによって表されるアミドでもよく、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、少なくとも6個の炭素原子のヒドロカルビル基であり、Rは、炭素原子1〜6個のヒドロキシアルキル基または前記ヒドロキシアルキルと、そのヒドロキシ基を介したアシル化剤との縮合によって形成された基である。
シャダー、チャタリング、またはスクォーキングの克服は、通例、変速機液(通例は工場充填液)を代わりの液で置換することによって達成される。しかし、このことは液の交換が困難なことによる過剰な修理コストと、廃潤滑剤とを生じさせる。それゆえ、摩擦バランスおよびクラッチ保持力に悪影響を及ぼすことなく、廃潤滑剤も増加させることなく、雑音、シャダー、チャタリング、またはスクォーキングを最小限にすることが可能な変速機潤滑剤を補給することが望ましいであろう。本発明は、シャダー、チャタリング、またはスクォーキングを克服しながら、同時に、従来の液交換に関するコスト、時間および廃棄物の少なくとも1つを最小限にする手段を提供する。
米国特許第3,275,559号明細書 米国特許第5,750,476号明細書 米国特許出願公開第2003/0220208号明細書 米国特許出願公開第2005/0250655号明細書 国際公開第2007/044820号パンフレット
一実施形態において、本発明は:
(a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む添加濃縮物を提供する。
一実施形態において、本発明は、添加濃縮物によってさらに処理された潤滑組成物を変速機に供給することによって、変速機を潤滑する方法を提供し、添加濃縮物は:
(a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む。
一実施形態において、本発明は、変速機内の潤滑剤に添加濃縮物を供給するステップを含む、潤滑剤を含有する変速機に潤滑する方法を提供し、添加濃縮物は:
(a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む。
一実施形態において、本発明は:
(a)4重量%〜67重量%の、摩擦係数が0.09を超える摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む添加濃縮物を提供する。
一実施形態において、本発明は、添加濃縮物によってさらに処理された潤滑組成物を変速機に供給することによって、変速機を潤滑する方法を提供し、添加濃縮物は:
(a)4重量%〜67重量%の、摩擦係数が0.09を超える摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む。
一実施形態において、本発明は、変速機内の潤滑剤に添加濃縮物を供給するステップを含む、潤滑剤を含有する変速機に潤滑する方法を提供し、添加濃縮物は:
(a)4重量%〜67重量%の、摩擦係数が0.09を超える摩擦調整剤と;
(b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
(c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
(d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
を含む。
一実施形態において、本発明は、変速機におけるスクォーク(Squawk)を減少させるトップトリート(top treat)製品としての、本明細書に記載する添加濃縮物の使用を提供する。
(発明の詳細な説明)
本発明は、上で開示した添加濃縮物および変速機を潤滑する方法を提供する。
添加濃縮物は通例、トップトリートとして添加される。トップトリートは、変速機にサービス充填(service−fill)または工場充填として添加されることがある。通例、トップトリートは、変速機にサービス充填として添加されることがある。
添加濃縮物は、静止摩擦低減摩擦調整剤を4重量%〜67重量%、または10重量%〜50重量%、または20重量%〜40重量%含有することがある。
添加濃縮物は、腐食防止剤を0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%、または0.2重量%〜3重量%含有することがある。
添加濃縮物は、潤滑粘度油を3重量%〜96重量%、または33重量%〜89重量%、または47重量%〜77.8重量%含有することがある。
添加濃縮物は、他の性能添加剤を合計で0重量%〜20重量%、または1重量%〜12重量%、または2重量%〜10重量%含有することがある。
添加濃縮物は変速機に0.1重量%〜30重量%、または1重量%〜15重量%の処理率(treat rate)で添加されることがある。
静止摩擦低減摩擦調整剤
静止摩擦低減摩擦調整剤は、摩擦係数が0.09を超える摩擦調整剤として記述されることもある。静止摩擦は、μTまたはSAE#2試験手順による安定静止係数によって表される。試験手順は、Japanese Automobile Standard、JASO M−348−95、“Test method for friction property of automatic transmission fluids”に記載されている。
静止摩擦低減摩擦調整剤は、PCT公報WO 2004/007652 A1に記載された種類の摩擦調整剤としても記述されることがある。通例、静止摩擦低減摩擦調整剤は、高い静止摩擦係数を維持しながら、摩擦対速度曲線で正の傾きを与えるその能力を特徴とする。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤はヒドロキシアルキル化合物とアシル化剤またはアミンとの縮合によって形成されることがある。さらにヒドロキシアルキル化合物の詳細な説明は、米国特許出願第60/725360(2005年10月11日出願、発明者Bartley、Lahiri、BakerおよびTipton)、段落8、19〜21、現在WO 2007/044820に記載されている。米国特許出願第60/725360で開示された摩擦調節剤は、式RN−C(O)Rによって表されるアミドでもよく、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のヒドロカルビル基であり、Rは、炭素原子が1〜6個のヒドロキシアルキル基または前記ヒドロキシアルキルと、そのヒドロキシ基を介したアシル化剤との縮合によって形成された基である。調製実施例が実施例1および2に開示されている(米国特許出願第60/725360の段落68および69)。一実施形態において、ヒドロキシアルキル化合物のアミドは、グリコール酸、すなわちヒドロキシ酢酸、HO−CH−COOHにアミンを反応させることによって調製される。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、カルボン酸またはその反応性等価物とアミノアルコールとの反応生成物から誘導されることがあり、ここで摩擦調整剤は、それぞれ炭素原子を少なくとも6個含有するヒドロカルビル基を少なくとも2個含有する。炭素原子の数は、6〜30個、または8〜20個におよぶことがある。このような摩擦調整剤の例としては、イソステアリン酸またはコハク酸アルキル無水物とトリス−ヒドロキシメチルアミノメタンとの反応生成物が挙げられる。このような摩擦調整剤のさらに詳細な説明は、米国特許出願第2003/22000(または国際公開第04/007652号)の段落8および9〜14に開示されている。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、米国特許第5,750,476号の8欄、40行〜9欄、28行に開示されたようなポリオールエステルである可能性がある。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、米国特許第5,840,662号の2欄、28行〜3欄、26行に開示されたような低効力摩擦調整剤である可能性がある。米国特許第5,840,662号はさらに、3欄、48行〜6欄、25行で、低効力摩擦調整剤を調製するための詳細な物質および方法を開示する。
一実施形態において、摩擦調整剤は、米国特許第5,534,170号の37欄、19行〜39欄、38行で定義されているようなヒドロキシアミン化合物である可能性もある。場合により、ヒドロキシアミンは、このような生成物が米国特許第5,534,170号の39欄、39行〜40欄8行に記載されているように、ホウ酸塩処理されることがある。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、ヒドロキシアミド、ヒドロキシアミドモノまたはジエステル、ヒドロキシオキサゾリン、ヒドロキシオキサゾリンエステル、オキサゾリンジエステル、トリエステルアミド、またはその混合物の1つ以上を含む。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、式RN−C(O)Rによって表されるアミドであり、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のヒドロカルビル基であり、Rは、炭素原子が1〜6個のヒドロキシアルキル基または前記ヒドロキシアルキルと、そのヒドロキシ基を介したアシル化剤との縮合によって形成された基である。
一実施形態において、静止摩擦低減摩擦調整剤は、式RN−C(O)Rによって表されるアミド以外であり、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のヒドロカルビル基であり、Rは、炭素原子が1〜6個のヒドロキシアルキル基または前記ヒドロキシアルキルと、そのヒドロキシ基を介したアシル化剤との縮合によって形成された基である。
一実施形態において、静止摩擦低減調整剤は3級アミンである。このアミンは置換基ヒドロカルビル基3個を含み、そのうち2個はアルキル基であろう。このアミンは、式
NR
によって表され、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個(たとえば8〜20個の、または10〜18個または12〜16個)のアルキル基であり、Rは、ポリヒドロキシル含有アルキル基またはポリヒドロキシル含有アルコキシアルキル基である。
一実施形態において、アミンは、ジココアルキルアミンまたは同種のアミンの生成物を含む。ジココアルキルアミン(またはジココアミン)は、上の式のR基の2つが、ヤシ油に由来する主にC12基であり、残りのR基がHである2級アミンである。
一実施形態において、Rはポリオール含有アルキル基(すなわちヒドロキシ基を2個以上含有する基)またはヒドロキシ基1個以上およびアミン基1個以上を含有する基である。たとえば、Rは、−CH−CHOH−CHOHあるいはたとえば炭素原子3〜8個または炭素原子3〜6個または炭素原子3〜4個、およびヒドロキシ基2、3、4個以上(通常、炭素原子1個当りヒドロキシ基1個を超えない)を含有する、その同族体である場合がある。得られる代表的な生成物はそれゆえ、
N−CH−CHOH−CHOH
またはその同族体によって表されることがあり、式中、RおよびRは上述のように独立して、炭素原子8〜20個のアルキル基である。このような生成物は、ジアルキルアミンとエポキシドまたはクロロヒドロキシ化合物の反応によって得られることがある。特に、2級アミンとグリシドール(2,3−エポキシ−1−プロパノール)または「クロログリセリン」(すなわち3−クロロプロパン−1,2−ジオール)の反応は、上述のような条件下で有効である。ジココアミンと1モル以上のグリシドールまたはクロログリセリンとの反応に基づくこのような物質は、摩擦調整性能を与えるのに特に有用である。反応が数モルのグリシドールまたはクロログリセリン、あるいは他のエポキシアルカノールまたはクロロジオールとである場合、ダイマーまたはオリゴマーエーテル含有基、すなわちヒドロキシ置換アルコキシアルキル基が生じることがある。
一実施形態において、静止摩擦低減調整剤は、炭素原子3〜8個(たとえば炭素原子3〜6個、または3個)を含むコア部を含む化合物として説明されることがあり、前記コア部は:
(i)少なくとも2個のヒドロキシ基、または少なくとも1個のヒドロキシ基および炭素原子1〜4個の少なくとも1個のアルコキシ基であって、少なくとも1個のヒドロキシ基または別のこのようなアルコキシ基によってさらに置換された、アルコキシ基;ならびに
(ii)その窒素原子がヒドロカルビル基2個を有し、このようなヒドロカルビル基がそれぞれ独立して、炭素原子6〜30個を有する、少なくとも1個のアミノ基
によって置換されている。
一実施形態において、静止摩擦低減調整剤は2級または3級アミンである。アミンは少なくとも置換基ヒドロカルビル基、たとえばアルキル基を少なくとも2個含有するであろう。アミンは式:
NR
によって表され、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個(たとえば炭素原子8〜20個、または10〜18個または12〜16個)のアルキル基であり、Rは、ヒドロキシル含有アルキル基、ヒドロキシル含有アルコキシアルキル基、アミン含有アルキル基、ヒドロカルビル基、または水素であり、RがHであるとき、RおよびRの少なくとも一方が炭素原子8〜16個の、たとえば炭素原子10〜16個の、または炭素原子12〜14個のアルキル基であるという条件である。ある実施形態において、RおよびRはどちらも、炭素原子が8〜16個、または10〜16個、または12〜14個のアルキル基である。このようなアミンの市販例はArmeen 2C(商標)であり、ここではアルキル基2個が主にC12〜C14であると考えられている2級アミンである。
一実施形態において、アミンは、ジココアルキルアミンまたは同種のアミン物を含む。ジココアルキルアミン(またはジココアミン)は、上の式のR基の2個が、ヤシ油に由来する主にC12基であり、残りのR基がHである2級アミンである。別の実施形態において、アミンはArmeen HTL8(商標)であり、これは2−エチルヘキシル基(C8)および水素添加獣脂基(主にC16〜C18)を含む混合アルキル基を有する2級アミンであると考えられる。
別の実施形態において、上の構造のRは−CH−CHOH−R10であり、式中、R10は、水素またはアルキル基、たとえばメチル基または炭素原子1〜26個の、または炭素原子6〜20個の、または炭素原子12〜18個の、または炭素原子14〜16個の、または炭素原子14個のアルキル基である。このような物質は、ジココアルキルアミンなどの2級アミンと、プロピレンオキシド(R10がメチルである場合)などのエポキシドとの反応によって調製することができる。得られる代表的な生成物はそれゆえ、さらに詳細には
N−CH−CHOH−CH
によって表すことが可能であり、式中、RおよびRは上述のように独立して、炭素原子8〜20個のアルキル基である。ジアルキルアミンとエポキシドとの反応は、塩基性触媒の存在下の圧力下での反応によって実施することができる。別の実施形態において、Rは−CH−CH−CH−NHなどのアミノプロピル基であり、得られる生成物はジココアルキルアミンなどの2級アミンとアセトニトリルとの反応と、続いての還元によって調製できる。
別の実施形態において、Rはポリオール含有アルキル基(すなわちヒドロキシ基を2個以上含有する基)またはヒドロキシ基1個以上およびアミン基1個以上を含有する基であることが可能である。たとえば、Rは、−CH−CHOH−CHOHあるいはたとえば炭素原子3〜8個または炭素原子3〜6個または炭素原子3〜4個、およびヒドロキシ基2、3、4個以上(通常、炭素原子1個当りヒドロキシ基1個を超えない)を含有する、その同族体である場合がある。得られる代表的な生成物はそれゆえ
N−CH−CHOH−CHOH
またはその同族体によって表されることがあり、式中、RおよびRは上述のように独立して、炭素原子8〜20個のアルキル基である。このような生成物は、ジアルキルアミンとエポキシドまたはクロロヒドロキシ化合物の反応によって得られることがある。特に、2級アミンとグリシドール(2,3−エポキシ−1−プロパノール)または「クロログリセリン」(すなわち3−クロロプロパン−1,2−ジオール)の反応は、上述のような条件下で有効である。ジココアミンと1モル以上のグリシドールまたはクロログリセリンとの反応に基づくこのような物質は、摩擦調整性能を与えるのに特に有用である。反応が数モルのグリシドールまたはクロログリセリン、あるいは他のエポキシアルカノールまたはクロロジオールとである場合、ダイマーまたはオリゴマーエーテル含有基、すなわちヒドロキシ置換アルコキシアルキル基が生じることがある。
ある実施形態において、それゆえ、アミンは3級アミンであることがあり、すなわちRは水素以外である。3つの基R、R、およびRすべてがアルキル基である場合、次にRは炭素原子が少なくとも6個(たとえば炭素原子8〜20個または10〜18個または12〜16個)のアルキル基であってもよい。
腐食防止剤
潤滑組成物は腐食防止剤またはその混合物をさらに含むことがある。一実施形態において、腐食防止剤は耐摩耗特性も示す。
本発明の腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール(通例はトリルトリアゾール)、2−アルキルジチオベンズイミダゾールまたは2−アルキルジチオベンゾチアゾール、1,2,4−トリアゾール、ベンズイミダゾール、オクチルアミンオクタノアート、ドデセニルコハク酸または無水物の縮合生成物、ジメルカプトチアジアゾールおよびその反応等価物、またはその混合物が挙げられる。
腐食防止剤は、ジメルカプトチアジアゾール、5−ジメルカプト−[1,3,4]−チアジアゾール、3,5−ジメルカプト−[1,2,4]−チアジアゾール、3,4−ジメルカプト−[1,2,5]−チアジアゾール、または4−5−ジメルカプト−[1,2,3]−チアジアゾールの少なくとも1つを含むことがある。通例、2,5−ジメルカプト−1,3−4−チアジアゾールまたはヒドロカルビル置換2,5−ジメルカプト−1,3−4−チアジアゾールなどの容易に入手できる物質が一般に使用され、2,5−ジメルカプト−[1,3,4]−チアジアゾールが入手しやすさから最も一般に使用される。いくつかの実施形態において、ヒドロカルビル置換基の炭素原子の数としては、1〜30、2〜25、4〜20、6〜16、または8〜10が挙げられる。
一実施形態において、チアゾール化合物はフェノールとアルデヒドおよびジメルカプトチアジアゾールとの反応生成物である場合もある。フェノールは、アルキル基が炭素原子を少なくとも約6個、たとえば炭素原子を6〜24個、または6個、または7個、〜12個含有する、アルキルフェノールである場合もある。アルデヒドは、炭素原子を1〜7個含有するアルデヒドまたはアルデヒドシントン、たとえばホルムアルデヒドである場合がある。一実施形態において、アルデヒドはホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドである。アルデヒド、フェノールおよびジメルカプトチアジアゾールは通例、それらを50℃〜130℃など約150℃までの温度にて、ジメルカプトチアジアゾール1モル当りフェノール0.5〜2モルおよびアルデヒド0.5〜2モルのモル比で混合することによって反応させる。一実施形態において、3種類の試薬を等モル量で反応させる。生成物は、アルキルヒドロキシフェニルメチルチオ置換[1,3,4]−チアジアゾールとして記載されることがある;アルキル部分は特に、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、またはノニルである場合がある。
有用なチアジアゾール化合物としてはそれゆえ、2−アルキルジチオ−5−メルカプト−[1,3,4]−チアジアゾール、2,5−ビス(アルキルジチオ)−[1,3,4]−チアジアゾール、2−アルキル−ヒドロキシフェニルメチルチオ−5−メルカプト−[1,3,4]−チアジアゾール、およびその混合物が挙げられることがある。
適切なチアジアゾール化合物の例としては、2−オクチルジチオ−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−ノニルジチオ−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−ドデシルジチオ−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3−4−チアジアゾール(たとえば2,5−ビス(アルキル−ジチオ)−1,3,4−チアジアゾール)は、2,5−ビス(tert−オクチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール2,5−ビス(tert−ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−デシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ウンデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ドデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−トリデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−テトラデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ペンタデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ヘキサデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ヘプタデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−オクタデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ノナデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールまたは2,5−ビス(tert−エイコシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、またはそのオリゴマーを含む。一実施形態において、ヒドロカルビル置換2,5−ジメルカプト−1,3−4−チアジアゾールは、2,5−ビス(tert−オクチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(tert−ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、または2,5−ビス(tert−デシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールが挙げられ得る。
潤滑粘度油
潤滑組成物は潤滑粘度油を含む。このような油としては、天然および合成油、水素化分解、水素添加、および水素化仕上げより得られた油、未精製、精製および再精製油ならびにその混合物が挙げられる。
未精製油は、一般にさらなる精製処理を用いずに(またはさらなる処理をわずかに用いて)、天然または合成源から直接得られた油である。
精製油は、それらが1つ以上の特性を改善するために1回以上の精製ステップでさらに処理されていることを除いて、未精製油と同様である。精製技法は当分野で公知であり、溶媒抽出、2次蒸留、酸または塩基抽出、濾過、およびパーコレーションを含む。
再精製油は再生油または再加工油としても公知であり、精製油を得るのに使用されたのと同様の工程によって得られ、使用済み添加物および油分解産物の除去を目的とする技法によってさらに加工されることが多い。
本発明の潤滑油を作製するのに有用な天然油としては、動物油(たとえばラード油)、植物油(たとえばヒマシ油)、パラフィン系、ナフテン系または混合パラフィン系−ナフテン系タイプの液体石油および溶媒処理または酸処理無機潤滑油石炭または頁岩より得た油などの無機潤滑油あるいはその混合物が挙げられる。
合成潤滑油は有用であり、重合およびインターポリマー化オレフィン(たとえばポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレンイソブチレンコポリマー)などの炭化水素油;ポリ(1−ヘキサン)、ポリ(1−オクテン)、ポリ(1−デセン)、およびその混合物;アルキル−ベンゼン(たとえばドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ−(2−エチルヘキシル)−ベンゼン);ポリフェニル(たとえばビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェニル);アルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィドならびにその誘導体、類似体および同族体あるいはその混合物を含む。
他の合成潤滑油としては、ポリオールエステル(Prolube(登録商標)3970など)、ジエステル、リン含有酸の液体エステル(たとえばリン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、およびデカンホスホン酸のジエチルエステル)、またはポリマーテトラヒドロフランが挙げられる。合成油は、Fischer−Tropsch反応によって産生されることがあり、通例、水素異性化Fischer−Tropsch炭化水素またはワックスであってもよい。一実施形態において、油は、他のガス・ツー・リキッド油と同様に、Fischer−Tropschガス・ツー・リキッド合成手順によって調製されることがある。
潤滑粘度油は、American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelinesで規定されているように定義されることもある。5種類の基油グループは次の通りである:グループI(硫黄含有率>0.03重量%、および/または<90重量%飽和物、粘度指数80〜120);グループII(硫黄含有率≦0.03重量%、および≧90重量%飽和物、粘度指数80〜120);グループIII(硫黄含有率≦0.03重量%、および≧90重量%飽和物、粘度指数≧120);グループIV(すべてのポリアルファオレフィン(PAO));およびグループV(グループI、II、III、またはIVに含まれていない他のすべて)。潤滑粘度油は、APIグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループV油またはその混合物を含む。一実施形態において、潤滑粘度油は、APIグループI、グループII、グループIII、グループIVまたはその混合物であってもよい。潤滑粘度油は、APIグループII、グループIIIまたはグループIV油あるいはその混合物であってもよい。一実施形態において、潤滑粘度油は、APIグループIIまたはグループIIIあるいはその混合物であってもよい。
一実施形態において、潤滑粘度油は、ホワイトオイル・ベースストック以外である。
存在する潤滑粘度油の量は通例、静止摩擦低減調整剤、腐食防止剤および他の性能添加剤(後述)の和を100重量%から引いた後に残った残量である。
潤滑組成物は、濃縮物および/または完全調合潤滑剤の形であってもよい。組成物が(全部または一部として完成潤滑油を形成するために追加の油と組合されることがある)濃縮物の形である場合、成分(a)、(b)および(d)の、潤滑粘度油(c)に対する、および/または希釈油に対する比は、重量で1:99〜99:1の、または重量で80:20〜10:90の範囲を含む。
他の性能添加剤
本発明の組成物は場合により、少なくとも1種の他の性能添加剤をさらに含む。他の性能添加剤としては、界面活性剤、粘度指数改良剤(粘度調整剤とも呼ばれる)、耐摩耗剤、本発明の静止低減摩擦調整剤以外の摩擦調整剤、摩擦安定剤、酸化防止剤、分散剤、発泡抑制剤、乳化破壊剤、流動点降下剤、シール膨潤剤およびその混合物が挙げられる。
耐摩耗剤
耐摩耗剤は、リン酸含有酸、塩、またはエステル、あるいはその混合物であってもよい。
耐摩耗剤は、金属含有を含有することもあれば、金属を含有しないこともある(他の成分と混合される前)。
耐摩耗剤はリン酸、ホスホン酸、チオリン酸、チオホスホン酸、またはその混合物より得られることがある。
耐摩耗剤としては(i)非イオン性リン化合物;(ii)リン化合物のアミン塩;(iii)リン化合物のアンモニウム塩;(iv)ジアルキルジチオリン酸金属塩またはジアルキルリン酸金属塩などのリン化合物の1価金属塩,;あるいは(v)(i)、(ii)、(iii)または(iv)の混合物が挙げられる。
一実施形態において、耐摩耗剤はジアルキルジチオリン酸金属塩またはジアルキルリン酸金属塩を含む。ジアルキルジチオリン酸塩および/またはジアルキルリン酸のアルキル基は、炭素の総数がジアルキルジチオリン酸金属塩を生成する、すなわちリン酸塩を油溶性にするのに十分であるという条件で、炭素原子2〜20個を含有する直鎖または分岐であってもよい。ジアルキルジチオリン酸金属塩および/またはジアルキルリン酸金属塩の金属は通例、1価金属または2価金属を含む。適切な金属の例としては、ナトリウム、カリウム、銅、カルシウム、マグネシウム、バリウムまたは亜鉛が挙げられる。一実施形態において、耐摩耗剤はジアルキルジチオリン酸亜鉛である。一実施形態において、耐摩耗剤はジアルキルリン酸亜鉛である。
適切なジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZDDP、ZDPまたはZDTPと呼ばれることが多い)の例としては、ジ−(アミル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(1,3−ジメチルブチル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(ヘプチル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(オクチル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(2−エチルヘキシル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(ノニル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(デシル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(ドデシル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(ドデシルフェニル)ジチオリン酸亜鉛、ジ−(ヘプチルフェニル)ジチオリン酸亜鉛、またはその混合物が挙げられる。一実施形態において、ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、アルキル基が2−メチルプロピルおよびアミルを含む混合アルキルZDDP化合物を含む。一実施形態において、ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、1個のアルキル基がイソプロピルならびに1,3−ジメチルブチル、2−エチルヘキシルおよびイソオクチルの少なくとも1つを含む、混合アルキルZDDP化合物を含む。
一実施形態において、耐摩耗剤はジアルキルジチオリン酸亜鉛以外である。
一実施形態において、耐摩耗剤はリン含有酸またはエステルのアンモニウムまたはアミン塩を含む。
リン酸またはエステルのアミン塩としては、リン酸エステルおよびそのアミン塩;ジアルキルジチオリン酸エステルおよびそのアミン塩;ホスホン酸のアミン塩;ならびにリン含有カルボン酸エステル、エーテル、およびアミドのアミン塩;およびその混合物が挙げられる。
リン酸またはエステルのアミン塩は、単独でまたは組合せて使用されることがある。一実施形態において、リン化合物のアミン塩は、リン化合物のアミン塩、またはその化合物から得られる。
一実施形態において、リン酸またはエステルのアミン塩は、部分アミン塩、部分金属塩化合物またはその混合物を含む。一実施形態において、リン酸またはエステルのアミン塩は、分子内に硫黄原子をさらに含む。
アミン塩としての使用に適切であるアミンとしては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、およびその混合物が挙げられる。アミンは、少なくとも1個のヒドロカルビル基を持つアミンを、またはある実施形態において、2または3個のヒドロカルビル基を含む。ヒドロカルビル基は、炭素原子を2〜30個を、または他の実施形態において、炭素原子を8〜26個、または10〜20個、または13〜19個含有することがある。
1級アミンとしては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、オクチルアミン、およびドデシルアミンはもちろんのこと、n−オクチルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−オクタデシルアミンおよびオレイルアミンなどの脂肪アミンが挙げられる。他の有用な脂肪アミンとしては、“Armeen(登録商標)”アミン(Akzo Chemicals、シカゴ、イリノイ州より入手可能な製品)、たとえばArmeen C、Armeen O、Armeen OL、Armeen T、Armeen HT、Armeen SおよびArmeen SDなどの市販の脂肪アミンが挙げられ、文字指定はココ基、オレイル基、獣脂基、またはステアリル基などの脂肪基に関連している。
適切な2級アミンの例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、メチルエチルアミン、エチルブチルアミン、ジココアルキルアミン(またはジココアミン)およびエチルアミルアミンが挙げられる。2級アミンは、ピペリジン、ピペラジンおよびモルホリンなどの環式アミンであってもよい。
アミンは、3級脂肪族1級アミンであることもある。この場合の脂肪族基は、炭素原子を2〜30個、または6〜26個、8〜24個含有するアルキル基であってもよい。3級アルキルアミンとしては、tert−ブチルアミン、tert−ヘキシルアミン、1−メチル−1−アミノ−シクロヘキサン、tert−オクチルアミン、tert−デシルアミン、tert−ドデシルアミン、tert−テトラデシルアミン、tert−ヘキサデシルアミン、tert−オクタデシルアミン、tert−テトラコサニルアミン、およびtert−オクタコサニルアミンなどのモノアミンが挙げられる。
一実施形態において、リン酸またはエステルのアミン塩は、C11〜C14 3級アルキル1級基またはその混合物を持つアミンを含む。一実施形態において、リン化合物のアミン塩は、C14〜C18 3級アルキル1級アミンまたはその混合物を持つアミンを含む。一実施形態において、リン化合物のアミン塩は、C18〜C22 3級アルキル1級アミンまたはその混合物を持つアミンを含む。
アミンの混合物も本発明で使用されることがある。一実施形態において、アミンの有用な混合物は「Primene(登録商標)81R」および「Primene(登録商標)JMT」である。Primene(登録商標)81RおよびPrimene(登録商標)JMT(製造販売ともRohm & Haasによる)はそれぞれ、C11〜C14 3級アルキル1級アミンおよびC18〜C22 3級アルキル1級アミンである。
一実施形態において、リン酸またはエステルのアミン塩は、C14〜C18アルキル化リン酸と、C11〜C14 3級アルキル1級アミンの混合物であるPrimene 81R(商標)(Rohm & Haasにより製造販売)との反応生成物である。
リン酸またはエステルのアミン塩の例としては、イソプロピル、メチル−アミル(1,3−ジメチルブチルまたはその混合物)、2−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチルまたはノニルジチオリン酸とエチレンジアミン、モルホリン、またはPrimene 81R(商標)との(複数の)反応生成物、およびその混合物が挙げられる。
一実施形態において、ジチオリン酸はエポキシドまたはグリコールと反応することがある。この反応生成物は、リン酸、無水物、または低級エステル(ここで「低級」は、エステルのアルコール由来部分内の炭素原子1〜8個、または1〜6個、または1〜4個、または1〜2個を示す)とさらに反応する。エポキシドは、脂肪族エポキシドまたはスチレンオキシドを含む。有用なエポキシドの例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテンオキシド、オクテンオキシド、ドデセンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げられる。一実施形態において、エポキシドはプロピレンオキシドである。グリコールは炭素原子を1〜12個、または2〜6個、または2〜3個有する脂肪族グリコールであることもある。ジチオリン酸、グリコール、エポキシド、無機リン試薬およびそれを反応させる方法は、米国特許第3,197,405号および同第3,544,465号に記載されている。得られた酸は次に、アミンによって塩化されることがある。適切なジチオリン酸の例は、58℃の五酸化リン(約64グラム)を45分の期間にわたって、ヒドロキシプロピルO,O−ジ(1,3−ジメチルブチル)ホスホロジチオ酸(ジ(1,3−ジメチルブチル)−ホスホロジチオ酸に25℃にてプロピレンオキシド1.3モルを反応させることによって調製)514グラムに添加することによって調製する。混合物を75℃で2.5時間加熱して、珪藻土と混合し、70℃にて濾過した。濾液はリン11.8重量%、硫黄15.2重量%、および87の酸価(ブロモフェノールブルー)を含有していた。
一実施形態において、耐摩耗剤は非イオン性リン化合物を含む。通例、非イオン性リン化合物は、+3または+5の酸化を有することがある。別の実施形態は、ホスホン酸エステル、リン酸エステル、またはその混合物を含む。
一実施形態において、耐摩耗剤は、ホスホン酸ヒドロカルビルである非イオン性リン化合物を含む。本発明のホスホン酸ヒドロカルビルは式:
Figure 2010521556
によって表される式を含み、
式中、各R’’’は独立して、水素またはヒドロカルビル基であり、R’’’基の少なくとも1個がヒドロカルビルであるという条件である。
’’’の各ヒドロカルビル基は、炭素原子を少なくとも2または4個含有することがある。通例、両方のR’’’基に存在する炭素原子の合せた総和は、45個未満、35個未満、または25個未満であってもよい。両方のR’’’基に存在する炭素原子の数の適切な範囲の例としては、2〜40個、3〜24個または4〜20個が挙げられる。適切なヒドロカルビル基の例としては、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデシル、ブタデシル、ヘキサデシル、またはオクタデシル基が挙げられる。一般に、ホスホン酸ヒドロカルビルは水溶性であるか、または油に少なくとも分散性である。一実施形態において、ホスホン酸ヒドロカルビルはジブチル水素ホスホン酸またはC16−18アルキル水素ホスホン酸であってもよい。非イオン性リン化合物のさらに詳細な説明は、米国特許第6,103,673号の9欄、48行〜11欄、8行に見出される。
他の摩擦調整剤
脂肪アミン、ホウ酸化グリセロールエステル、脂肪酸アミド、非ホウ酸化脂肪エポキシド、ホウ酸化脂肪エポキシド、アルコキシル化脂肪アミン、ホウ酸化アルコキシ化脂肪アミン、脂肪酸の金属塩、脂肪イミダゾリン、サリチル酸アルキルの金属塩、カルボン酸またはポリアルキレン−ポリアミンの縮合生成物、あるいはヒドロキシアルキル化合物のアミドを含む、別の摩擦調整剤(すなわち本発明の成分(a)以外)も存在することがある。
一実施形態において、他の摩擦調整剤はグリセロールの脂肪酸エステルを含むことがある。最終生成物は金属塩、アミド、イミダゾリン、またはその混合物の形であってもよい。脂肪酸は炭素原子を6〜24個または8〜18個含有することがある。脂肪酸は分枝または直鎖、飽和または不飽和であってもよい。適切な酸としては、2−エチルヘキサン酸、デカン酸、オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、パルミトイル酸、リノール酸、ラウリン酸、およびリノレン酸、ならびに天然産物の獣脂、パーム油、オリーブ油、ラッカセイ油、コーン油、および牛脚油による酸が挙げられる。一実施形態において、脂肪酸はオレイン酸である。
金属塩の形であるとき、通例、金属は亜鉛またはカルシウムであることがあり、生成物は過塩基性であってもよい。例は過塩基性カルシウム塩および塩基性オレイン酸−亜鉛塩複合体である。亜鉛塩は酸性、中性または塩基性(過塩基性)であってもよい。これらの塩は、亜鉛含有試薬とカルボン酸またはその塩との反応から調製されることがある。これらの塩の有用な調製方法は、酸化亜鉛をカルボン酸と反応させることである。有用なカルボン酸としては、式RCOOHのカルボン酸が挙げられ、Rは脂肪族または脂環式炭化水素ラジカルである。一実施形態において、Rは、ステアリル、オレイル、リノレイル、パルミチル、またはその混合物などの脂肪基である。一実施形態において、亜鉛塩は、中性塩を調製するのに必要な量より多い、亜鉛の化学量論的過剰量を含有する。この化学量論は、化学量論の1.1〜1.8倍で、または亜鉛の化学量論量の1.3〜1.6倍で存在する亜鉛を含む。カルボン酸亜鉛は当分野で公知であり、米国特許第3,367,869号に記載されている。金属塩は、カルシウム塩も含むことがある。例としては、過塩基性カルシウム塩が挙げられる。
アミドの形であるとき、縮合生成物はアンモニアを用いて、あるいは1級アミンまたはジエチルアミンおよびジエタノールアミンなどの2級アミンを用いて調製されることがある。
イミダゾリンの形であるとき、グリセロールとジアミンまたはポリエチレンポリアミンなどのポリアミンとの脂肪酸エステルの環式縮合生成物である。一実施形態において、他の摩擦調整剤は、C8〜C24脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合生成物、そして特にイソステアリン酸とテトラエチレンペンタミンとの生成物である。
一実施形態において、他の摩擦調整剤はアルコキシ化アルコールであってもよい。適切なアルコキシ化アルコールの詳細な説明は、米国特許出願第2005/0101497号の段落19および20に記載されている。アルコキシ化アミンは、米国特許第5,641,732号の7欄、15行〜9欄、25行にも記載されている。
一実施形態において、他の摩擦調整剤は、アルコキシ化アミン、たとえば米国特許第5,703,023号の28欄、30行〜46行の実施例Eに記載されているような、1.79% Ethomeen T−12および0.90% Tomah PA−1より得られたエトキシ化アミンであってもよい。他の適切なアルコキシ化アミン化合物としては、商標「ETHOMEEN」によって公知であり、Akzo Nobelより入手可能な市販のアルコキシ化脂肪アミンが挙げられる。これらのETHOMEEN(商標)物質の代表的な例は、ETHOMEEN(商標)C/12(ビス[2−ヒドロキシエチル]−ココ−アミン);ETHOMEEN(商標)C/20(ポリオキシエチレン-[10]ココアミン);ETHOMEEN(商標)S/12(ビス[2−ヒドロキシエチル]-ソイアミン);ETHOMEEN(商標)T/12(ビス[2−ヒドロキシエチル]−タロー−アミン);ETHOMEEN(商標)T/15(ポリオキシエチレン−[5]タローアミン);ETHOMEEN(商標)0/12(ビス[2−ヒドロキシエチル]オレイル−アミン);ETHOMEEN(商標)18/12(ビス[2-ヒドロキシエチル]-オクタデシルアミン);およびETHOMEEN(商標)18/25(ポリオキシエチレン[15]オクタデシルアミン)である。脂肪アミンおよびエトキシ化脂肪アミンは米国特許第4,741,848号にも記載されている。
一実施形態において、他の摩擦調整剤は、米国特許第5,840,663号の2欄、18〜43行に記載されているような異性化アルケニル置換コハク酸無水物およびポリアミンの反応生成物であってもよい。米国特許第5,840,663号に記載された摩擦調整剤の好ましい実施形態は、3欄、23行〜4欄、35行にさらに開示されている。調製実施例は、米国特許第5,840,663号の4欄、45行〜5欄、37行にさらに開示されている。
一実施形態において、他の摩擦調整剤は、Rhodiaによって商標Duraphos(登録商標)DMODPで市販されているアルキルホスホン酸モノまたはジエステルであってもよい。
一実施形態において、他の摩擦調整剤は、カナダ国特許第1,188,704号より公知のホウ酸化脂肪エポキシドであってもよい。これらの油溶性ホウ素含有組成物は、80℃〜250℃の温度にてホウ酸または三酸化ホウ素を少なくとも1種の脂肪エポキシドと反応させることによって調製される。脂肪エポキシドは通例、エポキシドの脂肪基内に炭素原子を少なくとも8個含有する。
ホウ酸化脂肪エポキシドは、2つの物質の反応を含むその調製方法によって特徴付けられる。試薬Aは、三酸化ホウ素またはメタホウ酸(HBO)、オルトホウ酸(HBO)およびテトラホウ酸(H)を含むホウ酸の各種の形のいずれでもよい。ホウ酸、および特にオルトホウ酸。試薬Bは、少なくとも1つの脂肪エポキシドであってもよい。試薬Aの試薬Bに対するモル比は一般に、1:0.25〜1:4、または1:1〜1:3、または約1:2である。ホウ酸化脂肪エポキシドは、単に2種の試薬をブレンドして、それらを80〜250℃、または100〜200℃の温度で反応が起きるのに十分な期間にわたって加熱することによって調製できる。所望ならば、反応は実質的に不活性な、通常は液体の有機希釈剤の存在下で行ってもよい。反応の間、水が発生されるが、蒸留によって除去してもよい。
摩擦安定剤
一実施形態において、潤滑組成物は摩擦安定剤をさらに含む。摩擦安定剤としては、HPO、HPOまたはその混合物が挙げられる。通例、HPOは85%溶液で市販されている。
分散剤
一実施形態において、添加濃縮物は分散剤をさらに含む。分散剤は、スクシンイミド分散剤(たとえばN置換長鎖アルケニルスクシンイミド)、マンニッヒ分散剤、エステル含有分散剤、脂肪ヒドロカルビルモノカルボン酸アシル化剤とアミンまたはアンモニアとの縮合生成物、アルキルアミノフェノール分散剤、ヒドロカルビル−アミン分散剤、ポリエーテル分散剤またはポリエーテルアミン分散剤であってもよい。
異なる実施形態において、分散剤はスクシンイミド、コハク酸エステル、または分散剤であることもある。
いくつかの実施形態において、N置換長鎖アルケニルスクシンイミドは、平均で炭素原子を少なくとも8個、または30個、または35〜最大350個、または最大200個、または最大100個を含有する。一実施形態において、長鎖アルケニルアルケニル基は、少なくとも500の
Figure 2010521556
(数平均分子量)を特徴とするポリアルキレンから得られる。一般に、ポリアルキレンは、500の、または700の、または800の、またはなお900〜最大5000の、または最大2500の、または最大2000の、あるいはなお最大1500または1200の
Figure 2010521556
を特徴とする。一実施形態において、長鎖アルケニル基はポリオレフィンから得られる。ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、および1−デセンを含む、炭素原子を2〜10個有するモノオレフィンを含むモノマーから得られることがある。特に有用なモノオレフィン源は、35〜75重量パーセントのブテン含有率および30〜60重量パーセントのイソブテン含有率を有するC製油所流である。有用なポリオレフィンとしては、400〜5000の、別の例では400〜2500の、そしてさらなる例では400または500〜1500の数平均分子量を有するポリイソブチレンが挙げられる。ポリイソブチレンは、5〜69%の、第2の例では50〜69%の、第3の例では50〜95%のビニリデン二重結合含有率を有することがある。
一実施形態において、スクシンイミド分散剤はポリイソブチレン置換スクシンイミドを含み、ポリイソブチレン置換基は400〜5000の数平均分子量を有する。
スクシンイミド分散剤およびその調製方法は、米国特許第4,234,435号および同第3,172,892号でさらに十分に説明されている。スクシンイミド分散剤は、直接アルキル化または塩素経路のどちらかによって調製されることもある。
適切なエステル含有分散剤は通例、高分子量エステルである。これらの物質は米国特許第3,381,022号にさらに詳細に記載されている。
マンニッヒ分散剤は、ヒドロカルビル置換フェノール、アルデヒド、およびアミンまたはアンモニアの反応生成物である。ヒドロカルビル置換フェノールのヒドロカルビル置換基は、炭素原子10〜400個を、別の例では炭素原子30〜180個を、さらなる例において炭素原子10または40〜110個を有することがある。このヒドロカルビル置換基は、オレフィンまたはポリオレフィンから得られることがある。有用なオレフィンとしては、市販されている1−デセンなどのアルファ−オレフィンが挙げられる。
ヒドロカルビルアミン分散剤は、ヒドロカルビル置換アミンである。ヒドロカルビル置換アミンは、米国特許第5,407,453号に記載されているように、炭酸ナトリウムなどの塩基の存在下で塩素化オレフィンまたは塩素化ポリイソブチレンなどのポリオレフィンとエチレンジアミンなどのアミンとの混合物を加熱することによって形成されるであろう。
ポリエーテル分散剤としては、ポリエーテルアミン、ポリエーテルアミド、カルバミン酸ポリエーテル、およびポリエーテルアルコールが挙げられる。ポリエーテルアミンおよびその調製方法は、米国特許第6,458,172号の4および5欄にさらに詳細に記載されている。
一実施形態において、本発明はさらに、亜鉛とのポリイソブチレンスクシンイミド複合体を形成するための、ポリイソブチレン、アミンおよび酸化亜鉛から得た少なくとも1つの分散剤を含む。亜鉛とのポリイソブチレンスクシンイミド複合体は単独で、または組合せて使用されることがある。
分散剤は、各種の薬剤のいずれかとの反応によって、従来の方法によって後処理されることもある。これらは特に、ホウ素、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、炭化水素置換コハク酸無水物、マレイン酸無水物、ニトリル、エポキシド、リン化合物および/または金属化合物である。一実施形態において、分散剤はホウ酸化分散物である。通例、ホウ酸化分散物は、ポリイソブチレンスクシンイミドを次に構成するスクシンイミド分散剤を含み、ポリイソブチレンは400〜5000の数平均分子量を有する。
一実施形態において、分散剤はホスホリル化分散剤またはホウ酸化ホスホリル化分散剤である。
一実施形態において、分散剤は、(i)上述の分散剤物質(たとえばN置換長鎖アルケニルスクシンイミド)、(ii)2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールまたはヒドロカルビル置換2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、またはそのオリゴマー、(iii)ホウ酸化剤、および(iv)場合により、1,3二酸および1,4二酸から成る群より選択される芳香族化合物のジカルボン酸;あるいは(v)場合によりリン酸化合物を加熱することによって調製されることが可能であり、前記加熱は、潤滑粘度油に溶解性である、(i)、(ii)、(iii)および場合により(iv)または(v)の生成物を提供するのに十分である。加熱によって調製された分散剤は、米国特許出願公開第04/027094号および同第60/654164号(現在、WO 2006/091387)でより詳細に記載されている。
酸化防止剤
一実施形態において、潤滑組成物はさらに酸化防止剤を含む。酸化防止剤は、潤滑組成物の0重量%〜10重量%、0.01重量%〜5重量%、または0.05重量%〜3重量%の範囲で存在することがある。
適切な酸化防止剤としては、ジチオカルバミン酸モリブデンなどのモリブデン化合物、硫化オレフィン、硫化物(プロピレンオキシドと反応した1−(tert−ドデシルチオ)−2−プロパノールまたはtert−ノニルメルカプタン(モル比1:1)などのヒドロキシアルキルスルフィドを含む)、エステル置換ヒンダードフェノールを含むヒンダードフェノール、フェニルアルファナフチルアミンまたはアルキル化ジフェニルアミンなどのアミン化合物(通例、ノニルジフェニルアミン、ジノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジオクチルジフェニルアミン)、またはその混合物が挙げられる。
粘度調整剤
一実施形態において、潤滑組成物はさらに、粘度調整剤または分散粘度調整剤(DVMとも呼ばれる)を含む。粘度調整剤は、潤滑組成物の0重量%〜12重量%、0.1重量%〜10重量%または1重量%〜8重量%で存在することがある。
粘度調整剤としては、スチレン−ブタジエンの水素添加コポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素添加スチレン−イソプレンポリマー、水素添加イソプレンポリマー、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアルキルスチレン、アルケニルアリール共役ジエンコポリマー、ポリオレフィン、およびマレイン酸無水物−スチレンコポリマーのエステルが挙げられる。
分散剤粘度調整剤は、官能化ポリオレフィン、たとえばマレイン酸無水物とアミンとの反応生成物によって官能化されたエチレン−プロピレンコポリマー、アミンによって官能化されたポリメタクリレート、またはアミンと反応したスチレン−マレイン酸無水物コポリマーを含み;本発明の組成物でも使用されることがある。
界面活性剤
一実施形態において、潤滑組成物はさらに界面活性剤を含む。界面活性剤としては、中性または過塩基性界面活性剤、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属の、フェノール塩、硫化フェノール塩、スルホン酸塩、カルボン酸、リン酸、サリゲニン、アルキルサリチル酸、およびサリキサレートの1つ以上とのニュートニアンまたは非ニュートニアン塩基性塩が挙げられる。アルカリ金属としてはナトリウムが挙げられる。アルカリ土類金属はカルシウム、マグネシウムまたはバリウムでもよい。異なる実施形態において、界面活性剤はスルホン酸マグネシウムまたはスルホン酸カルシウムであってもよい。
他の任意の成分としては、ポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーン、アクリル酸エチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルならびに場合により酢酸ビニルのコポリマーを含む、発泡抑制剤;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)ポリマーを含む、乳化破壊剤;マレイン酸無水物−スチレン、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のエステルを含む、流動点降下剤が挙げられる。
3−(デシルオキシ)テトラヒドロ−1,1−ジオキシドチオフェン、デシルオキシスルホラン、フタル酸エステル、Exxon Necton−37(商標)(FN 1380)およびExxonミネラルシール油(FN 3200)を含むシール膨潤剤も潤滑組成物中に存在することがある。
工業的利用
本発明の方法は、自動変速機または手動変速機を含む各種の変速機を潤滑するのに有用である。一実施形態において、機械装置は自動変速機である。
自動変速機としては、連続可変変速機(CVT)、無段可変変速機(IVT)、トロイダル変速機、連続スリップトルク変換クラッチ(CSTCC)、多段自動変速機またはデュアルクラッチ変速機(DCT)が挙げられる。
以下の例は、本発明の例証を与える。これらの実施例は、網羅的ではなく、本発明の範囲を制限するものではない。
下で定義する試験方法を使用して、従来の自動変速機油の摩擦およびスクォーク性能を評価する。従来の自動変速機油は、(i)新規液、(ii)150℃にて100時間エージングさせた新規液、および(iii)次に150℃にて100時間エージングさせた(ii)のエージング液として評価される。したがって液(iii)は、150℃にて合計200時間エージングされている。
自動変速機油は、摩擦性能を評価する標準方法を最初に利用してZF(登録商標)−GKリグで評価して、次に、ZF試験手順「PVL44_Quietschversuche_6HP26E_V2.0.pv」で述べられた手順を使用してスクォーク性能をさらに評価する。手順「PVL44_Quietschversuche_6HP26E_V2.0.pv」は、ZF Passau GmbH.,Test Systems,Tittlinger Strasse 28,D−94034 パッサウ、ドイツから入手できる。スクォーク性能データを得るために利用したGKリグは、スクォークを記録可能なデータ収集レコーダの追加を含む、ZFスクウォーク修正の追加により構成されている。得られた結果は:
Figure 2010521556
である。
データは全体として、トップトリート製品としての添加濃縮物で処理した自動変速機油が、摩擦バランスおよびクラッチ保持力に悪影響を及ぼすことなく、廃潤滑剤も増加させることなく、雑音、シャダー、チャタリング、またはスクォーキングを最小限にすることが可能なことを示している。このことにより、変速機は適切な摩擦性能と最小限に抑制された雑音、シャダー、チャタリング、またはスクォーキングで動作することが可能である。
本明細書で使用するように、「ヒドロカルビル置換基」または「ヒドロカルビル基」という用語は、当業者に周知である、その普通の意味で使用される。特に、それは分子の残りの部分に炭素原子が直接結合しており、主に炭化水素の特徴を有する基を指す。ヒドロカルビル基の例としては:
(i)炭化水素置換基、すなわち環が分子の別の部分を通じて完成した環式置換基(たとえば2個の置換基が共に環を形成する)と同様に、脂肪族(たとえばアルキルまたはアルケニル)、脂環式(たとえばシクロアルキル、シクロアルケニル)置換基、ならびに芳香族−、脂肪族−、および脂環式−置換芳香族置換基;
(ii)置換炭化水素置換基、すなわち本発明の文脈において、置換基の主に炭化水素の性質を変化させない非炭化水素基(たとえばハロ(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)を含有する置換基;
(iii)ヘテロ置換基、すなわち主に炭化水素の特徴を有しながら、本発明の文脈では、炭素原子で別途構成された環または鎖内に炭素以外を含有し、ピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルなどの置換基を含む置換基;が挙げられる。ヘテロ原子としては、硫黄、酸素、窒素が挙げられる。一般に、2個以下の、好ましくは1個以下の非炭化水素置換基が、ヒドロカルビル基内の炭素原子10個ごとに存在するであろう;通例、ヒドロカルビル基内には非炭化水素置換基は存在しないであろう。
上述の物質のいくつかが最終調合物中で相互作用することがあるので、最終調合物の成分が最初に添加されたものと異なる場合があることが公知である。これにより形成された生成物は、本発明の潤滑組成物をその所期の用途で利用するときに形成された生成物を含み、容易に説明できない可能性がある。それにもかかわらず、このようなすべての変更および反応生成物は本発明の範囲内に含まれる;本発明は、上述の成分を混合することによって調製された潤滑組成物を含む。
上で引用された文書はそれぞれ、参照により本明細書に援用される。実施例、または別途明示的に指摘する場合を除いて、物質の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを規定する、本明細書におけるすべての数量は、「約」という語によって修飾されると理解されるはずである。別途指摘しない限り、本明細書で引用する各化学薬品または組成物は、異性体、副生成物、誘導体、および市販グレードに存在することが通常理解される他のこのような物質を含有する可能性がある市販グレードの物質であると解釈されるべきである。しかし、このような化学成分の量は、別途指摘しない限り、市販の物質中に通例存在する可能性のあるいずれの溶媒または希釈油も除いて表される。本明細書で示す量、範囲および比の上限および下限は独立して組合される場合があることが理解されるはずである。同様に、本発明の各要素の範囲および量は、残りの要素のいずれかの範囲または量と共に使用される場合がある。
本発明は、その好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、明細書を読めばその各種の変更が当業者に明らかになるであろうことが理解されるはずである。したがって、本明細書で開示された発明が添付請求項の範囲内に含まれるような変更を対象とするものであることが理解されるはずである。

Claims (13)

  1. 添加濃縮物によってさらに処理された潤滑組成物を変速機に供給することによって、変速機を潤滑する方法であって、添加濃縮物が:
    (a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
    (b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
    (c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
    (d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
    を含む方法。
  2. 静止摩擦低減摩擦調整剤が、式RN−C(O)Rによって表されるアミドであり、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のヒドロカルビル基であり、Rは、炭素原子が1〜6個のヒドロキシアルキル基または前記ヒドロキシアルキルとそのヒドロキシ基を介したアシル化剤との縮合によって形成された基である、請求項1に記載の方法。
  3. 静止摩擦低減摩擦調整剤が、カルボン酸またはその反応性等価物とアミノアルコールとの反応生成物から誘導され、静止摩擦低減摩擦調整剤が、それぞれ炭素原子を少なくとも6個含有するヒドロカルビル基を少なくとも2個含有する、請求項1に記載の方法。
  4. 静止低減摩擦調整剤が、ヒドロキシアミド、ヒドロキシアミドモノまたはジエステル、ヒドロキシオキサゾリン、ヒドロキシオキサゾリンエステル、オキサゾリンジエステル、トリエステルアミド、またはその混合物の1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 静止摩擦低減調整剤が3級アミンを含み、アミンが置換基ヒドロカルビル基3個を含み、そのうち2個はアルキル基であり、アミンが式:
    NR
    によって表され、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のアルキル基であり、Rは、ポリヒドロキシル含有アルキル基またはポリヒドロキシル含有アルコキシアルキル基である、請求項1に記載の方法。
  6. 静止摩擦低減調整剤がアミンを含み、アミンが式:
    NR
    によって表される2級または3級アミンであり、式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子が少なくとも6個のアルキル基であり、Rは、ヒドロキシル含有アルキル基、ヒドロキシル含有アルコキシアルキル基、アミン含有アルキル基、ヒドロカルビル基、または水素であり、RがHであるとき、RおよびRの少なくとも一方が炭素原子8〜16個のアルキル基であるという条件である、請求項1に記載の方法。
  7. 添加濃縮物が静止摩擦低減摩擦調整剤を10重量%〜50重量%、または20重量%〜40重量%含有する、請求項1に記載の方法。
  8. 添加濃縮物が腐食防止剤を0.1重量%〜5重量%、または0.2重量%〜3重量%含有する、請求項1に記載の方法。
  9. 添加濃縮物が変速機にサービス充填トップトリートとして供給される、請求項1に記載の方法。
  10. 添加濃縮物が変速機にサービス充填トップトリートとして、0.1重量%〜30重量%、または1重量%〜15重量%で供給される、請求項1に記載の方法。
  11. 変速機内の潤滑剤に添加濃縮物を供給するステップを含む、潤滑剤を含有する変速機を潤滑する方法であって、添加濃縮物が:
    (a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
    (b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
    (c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
    (d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
    を含む方法。
  12. (a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
    (b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
    (c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
    (d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
    を含む添加濃縮物。
  13. (a)4重量%〜67重量%の静止摩擦低減摩擦調整剤と;
    (b)0重量%〜10重量%、または0.1重量%〜5重量%の腐食防止剤と;
    (c)3重量%〜96重量%の潤滑粘度油と;
    (d)0重量%〜20重量%の他の性能添加剤と;
    を含む添加濃縮物の、変速機におけるスクォークを減少させるトップトリート製品としての使用。
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