JP2012507613A - ブロックコポリマーを含有する組成物および内燃機関を潤滑する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む。
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む。
(1)
(i)フリーラジカル開始剤と、
(ii)連鎖移動剤(典型的にはRAFT重合プロセスに有用なチオカルボニルチオ基を含有するもの)と、
(iii)C1〜30アルキル(メタ)アクリル系モノマー単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位を含有し、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、1つまたは複数のC1〜30アルキル(メタ)アクリル系モノマー単位とを接触させて、ポリマーを形成するステップであって、
そのステップ(1)のプロセスが、典型的には制御ラジカルまたはリビング特徴を有する他のリビング重合プロセス(たとえば制御ラジカル重合プロセス)であり、そのステップ(1)からのポリマー鎖の少なくとも約50重量%が、多価カップリング剤と反応することができる反応性末端基を含有するステップと、
(2)任意選択で、ステップ(1)のポリマーを重合阻害剤と接触させるステップと、
(3)ステップ(1)またはステップ(2)のポリマーを、1つまたは複数の(メタ)アクリル単位、典型的には少なくとも50重量%、または少なくとも75重量%のヘテロ原子含有基をさらに含有する前記単位と接触させるステップと、
(4)任意選択で、ステップ(3)のポリマーを潤滑粘度の油と混合して潤滑組成物を形成するステップと
を含むプロセスによって得られる/得ることができる、ジブロックコポリマー生成物(および任意選択で潤滑組成物)を提供する。
(1)
(i)フリーラジカル開始剤と、
(ii)連鎖移動剤(典型的にはRAFT重合プロセスに有用なチオカルボニルチオ基を含有するもの)と、
(iii)1つまたは複数の(メタ)アクリル単位、典型的には少なくとも50重量%、または少なくとも75重量%のヘテロ原子含有基をさらに有する前記単位とを接触させるステップであって、
そのステップ(1)のプロセスが、典型的には制御ラジカルまたはリビング特徴を有する他のリビング重合プロセスであり、そのステップ(1)からのポリマー鎖の少なくとも約50重量%が、多価カップリング剤と反応することができる反応性末端基を含有するステップと、
(2)任意選択で、ステップ(1)のポリマーを重合阻害剤と接触させるステップと、
(3)ステップ(1)またはステップ(2)のポリマーを、C1〜30アルキル(メタ)アクリル系モノマー単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位を含有し、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、1つまたは複数のC1〜30アルキル(メタ)アクリル系モノマー単位と接触させて、ポリマーを形成するステップと、
(4)任意選択で、ステップ(3)のポリマーを潤滑粘度の油と混合して潤滑組成物を形成するステップと
を含むプロセスによって得られる/得ることができる、ジブロックコポリマー生成物(および任意選択で潤滑組成物)を提供する。
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロック(ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数は少なくとも8個である)と、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む。
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む。
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロック(ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数は少なくとも8個である)と、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示して、ブロックコポリマーが乳化剤および/または流動点降下剤となり得るような極性基をもたらす、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、ブロックコポリマーの使用を提供する。
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示して、ブロックコポリマーが乳化剤および/または流動点降下剤となり得るような、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、ブロックコポリマーの使用を提供する。
ブロックコポリマー
本明細書中で使用する場合、用語「(メタ)アクリル単位」にはアクリルおよびメタクリル単位がどちらも含まれ、これらの単位は適切なモノマーに由来する。(メタ)アクリル単位には、典型的にはメタクリレート、アクリレート、メタクリルアミド、アクリルアミド、またはそれらの混合物が含まれる。
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、NR2基またはO(酸素)であり、
それぞれのR2は、独立して、水素または1〜8もしくは1〜4個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であり、
それぞれのR1は、独立して、水素または1〜2個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であり、一実施形態では、それぞれのR1は水素であり、
gは、1〜6または1〜3を含めた範囲内の整数である]。
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、および水素化仕上げに由来する油、未精製、精製および再精製の油、ならびにそれらの混合物が含まれる。
他の性能向上添加剤
組成物には、他の性能向上添加剤も任意選択で含まれる。他の性能向上添加剤は、金属不活性化剤、粘度調整剤、清浄剤、摩擦調整剤、磨耗防止剤、腐食阻害剤、分散剤、分散性粘度調整剤、極圧剤、抗酸化剤、泡沫阻害剤、解乳化剤、乳化剤(本発明のブロックコポリマー以外)、流動点降下剤(本発明のブロックコポリマー以外)、シール膨張剤およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つを含む。典型的には、完全に配合された潤滑油は、これらの性能向上添加剤のうちの1つまたは複数を含有する。
一実施形態では、潤滑組成物には、既知の中性または過塩基性の清浄剤がさらに含まれる。適切な清浄剤基質には、フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、サリキサレート、サリチレート、カルボン酸、リン酸、モノ−および/もしくはジ−チオリン酸、アルキルフェノール、硫黄結合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。様々な過塩基性清浄剤およびその調製方法は、WO2004/096957号およびその中に引用される参考文献を含めた、多数の特許公開にさらに詳述されている。清浄剤基質は、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、またはそれらの混合物などの金属を用いて塩としてもよい。
分散剤は、潤滑油組成物中に混合する前にこれらが灰形成金属を含有せず、また、潤滑剤およびポリマー分散剤に加えた際にこれらが通常、灰形成金属に貢献しないため、多くの場合は無灰分散剤として知られる。無灰分散剤は、比較的高分子量の炭化水素鎖に付着した極性基によって特徴づけられている。典型的な無灰分散剤には、N−置換の長鎖アルケニルスクシンイミドが含まれる。N−置換の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350〜5000または500〜3000の範囲であるポリイソブチレンスクシンイミドが含まれる。スクシンイミド分散剤およびその調製物は、たとえば、米国特許第3,172,892号または米国特許第4,234,435号に開示されている。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。
抗酸化化合物は知られており、たとえば、硫化オレフィン、アルキル化ジフェニルアミン(典型的には、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)、ヒンダードフェノール、モリブデン化合物(ジチオカルバミン酸モリブデンなど)、またはそれらの混合物が含まれる。抗酸化化合物は、単独でまたは組み合わせて使用し得る。抗酸化剤は、(油なしに基づいて、すなわち活性物質に基づいて)潤滑組成物の0重量%〜20重量%、または0.1重量%〜10重量%、または1重量%〜5重量%の範囲で存在し得る。
粘度調整剤には、無水マレイン酸−(アルファオレフィン)コポリマーの水素化コポリマー、スチレン−ブタジエン、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素化スチレン−イソプレンポリマー、水素化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、水素化アルケニルアレーンとコンジュゲートしたジエンコポリマー、ポリオレフィン、無水マレイン酸−スチレンコポリマーのエステルが含まれる。
分散性粘度調整剤(多くの場合DVMと呼ばれる)には、官能化したポリオレフィン、たとえば、無水マレイン酸およびアミンなどのアシル化剤で官能化したエチレン−プロピレンコポリマー、アミンで官能化した、またはアミンと反応させたスチレン−無水マレイン酸コポリマーでエステル化したポリメタクリレートが含まれる。
一実施形態では、潤滑組成物には磨耗防止剤がさらに含まれる。
油中で可溶性の極圧(EP)剤には、硫黄および塩化硫黄含有EP剤、塩素化炭化水素EP剤ならびにリンEP剤が含まれる。そのようなEP剤の例には、塩素化ワックス、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、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフェノール、硫化ジペンテン、硫化テルペン、および硫化ディールズ−アルダー付加物、リンスルフィドとテレピン油またはオレイン酸メチルとの反応生成物などのリン硫化(phosphosulphurised)炭化水素、亜リン酸二炭化水素および三炭化水素などのリンエステル、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、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸ジ−2−エチルヘキシル、亜リン酸ジドデシル、亜リン酸ジC12〜14アルキル、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の亜リン酸フェノール、ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛およびヘプチルフェノール二酸バリウムなどの金属チオカルバミン酸塩、たとえばジアルキルジチオリン酸と酸化プロピレンとの反応生成物のアミン塩を含めたアルキルとジアルキルリン酸とのアミン塩、ならびにそれらの混合物が含まれる。
一実施形態では、潤滑組成物には、摩擦調整剤またはそれらの混合物がさらに含まれる。典型的には、摩擦調整剤は、(油なしに基づいて、すなわち活性物質に基づいて)0重量%〜10重量%、または0.05重量%〜8重量%、または0.1重量%〜4重量%を含めた範囲で存在し得る。
腐食阻害剤などの他の性能向上添加剤には、米国出願US05/038319号(2004年10月25日に出願、McAteeおよびBoyerが発明者名)の段落5〜8に記載されているもの、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酸無水物およびオレイン酸などの脂肪酸とポリアミンとの縮合物が含まれる。一実施形態では、腐食阻害剤にはSynalox(登録商標)腐食阻害剤が含まれる。Synalox(登録商標)腐食阻害剤は、典型的には酸化プロピレンのホモポリマーまたはコポリマーである。Synalox(登録商標)腐食阻害剤は、The Dow Chemical Companyから出版されている製品カタログ様式番号118−01453−0702 AMS中にさらに詳述されている。この製品カタログの表題は「SYNALOX Lubricants,High−Performance Polyglycols for Demanding Applications」である。
一実施形態では、機械的装置は内燃機関である。
潤滑剤実施例LC1〜LC8および比較潤滑剤実施例CLC1〜CLC3を以下のASTM試験D445、D4684−07およびD5985−02において評価する。また、潤滑剤はChryslerのFFV乳濁液安定性試験においても評価する。
n/mは測定しなかったデータ点を示す。
(i)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(たとえば、アルキルまたはアルケニル)、脂環(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、および脂環で置換された芳香族置換基、ならびに環が分子の別の部分によって完成される環状置換基(たとえば、一緒になって1つの環を形成する2つの置換基)、
(ii)置換された炭化水素置換基、すなわち、本発明の文脈では、置換基の主に炭化水素の性質を変更しない、非炭化水素基を含有する置換基(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、ならびにスルホキシ)、
(iii)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の文脈では、主に炭化水素の特徴を有する一方で、それ以外は炭素原子からなる環または鎖中に炭素以外を含有する置換基であり、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が包含されるもの、
(iv)硫黄、酸素、および窒素を含めたヘテロ原子が含まれる。一般に、ヒドロカルビル基中の10個の炭素原子ごとに2個以下、好ましくは1個以下の非炭化水素置換基が存在し、典型的には、ヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基は存在しない。
Claims (16)
- ブロックコポリマーが、
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロック(ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数は少なくとも8個である)と、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、該疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、該(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、潤滑粘度の油と該ブロックコポリマーとを含む潤滑組成物を内燃機関に供給することを含む、内燃機関を潤滑する方法。 - 前記内燃機関がフレキシブル燃料車エンジンである、請求項1に記載の方法。
- 前記ブロックコポリマーが、
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)ヘテロ原子基をさらに有することで極性基を提供する、(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、前記請求項1から2のいずれかに記載の方法。 - 前記ブロックコポリマーが、
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも70重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の30重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数は少なくとも8個である、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、該疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、該(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、前記請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 前記ブロックコポリマーが、
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも80重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の20重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数は少なくとも8個である、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、該疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、該(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、前記請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 前記第2のブロックの前記ヘテロ原子含有基が、硫黄、窒素、非カルボニル酸素、リン、またはそれらの混合物を含有する、前記請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のブロックの前記ヘテロ原子含有基が窒素を含有する、前記請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記ヘテロ原子含有基が、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、およびそれらの混合物からなる群から選択される窒素含有モノマーに由来する、前記請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記ブロックコポリマーがメタクリレートポリマーである、前記請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 前記ブロックコポリマーが直鎖状ジブロックコポリマーである、前記請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 前記ブロックコポリマーが、制御ラジカル重合プロセスまたは他のリビング重合プロセスから得られる/得ることができる、前記請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記制御ラジカル重合プロセスまたは他のリビング重合プロセスが、RAFT(可逆的付加開裂移動)、ATRP(原子移動ラジカル重合)、窒素酸化物媒介性、または陰イオン性のうちの1つである、請求項11に記載の方法。
- 前記制御ラジカル重合プロセスがRAFTプロセスである、請求項12に記載の方法。
- (a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、該疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、該(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、潤滑粘度の油と該ブロックコポリマーとを含む潤滑組成物。 - ポリマーが、
(a)C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の少なくとも50重量%がC12〜15アルキル(メタ)アクリル単位であり、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位の50重量%までがC16〜20アルキル(メタ)アクリル単位であり、ただし、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位のアルキル基の炭素原子の平均合計数が少なくとも8個である、該C1〜30アルキル(メタ)アクリル単位を有する疎水性の第1のブロックと、
(b)非カルボニルヘテロ原子含有基をさらに有することで(メタ)アクリル単位に極性基を提供し、該疎水性の第1のブロックよりも高い親水性を示す、該(メタ)アクリル単位を有する第2のブロックと
を含む、潤滑剤における乳化剤および/または流動点降下剤としてのブロックコポリマーの使用。 - 乳化剤および流動点降下剤としての、請求項15に記載のブロックコポリマーの使用。
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