JP2011046960A - 過塩基化清浄剤添加剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルカリ土類金属の過塩基化清浄剤潤滑剤添加剤であって、該添加剤用の界面活性剤として多割合の有機性で実質的に芳香族のカルボキシレートを含有し、該添加剤が、
(a)200以上のTBN;
(b)70質量%以上の活性成分(該活性成分は基油以外の全成分である);
(c)1000mm2/s未満の100℃における動粘度;及び
(d)13未満の塩基性指数;
を有する前記過塩基化アルカリ土類金属清浄剤潤滑剤添加剤。
【選択図】なし
Description
そのような過塩基化添加剤は、酸性物質イオンにより液状媒体(又は希釈剤又は基油)中で安定化された塩基性物質のコロイド状粒子を含む濃縮物の形態で存在し、界面活性剤又は石鹸と称されることもある。そのような添加剤の望ましい性質としては、全塩基価(TBN)が高いこと、容易に混合して最終潤滑剤を製造可能とする良好な操作性、及び添加剤の能率を最大にする活性成分の含有量が高いことがあげられる。これらの望ましい性質は、残念ながら、互いに相容れない:活性成分の含有量が高いと、粘度が許容できないくらい高くなって、操作性の問題を引き起こす可能性がある。例えば、特許文献3には、界面活性剤がサリチレートであり、良好な塩基性及び操作性特性を有するものの、活性成分含有量が60質量%を超えない過塩基化添加剤が記載されている。
(a)200以上、又は250以上、又は300以上、例えば300〜500又は300〜400のTBN;
(b)70質量%以上、例えば95質量%まで、又は90質量%まで、又は85質量%まで、又は80質量%までの活性成分(該活性成分は基油以外の全成分である);
(c)1000mm2/s未満、例えば50以上1000mm2/s未満、又は100〜500mm2/sの100℃における動粘度;及び
(d)13未満、好ましくは10未満、より好ましくは8未満の塩基性指数(BI);
を有する前記過塩基化アルカリ土類金属清浄剤潤滑剤添加剤である。
本発明の第三の観点は、本発明の第二の観点の潤滑油組成物を船舶用ディーゼルエンジンに供給することを含む船舶用ディーゼルエンジンを潤滑する方法である。
本発明の第四の観点は、
(a)船舶用ディーゼルエンジン、例えばトランクピストンエンジンの被潤滑機械部分;及び
(b)本発明の第二の観点の潤滑油組成物
を含む組み合わせである。
明記されている添加剤に関しても、組成物中に存在する添加剤の活性成分とみなされる添加剤の全ての全質量%に関しても、
“多割合の”は、組成物の50質量%を超える量を意味する;
“少割合の”は、組成物の50質量%未満の量を意味する;
“含有する”又は同種の用語は、明記されている特徴、工程、整数又は成分の存在を特定するのに考慮されるが、一以上の他の特徴、工程、整数、成分又はそれらのグループの存在又は追加を除外するものではない;
“TBN”は、ASTM D2896により測定される全塩基価である;
“実質的に芳香族の”は、カルボキシレートの50重量%超、好ましくは70重量%超、より好ましくは80重量%超、最も好ましくは90重量%超が芳香族であることを意味する;及び
“塩基性度(BI)”は、全有機酸に対する全アルカリ土類金属の当量比として定義される。
本発明の潤滑油組成物は、混合の前後で化学的に同じままであり得るか又は同じであり得ない明記されている個々の成分、すなわち別々の成分を含有することに留意されたい。
本発明の特徴を以下に詳細に説明する。
本発明の第一の観点の清浄剤において、適当な、有機性で実質的に芳香族のカルボキシレート清浄剤はベンゼン又はナフタレン環及び油溶解性基又は全部で少なくとも8、特に少なくとも12の炭素原子を有する基を含有する酸から誘導されるものである。ヒドロカルビル−、特にアルキル基中に少なくとも10、特に12〜26、例えば14〜18の炭素原子を有するアルキルサリチル酸が好ましい。界面活性剤一種のみが存在するのが好ましい。サリチレートが本発明の添加剤用の単独の界面活性剤を構成するのが好ましい。
使用できる他の適当な酸としては、置換又は未置換の脂肪族又は脂環式酸があげられる。例として、ナフテン酸;及びステアリン酸、イソステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸及びヒドロキシステアリン酸及び三級カルボン酸等の炭素数が8を超える脂肪族酸があげられる。
過塩基化清浄剤を製造するのに使用する塩基性カルシウム化合物としては、カルシウムの酸化物、水酸化物、アルコキシド、カルボキシレート及びそれらの混合物があげられる。
炭酸塩化は100℃未満の温度で行う。炭酸塩化は、80℃未満の温度で、より好ましくは60℃未満の温度で、さらにより好ましくは40℃未満の温度で、最も好ましくは35℃未満の温度で行うのが好ましい。炭酸塩化は大気圧で行うのが好ましい。
(a)有機性希釈剤油、液状一価アルコール及び水の存在下、有機性で実質的に芳香族の酸、例えば油溶性アルキルサリチル酸を、過剰の水酸化カルシウムで中和する工程;
(b)第一炭酸塩化工程において、該混合物を二酸化炭素で炭酸塩化する工程;
(c)該混合物の温度を上昇させ、次いで下降させる工程;
(d)さらに水酸化カルシウムを添加し、第二炭酸塩化工程において、該混合物を二酸化炭素で炭酸塩化する工程;
(e)該混合物の温度を上げ、さらに希釈剤油を添加する工程;及び
(f)溶媒及び水を除去し、必要により濾過する工程。
本発明の過塩基化清浄剤は、油ベースの組成物、例えば潤滑剤又はグリース用添加剤として有用である。油ベース組成物中に含まれ得る過塩基化清浄剤の量は、組成物のタイプ及びその予定される用途に依存する:船舶用途用潤滑剤は、典型的には、最終潤滑剤を基準として活性成分ベースで、0.5から18質量%の過塩基化清浄剤を含有する。自動車用クランクケース潤滑油は、典型的には最終潤滑剤を基準として活性成分ベースで、0.01から6質量%の過塩基化清浄剤を含有する。
本発明の第二の観点を提供するために、本発明の過塩基化清浄剤を潤滑粘度の油(又はベースストック)に任意の便利な方法で導入し得る。従って、トルエン又はシクロヘキサン等の適当な溶媒を必要により使用して、周囲温度又は高温で、過塩基化清浄剤を油に所望の濃度で直接分散させるか又は溶解させることにより添加することができる。
本発明の清浄剤は、TBNが高く、活性成分含有量も高いため、これまでよりも低い清浄剤処理割合で、比較的TBNが高く、有機性で実質的に芳香族のカルボキシレート界面活性剤濃度も高い潤滑油組成物をブレンドすることが可能である。
該組成物用のベースストックは合成物又は天然物であり得る。
合成ベースストックとしては、ジカルボン酸、ポリグリコール及びアルコールのアルキルエステル;ポリブテンを含むポリ−α−オレフィン;アルキルベンゼン;リン酸の有機エステル;及びポリシリコーン油があげられる。
天然ベースストックとしては、その天然源について、例えば、パラフィン系、ナフテン系、混合系、又はパラフィン系−ナフテン系かどうかについて、並びにその製造方法について、例えばその蒸留範囲及び直留であるか又はクラッキングされたか、水素化されたか(hydrofined)又は溶媒抽出されているかについて、広く多様であり得る鉱物性潤滑油があげられる。
船舶用潤滑剤に使用するのに適当な潤滑油ベースストックは、他の粘度を有するベースストックを使用することもできるが、100℃において典型的には3〜15mm2/sの粘度を有するのが都合がよい。従って、例えば、典型的には100℃において30〜35mm2/sの粘度を有するブライトストックを使用することができる。
酸化抑制剤又は酸化防止剤により、運転中に鉱油が劣化する傾向を減少する。この劣化は、例えば、金属正面上にワニス状沈殿物が生成したり、スラッジが生成したり、粘度が増加することにより明らかとなる。適当な酸化抑制剤としては、硫化アルキルフェノール及びそのアルカリ又はアルカリ土類金属塩:ジフェニルアミン;フェニル−ナフチルアミン;及びホスホ硫化又は硫化炭化水素があげられる。
最終油の他の成分と相溶性である摩擦改質剤及び燃料エコノミー剤もまた含有することができる。そのような物質の例としては、高級脂肪酸のグリセリルモノエステル、長鎖ポリカルボン酸とジオールとのエステル、オキサゾリン化合物及び油溶性モリブデン化合物があげられる。
分散剤及び粘度指数向上剤分散剤の例は、欧州特許公開第24146号明細書に記載されている。
耐磨耗剤は、その名が意味するように、金属部分の磨耗を減少させる。ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛(ZDDPs)は耐磨耗剤として非常に広範に使用されている。油ベース組成物において使用するのに特に好ましいZDDPsは、式Zn[SP(S)(OR1)(OR2)]2(式中、R1及びR2は1〜18、好ましくは2〜12の炭素原子を含有する)のものである。
上述の添加剤の幾つかは、多様な効果を奏することができる。従って、例えば、単一の添加剤が分散剤−酸化抑制剤として作用し得る。このアプローチは周知であり、本明細書において更に詳細に述べる必要はない。
潤滑油組成物が一以上の上述の添加剤を含有するとき、各添加剤は典型的には添加剤が所望の機能を発揮できる量で基油にブレンドされる。クランクケース潤滑剤中で使用したときの、そのような添加剤の代表的な効果的な量は以下の通りである:
最終組成物は典型的には約5〜40質量%の添加剤パッケージを含有することができる。なお、残部は基油である。
実施例1:過塩基化カルシウムサリチレート清浄剤添加剤の製造
トルエン(453g)、メタノール(296g)、水(27g)及び希釈油(19g;SN150)を反応器に導入して温度を約20℃に維持しながら混合した。水酸化カルシウム(Ca(OH)2)(142g)を添加し、撹拌しながら該混合物を40℃に加熱した。このようにして得られたスラリーに、アルキルサリチル酸(495g)及びトルエン(100g)を添加し、次いでさらに20gのトルエンを添加した。
1.大気圧下、114℃までの温度。大気圧下114℃になったとき、最終的に希釈油(50g)を添加した。
2.500mbarの圧力下、114℃から125℃、
3.250mbarの圧力下、125℃から160℃。
最終的に、生成物を濾過して沈殿物を除去した。
・TBN=364mgKOH/g(ASTM D2896により測定)
・kV100=217mm2/s(ASTM D445により測定)
・活性成分含有量=76質量%([最終製品の質量−基油の質量]/[最終製品の質量]として計算)
・塩基性指数(BI)=6.0
トルエン(453g)、メタノール(296g)、水(27g)及び希釈油(19g;SN150)を反応器に導入して温度を約20℃に維持しながら混合した。水酸化カルシウム(Ca(OH)2)(206g)を添加し、撹拌しながら該混合物を40℃に加熱した。このようにして得られたスラリーに、アルキルサリチル酸(588g)及びトルエン(100g)を添加し、次いでさらに20gのトルエンを添加した。
1.大気圧下、114℃までの温度。大気圧下114℃になったとき、最終的に希釈油(84g)を添加した。
2.500mbarの圧力下、114℃から125℃、
3.250mbarの圧力下、125℃から160℃。
最終的に、生成物を濾過して沈殿物を除去した。
・TBN=309mgKOH/g(ASTM D2896により測定)
・kV100=299cSt(ASTM D445により測定)
・活性成分含有量=81質量%([最終製品の質量−基油の質量]/[最終製品の質量]として計算)
・塩基性指数(BI)=4.3
実施例1において製造した過塩基化カルシウムサリチレート清浄剤を、潤滑粘度の油と、8.3%の処理割合においてのみブレンドし、TBN30及びサリチレート(界面活性剤)含有量43mmol/kgの組成物を得た。
1. Ca又はMg等のアルカリ土類金属の過塩基化清浄剤潤滑剤添加剤であって、該添加剤用の界面活性剤として多割合の有機性で実質的に芳香族のカルボキシレートを含有し、該添加剤が、
(a)200以上、好ましくは250以上、より好ましくは300以上のTBN;
(b)70質量%以上、好ましくは85質量%以上の活性成分(該活性成分は基油以外の全成分である);
(c)1000mm2/s未満、好ましくは100〜500mm2/sの100℃における動粘度;及び
(d)13未満、好ましくは10未満、より好ましくは8未満の塩基性指数(BI);
を有する前記過塩基化アルカリ土類金属清浄剤潤滑剤添加剤。
2. 有機性で実質的に芳香族のカルボキシレートがサリチレートである上記1記載の添加剤。
3. サリチレートが、アルキル基の炭素数が好ましくは少なくとも10であるアルキルサリチレートである上記2記載の添加剤。
4. サリチレートが添加剤用の単独の界面活性剤を構成する上記2又は3記載の添加剤。
5. 多割合の潤滑粘度の油と少割合の上記 1〜4のいずれか1項記載の添加剤との混合物を含有する潤滑油組成物。
6. 船舶用潤滑剤の形態、好ましくはトランクピストン船舶エンジン油又は船舶シリンダー油の形態の上記5記載の組成物。
7. 上記6記載の潤滑油組成物を船舶用ディーゼルエンジンに供給することを含む船舶用ディーゼルエンジンを潤滑する方法。
8.(a)船舶用ディーゼルエンジンの被潤滑機械部分;及び
(b)上記6記載の潤滑油組成物
を含む組み合わせ。
Claims (1)
- Ca又はMg等のアルカリ土類金属の過塩基化清浄剤潤滑剤添加剤であって、該添加剤用の界面活性剤として多割合の有機性で実質的に芳香族のカルボキシレートを含有し、該添加剤が、(a)200以上、好ましくは250以上、より好ましくは300以上のTBN;
(b)70質量%以上、好ましくは85質量%以上の活性成分(該活性成分は基油以外の全成分である);
(c)1000mm2/s未満、好ましくは100〜500mm2/sの100℃における動粘度;及び
(d)13未満、好ましくは10未満、より好ましくは8未満の塩基性指数(BI);
を有する前記過塩基化アルカリ土類金属清浄剤潤滑剤添加剤。
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