JP2013221156A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関クランクケース潤滑油組成物のための添加物パッケージであって、
(A)添加物パッケージの質量に対して、5〜99.4質量%の潤滑粘度の希釈油;ならびに
(B)下記の添加物:
(B1)添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、0.1〜10質量%のポリマー摩擦調整剤(ポリマー摩擦調整剤は、
(a)官能化ポリオレフィン、
(b)ポリエーテル、
(c)ポリオール、および
(d)モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物である)、
(B2)添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、0.5〜10質量%のモノマー親油性炭化水素鎖に共有結合している極性末端基を含む1種または複数の無灰有機摩擦調整剤
を含み、またはこれらを混合することによって作製される添加物パッケージ。
【選択図】なし
Description
添加物パッケージは、製造および使用の間の一定の期間、棚上で保存することができる。添加物が種々の異なる化学物質を含むことを考えれば、添加物のいくつかが互いに相互作用することは珍しいことではない。化学物質は必ずしも互いに化学的に反応しない一方、これらのいくつかは一緒に良好に混合されない。これは、添加物パッケージ中で濁りまたは沈降物の望ましくない生成をもたらし得る。
添加物パッケージの安定性は、添加物パッケージの配合者にとって主要な懸念である。添加物の相互作用は、配合者が使用することができる添加物の組合せを制限することがあり、潤滑剤性能の便益のために望ましい添加物の組合せは、添加物パッケージの不安定性によって使用できないことがあることを意味する。
改善された摩耗性能および改善された燃料経済性を含めた改善された性能を得るために、摩擦調整剤、および摩擦調整剤の組合せを使用することは長い間公知であった。しかし、従来の摩擦調整剤は、摩擦調整剤と添加物パッケージ中に存在する他の添加物との乏しい適合性の結果として、添加物パッケージの不安定性をもたらすことが多い。この作用は、これらの従来の摩擦調整剤の量が添加物パッケージ中で増加するにつれてますます明らかとなる。燃料経済性を改善するために潤滑剤の摩擦係数を減少させる現在の欲求によって、より高い処理率の摩擦調整剤を使用することが望ましい。しかしこれは許容されないレベルの添加物パッケージの不安定性をもたらすために、一般に可能ではない。
この問題に立ち向かう試みにおいて、本発明者らは、新規な摩擦調整剤組成物を探してきた。
自動車の機関油および/または燃料において使用するための摩擦減少添加物の最近の例は、国際特許出願第WO2011/107739号に記載されている。この文献において記載されている摩擦減少添加物は、ポリオレフィン、ポリアクリル酸およびポリスチレニルから選択される疎水性ポリマーサブユニットとポリエーテル、ポリエステルおよびポリアミドから選択される親水性ポリマーサブユニットとの反応生成物、である。WO2011/107739に記載されている摩擦減少添加物は、機関油または燃料の改善された燃料経済性および燃料経済性保持性能を促進すると言われている。
(A)潤滑粘度の希釈油;ならびに
(B)下記の添加物:
(B1)ポリマー摩擦調整剤(ポリマー摩擦調整剤は、
(a)官能化ポリオレフィン、
(b)ポリエーテル、
(c)ポリオール、および
(d)モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物である);
(B2)モノマー親油性炭化水素鎖に共有結合している極性末端基を含む1種または複数の無灰モノマー摩擦調整剤を含む無灰有機摩擦調整剤
を含み、またはこれらを混合することによって作製され、
ASTM D2896によって測定して、62〜63.5の全アルカリ価(TBN)を有さない、内燃機関クランクケース潤滑油組成物のための添加物パッケージを提供する。
第3の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による摩擦調整添加物の組合せを使用した、添加物パッケージを形成させることを含む、高レベルの摩擦調整構成成分を含有する添加物パッケージの安定性を改善する方法を提供する。
第4の態様において、本発明は、使用されて第2の態様におけるように内燃機関クランクケース潤滑油組成物を形成するとき、抗摩耗性能の欠点の最小化を実現する、改善されたパッケージの安定性を示す、第1の態様におけるような添加物パッケージを提供する。
第5の態様において、本発明は、使用されると内燃機関を潤滑させるときに改善された抗摩耗性能を実現する内燃機関クランクケース潤滑油組成物を形成するための、本発明の第1の態様による添加物パッケージの使用であって、潤滑油組成物が、80〜95質量%のベースストックおよび5〜20質量%の添加物パッケージを含む使用を提供する。好ましくは、潤滑油組成物のベースストックは、85質量%以下のグループIVのベースストックを含む。
「多量」とは、組成物の50質量%超を意味し、
「少量」とは、組成物の50質量%未満を意味し、
「TBN」とは、ASTM D2896によって測定した全アルカリ価を意味する。
「リン含量」は、ASTM D5185によって測定され、
「硫酸化灰分含量」は、ASTM D874によって測定され、
「硫黄含量」は、ASTM D2622によって測定され、
「KV100」は、ASTM D445によって測定した100℃での動粘度を意味する。
また、必須であり、任意選択であり、および従来通りである、使用される様々な構成成分は、配合、保存または使用の条件下で反応することができ、かつ本発明はまた、任意のこのような反応の結果として、得ることができまたは得られる生成物を提供することが理解される。
さらに、本明細書において記載する任意のより上およびより下の量、範囲ならびに比の限度は、独立に合わせてもよいことが理解される。
希釈油(A)
本発明の第1の態様の希釈油、および本発明の第2の態様のベースストック(「ベース油」と称されることもある)は、天然(野菜、動物または鉱物)および合成の潤滑油、ならびにこれらの混合物から選択し得る。
ベースストック群は、米国石油協会(API)の出版物"Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998において定義されている。
a)グループIのベースストックは、90パーセント未満の飽和炭化水素および/または0.03パーセント超の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、80以上および120未満の粘度指数を有する。
b)グループIIのベースストックは、90パーセント以上の飽和炭化水素および0.03パーセント以下の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、80以上および120未満の粘度指数を有する。
c)グループIIIのベースストックは、90パーセント以上の飽和炭化水素および0.03パーセント以下の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、120以上の粘度指数を有する。
d)グループIVのベースストックは、ポリαオレフィン(PAO)である。
e)グループVのベースストックは、グループI、II、III、またはIVに含まれない全ての他のベースストックを含む。
本発明の添加物パッケージを含有する潤滑油組成物のための希釈油またはベースストックとして使用し得る潤滑粘度の油の例を、下記のように詳述する。
合成潤滑油には、炭化水素油、例えば、重合および共重合オレフィン(例えば、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、塩素化ポリブチレン、ポリ(1−ヘキセン)、ポリ(1−オクテン)、ポリ(1−デセン));アルキルベンゼン(例えば、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);ポリフェノール(例えば、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化ポリフェノール);ならびにアルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化硫化ジフェニル、ならびにその誘導体、類似体および相同体が含まれる。
合成潤滑油の別の適切なクラスは、ジカルボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸(sebasic acid)、フマル酸、アジピン酸、リノール酸二量体、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸)と、種々のアルコール(例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール)とのエステルを含む。これらのエステルの具体例には、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ(2−エチルヘキシル)、フマル酸ジ−n−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエイコシル、リノール酸二量体の2−エチルヘキシルジエステル、ならびに1モルのセバシン酸と2モルのテトラエチレングリコールおよび2モルの2−エチルヘキサン酸とを反応させることによって形成される複合エステルが含まれる。
合成油として有用なエステルにはまた、C5−C12モノカルボン酸およびポリオール、およびポリオールエーテル、例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールおよびトリペンタエリトリトールから作製されるものが含まれる。
好ましくは、潤滑粘度の油の揮発性は、Noack試験(ASTM D5880)によって測定して、20%以下、好ましくは16%以下、好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下である。
本明細書において使用される「油溶性」もしくは「分散性」という用語、または同族の用語は、化合物または添加物が、全ての比率で油に可溶性、溶解可能、混和性、または懸濁させることができることを必ずしも示さない。しかし、化合物または添加物が、油が用いられる環境においてこれらの意図する作用を発揮するのに十分な程度まで油中で、例えば、可溶性または安定して分散性であることを意味する。さらに、他の添加物をさらに組み込むことによってまた、必要に応じて、より高いレベルの特定の添加物の組込みを可能にし得る。
全てのポリマーと同様に、本発明のポリマー摩擦調整剤は、様々なサイズの分子の混合物を含む。適切に、分子の大部分は、1,000〜30,000ダルトンの範囲の分子量を有する。
官能化ポリオレフィンは好ましくは、2〜6個の炭素原子を有するモノオレフィンのポリマー(エチレン、プロピレン、ブタンおよびイソブテンなど)に由来する。本発明の官能化ポリオレフィンは、15〜500個、好ましくは50〜200個の炭素原子の鎖を適切に含有する。好ましくは、第1のポリマーサブユニットのポリマーは、ポリイソブテンまたはその誘導体である。
官能化ポリオレフィンは、ポリオレフィンと不飽和二酸または無水物との反応からの、二酸または無水物官能基を含み得る。官能化ポリオレフィンは、例えば、無水マレイン酸との反応によって適切に官能化される。
好ましい一実施形態において、官能化ポリオレフィンは、無水マレイン酸と反応し、ポリイソブチレンコハク酸無水物(PIBSA)を形成させるポリイソブチレンポリマーである。適切に、PIBSAは、300〜5000Da、好ましくは500〜1500Da、特に800〜1200Daの範囲の分子量を有する。PIBSAは、末端不飽和基を有するポリイソブチレンと無水マレイン酸との付加反応から作製した市販の化合物である。
代わりに、官能化ポリオレフィンは、過酸、例えば、過安息香酸または過酢酸とのエポキシ化反応によって官能化し得る。
本発明の官能化ポリオレフィンおよびポリエーテルは、ブロックコポリマー単位を形成し得る。
官能化ポリオレフィンおよびポリエーテルは、互いに直接連結してもよく、かつ/またはこれらは、主鎖部分によって一緒に連結し得る。
本発明のポリマー摩擦調整剤のポリオール反応物は、官能化ポリオレフィンおよびポリエーテル反応物を一緒に連結することができる主鎖部分を適切に提供する。ポリオールは、ジオール、トリオール、テトロール、および/または関連する二量体もしくは三量体、またはこのような化合物の鎖延長ポリマーでよい。適切なポリオールには、グリセロール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールおよびソルビトールが含まれる。好ましい一実施形態において、ポリマー摩擦調整剤は、グリセロール主鎖部分を含む。
ポリマー摩擦調整剤(B1)は適切に、1,000〜30,000Da、好ましくは1,500〜25,000Da、より好ましくは2,000〜20,000Daの平均分子量を有する。
ポリマー摩擦調整剤(B1)は適切に、20未満、好ましくは15未満、より好ましくは10未満の酸価を有する。ポリマー摩擦調整剤(B1)は、1超、好ましくは3超、より好ましくは5超の酸価を適切に有する。好ましい一実施形態において、ポリマー摩擦調整剤(B1)は、6〜9の範囲の酸価を有する。
適切に、ポリマー摩擦調整剤(B1)は、国際特許出願第WO2011/107739号に記載されている通りであり、その中の摩擦調整剤を作製する方法の記載および例は、それへの参照により本明細書中に組み込まれている。
本発明のポリマー摩擦調整剤は、添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、少なくとも0.1質量%、好ましくは少なくとも0.5質量%、より好ましくは少なくとも1質量%の量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。本発明のポリマー摩擦調整剤は、添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、10質量%未満、好ましくは6質量%未満の量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。
本発明のポリマー摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、少なくとも0.1質量%、好ましくは少なくとも0.3質量%のポリマー摩擦調整剤を、添加物パッケージから作製される潤滑油組成物に与えるのに十分な量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。本発明のポリマー摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、5質量%未満、好ましくは1質量%未満のポリマー摩擦調整剤を、添加物パッケージから作製される潤滑油組成物に与えるのに十分な量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。
本発明の無灰(金属非含有)の有機摩擦調整剤は、任意の従来の無灰有機潤滑油摩擦調整剤でよい。適切な無灰有機摩擦調整剤の例には、モノマー親油性炭化水素鎖に共有結合している極性末端基(例えば、カルボキシルまたはヒドロキシルまたはアミン)を含むモノマー摩擦調整剤が含まれる。モノマー親油性炭化水素鎖は、12〜36個の炭素原子を適切に含む。適切に、モノマー親油性炭化水素鎖は、優勢に直鎖状、例えば、少なくとも90%直鎖状である。モノマー親油性炭化水素鎖は、動物または植物性脂肪に適切に由来する。無灰有機摩擦調整剤(B2)は、無灰有機摩擦調整剤の混合物を含み得る。
無灰アミンまたはアミンベースの摩擦調整剤をまた使用してもよく、油溶性アルコキシル化モノ−およびジ−アミンを含む。1つの一般のクラスのこのような無灰窒素含有の摩擦調整剤は、エトキシ化アルキルアミン(エトキシ化獣脂アミンなど)を含む。このような摩擦調整剤はまた、ホウ素化合物との付加体または反応生成物の形態(三酸化二ホウ素、ハロゲン化ホウ素、メタホウ酸塩、ホウ酸、またはモノ−、ジ−もしくはトリ−アルキルボレートなど)でよい。
本発明の無灰有機摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、少なくとも0.05質量%、例えば、少なくとも0.1質量%、好ましくは少なくとも0.2質量%の無灰有機摩擦調整剤を、添加物パッケージから作製される潤滑油組成物に与えるのに十分な量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。本発明の無灰有機摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、5質量%未満、好ましくは1質量%未満の無灰有機摩擦調整剤を、添加物パッケージから作製される潤滑油組成物に与えるのに十分な量で、添加物パッケージ中に適切に存在する。
下記のものなどの他の添加物はまた、本発明の添加物パッケージ中、または本発明の添加物パッケージを含む潤滑油組成物中に任意選択で存在し得る。
本発明による添加物パッケージは、金属含有洗浄剤、無灰洗浄剤、抗摩耗剤、無灰分散剤、油溶性モリブデン化合物、抗酸化剤(anitoxidants)およびケイ素消泡剤を含む群から選択される1つ以上の添加物をさらに含み得る。
金属洗浄剤は、沈着物を減少させ、または除去するための洗浄剤として、および酸中和剤またはさび防止剤としての両方で機能し、それによって摩耗および腐食を減少させ、機関寿命を延ばす。洗浄剤は一般に、長い疎水性尾部を有する極性頭部を含み、極性頭部は、酸性有機化合物の金属塩を含む。塩は、実質的に化学量論量の金属を含有してもよく、この場合、塩は通常正塩または中性塩と記載され、典型的には0〜80の全アルカリ価またはTBN(ASTM D2896によって測定することができるように)を有する。過剰な金属化合物(例えば、酸化物または水酸化物)と酸性ガス(例えば、二酸化炭素)とを反応させることによって、多量の金属塩基を組込み得る。得られた過塩基性洗浄剤は、金属塩基(例えば、カーボネート)ミセルの外層として中和された洗浄剤を含む。このような過塩基性洗浄剤は、150以上のTBNを有してもよく、典型的には250〜450以上のTBNを有する。式Iの化合物の存在下で、過塩基性洗浄剤の量は減少させることができ、または減少したレベルの過塩基性を有する洗浄剤(例えば、100〜200のTBNを有する洗浄剤)、または中性洗浄剤を用いることができ、その性能を低下させることなしに、潤滑油組成物のSASH含量の対応する減少をもたらす。
使用し得る洗浄剤には、金属、特に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、およびマグネシウムの、油溶性中性および過塩基性のスルホン酸塩、フェネート、硫化フェネート、チオホスホン酸塩、サリチル酸塩、およびナフテン酸塩および他の油溶性のカルボン酸塩が含まれる。最も一般に使用される金属は、カルシウムおよびマグネシウム(両方とも、潤滑剤中に使用される洗浄剤中に存在し得る)、ならびにカルシウムおよび/またはマグネシウムとナトリウムとの混合物である。洗浄剤の組合せは、過塩基性または中性または両方であろうと、使用し得る。
油溶性のスルホネートまたはアルカリールスルホン酸は、金属の酸化物、水酸化物、アルコキシド、炭酸塩、カルボン酸塩、硫化物、ヒドロ硫化物、硝酸塩、ホウ酸塩およびエーテルで中和し得る。最終生成物の所望のTBNを考慮して金属化合物の量は選択されるが、典型的には、化学量論的に必要とされるものの約100〜220質量%(好ましくは少なくとも125質量%)の範囲である。
フェノールおよび硫化フェノールの金属塩は、適正な金属化合物(酸化物または水酸化物など)との反応によって調製され、中性または過塩基性の生成物は、当技術分野で周知の方法によって得てもよい。硫化フェノールは、フェノールと、硫黄または硫黄含有化合物(硫化水素、一ハロゲン化硫黄または二ハロゲン化硫黄など)とを反応させることによって調製してもよく、2つ以上のフェノールが硫黄含有架橋によって架橋されている、一般に化合物の混合物である生成物を形成させる。
本発明の別の実施形態において、添加物パッケージは、50〜450のTBN、好ましくは50〜250のTBNを有する中性または過塩基性のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属サリチル酸塩、またはこれらの混合物である金属洗浄剤を含む。非常に好ましいサリチル酸塩洗浄剤は、アルカリ土類金属サリチル酸塩、特に、マグネシウムおよびカルシウム、特に、サリチル酸カルシウムを含む。本発明の一実施形態において、アルカリ金属またはアルカリ土類金属サリチル酸塩洗浄剤は、潤滑油組成物中の唯一の金属含有洗浄剤である。
ジチオリン酸ジヒドロカルビル金属塩は、ジヒドロカルビルジチオリン酸(DDPA)(通常1種または複数のアルコールまたはフェノールとP2S5との反応による)を最初に形成させ、次いで形成されたDDPAを金属化合物で中和することによって、公知の技術によって調製し得る。例えば、ジチオリン酸は、第一級および第二級アルコールの混合物を反応させることによって作製し得る。代わりに、複数のジチオリン酸を調製することができ、ヒドロカルビル基は、一方で性質が全体的に第二級であり、ヒドロカルビル基は、他方では性質が全体的に第一級である。金属塩を作製するために、任意の塩基性または中性の金属化合物を使用することができるが、酸化物、水酸化物および炭酸塩が、最も一般に用いられる。市販の添加物は、中和反応において過剰な塩基性金属化合物を使用することによって、過剰な金属を含有することが多い。
好ましいジチオリン酸ジヒドロカルビル亜鉛(ZDDP)は、ジヒドロカルビルジチオリン酸の油溶性塩であり、下記の式によって表してもよく、
他の無灰抗摩耗剤の例には、1,2,3−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、硫化脂肪酸エステル、およびジチオカルバメート誘導体が含まれる。
油溶性モリブデン化合物は、任意の適切な油溶性オルガノ−モリブデン化合物を含む。適切な油溶性オルガノ−モリブデン化合物の例として、ジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホスフィネート、キサンテート、チオキサンテート、スルフィドなど、およびこれらの混合物について言及することができる。特に好ましいのは、モリブデンジチオカルバメート、ジアルキルジチオホスフェート、アルキルキサンテートおよびアルキルチオキサンテートである。
さらに、モリブデン化合物は、酸性モリブデン化合物でよい。これらの化合物は、ASTM試験D−664またはD−2896滴定手順によって測定して、塩基性窒素化合物と反応し、典型的には六価である。含まれるのは、モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、および他のアルカリ金属モリブデン酸塩および他のモリブデン塩、例えば、モリブデン酸ナトリウム水素、MoOCl4、MoO2Br2、Mo2O3Cl6、三酸化モリブデンまたは同様の酸性モリブデン化合物である。代わりに、本発明の組成物に、例えば、米国特許第4,263,152号;同第4,285,822号;同第4,283,295号;同第4,272,387号;同第4,265,773号;同第4,261,843号;同第4,259,195号および同第4,259,194号;ならびにWO94/06897に記載されているように、塩基性窒素化合物のモリブデン/硫黄複合体によってモリブデンを提供することができる。
本発明の潤滑組成物において有用な好ましいオルガノ−モリブデン化合物の1つのクラスは、三核モリブデン化合物、特に、式Mo3SkLnQzのもの、およびこれらの混合物であり、式中、Lは、独立に、化合物を油中で可溶性または分散性にするのに十分な数の炭素原子を有するオルガノ基を有する選択されたリガンドであり、nは、1〜4であり、kは、4から7で変化し、Qは、中性電子供与性化合物(水、アミン、アルコール、ホスフィン、およびエーテルなど)の群から選択され、zは、0〜5の範囲であり、非化学量論値を含む。全てのリガンドのオルガノ基において、少なくとも25個、少なくとも30個、または少なくとも35個の炭素原子などの少なくとも21個の総炭素原子が、存在すべきである。
粘度調節剤(VM)は、潤滑油に高温および低温の操作性を与えるように機能する。使用されるVMは、この唯一の機能を有してもよく、または多機能性でよい。
適切な抗酸化剤の例は、銅含有抗酸化剤、硫黄含有抗酸化剤、芳香族アミン含有抗酸化剤、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、ジチオホスフェート誘導体、および金属チオカルバメートから選択される。好ましい抗酸化剤は、芳香族アミン含有抗酸化剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびこれらの混合物である。好ましい一実施形態において、抗酸化剤は、本発明による添加物パッケージ中で存在する。
銅および鉛を含有する腐食防止剤を使用し得るが、典型的には本発明の配合物には必要ない。典型的にはこのような化合物は、5〜50個の炭素原子を含有するチアジアゾールポリスルフィド、これらの誘導体およびそのポリマーである。米国特許第2,719,125号;同第2,719,126号;および同第3,087,932号に記載されているものなどの1,3,4チアジアゾールの誘導体が典型的である。他の同様の材料は、米国特許第3,821,236号;同第3,904,537号;同第4,097,387号;同第4,107,059号;同第4,136,043号;同第4,188,299号;および同第4,193,882号に記載されている。他の添加物は、英国特許明細第1,560,830号に記載されているものなどの、チアジアゾールのチオおよびポリチオスルフェンアミドである。ベンゾトリアゾール誘導体はまた、このクラスの添加物の範囲に入る。これらの化合物が添加物パッケージ中に含まれるとき、これらは好ましくは、添加物パッケージを含む潤滑油に0.2重量%以下の活性成分を与える量で存在する。
潤滑性油流動改善剤として他に公知である流動点降下剤は、流体が流れ、または注ぐことができる最低温度を低下させる。このような添加物は周知である。流体の低温流動性を改善させるこれらの添加物の典型的なものは、C8−C18ジアルキルフマレート/酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキルメタクリレートなどである。
泡制御剤は、ポリシロキサンタイプの消泡剤、例えば、シリコーン油またはポリジメチルシロキサンを含めた多くの化合物によって提供されることができる。
個々の添加物を、任意の好都合な方法で希釈油に組み込んでもよい。
好ましくは、粘度調節剤および流動点降下剤を除いて全ての添加物を、添加物パッケージ中にブレンドし、この添加物パッケージを、ベースストック中に引き続いてブレンドし、完成した潤滑剤を作製する。添加物パッケージ濃縮物は典型的には、適当な量の添加物(複数可)を含有するように配合され、濃縮物が所定の量のベース油と合わさるときに、完全配合潤滑剤において所望の濃度を実現する。
濃縮物は、US4,938,880に記載されている方法によって作製し得る。この特許は、少なくとも約100℃の温度で事前ブレンドした無灰分散剤および金属洗浄剤のプレミックスの作製について記載している。その後、プレミックスを少なくとも85℃に冷却し、さらなる構成成分を加える。
典型的には、本発明の第1の態様による添加物パッケージは、組成物の総質量に対して、ASTM法D4927によって測定して、4質量%まで、より好ましくは3質量%まで、最も好ましくは2質量%までの硫黄を適切に含有する。本発明の一実施形態において、添加物パッケージは、ASTM法D4927によって測定して、1.5〜1.6質量%の硫黄を含まない。
典型的には、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、組成物の総質量に対して、ASTM法D4927によって測定して、0.4質量%まで、より好ましくは0.3質量%まで、最も好ましくは0.2質量%までの硫黄を適切に含有する。本発明の一実施形態において、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、ASTM法D4927によって測定して、0.2〜0.25質量%の硫黄を含まない。
本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、1.2質量%まで(1.2質量%を含む)、好ましくは1.1質量%まで、さらにより好ましくは1.0質量%までの硫酸化灰分を適切に含有する。
典型的には、本発明の第1の態様による添加物パッケージは、組成物の総質量に対して、ASTM法D5291によって測定して、2.0質量%まで、より好ましくは1.5質量%まで、最も好ましくは1.0質量%までの窒素を適切に含有する。本発明の一実施形態において、添加物パッケージは、ASTM法D5291によって測定して、0.60〜0.74質量%の窒素を含まない。
典型的には、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、組成物の総質量に対して、ASTM法D5291によって測定して、0.30質量%まで、より好ましくは0.20質量%まで、最も好ましくは0.15質量%までの窒素を適切に含有する。本発明の一実施形態において、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、ASTM法D5291によって測定して、0.08〜0.11質量%の窒素を含まない。
典型的には、本発明の第1の態様による添加物パッケージは、ASTM D2896によって測定して、25〜100、好ましくは45〜80の全アルカリ価(TBN)を有する。本発明の一実施形態において、添加物パッケージは、ASTM D2896によって測定して、62〜63.5の全アルカリ価(TBN)を有さない。典型的には、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、ASTM D2896によって測定して、4〜15、好ましくは5〜12の全アルカリ価(TBN)を有する。
添加物パッケージの安定性
7つの添加物パッケージ試料を、表1によって調製した。添加物パッケージ試料1〜7の各々は、ベース添加物パッケージを含んだが、これは無灰分散剤、ZDDP、抗酸化剤、ジチオカルバミン酸モリブデン(molydenum)、スルホン酸カルシウム洗浄剤、ポリイソブテニルコハク酸無水物、ケイ素消泡剤(11.6質量%のグループIの希釈油を含む)を含有した。添加物パッケージ1〜7は各々、95グラムのベース添加物パッケージ、次いで表1に示したような様々な量の摩擦調整剤を含む。摩擦調整剤は、構成成分(B1)として、上記の「ポリマー摩擦調整剤(B1)」の項に示した工程によって作製されたポリマー摩擦調整剤、ならびに構成成分(B2)の代表例として、グリセロールモノオレエート(GMO)および/またはエトキシ化獣脂アミン(ETA)を含んだ。ベース添加物パッケージおよび添加物パッケージ1〜7を、下記の保存安定性試験に供したが、結果を表2に示す。
試験する100mlの試料を、遠心分離管中に注ぎ、管をオーブン中で60℃にてほぼ垂直で支える。全ての試料の状態を、最初、および週に1回の間隔で10週間観察および記録した。沈降物のための自然光および高輝度灯源の両方の下で、遠心分離管を観察した。遠心分離管の外側を、必要な場合、溶媒で浄化し、はっきりした視界を確実にした。沈降物は、管の最下部で集めた硬い固体粒子である。硬い沈降物の真上の界面の識別可能な上面を有するいくらかの軽い沈降物またはエマルジョンが存在することがある。これは「濁り層」(カフ(cuff))と称される。沈降物の容量%、および軽い沈降物またはエマルジョンの容量%を、存在する場合は記録した。試料の週に1回の検査の間に、試料が0.05質量%超の沈降物容量を示した場合、試料はその時点で不合格であると見なし、沈降物容量の量および週数を最終結果として記録した。10週の終わりまでに沈降物がなかった場合、結果を0/10として記録した。
表2における結果から、従来の無灰有機摩擦調整剤のみを含む添加物パッケージ4〜7は、安定性試験において不合格であることがわかる。4グラムのGMOほど低い処理率においてさえ、この従来の無灰有機摩擦調整剤は、安定性試験において不合格である。しかし、従来の無灰摩擦調整剤の部分がポリマー摩擦調整剤で置き換えられたとき、添加物パッケージの安定性は、有意に改善した。例2および3を参照されたい。
このように、従来の無灰有機摩擦調整剤および本発明のポリマー摩擦調整剤の組合せによって、そうでなければ単に従来の無灰有機摩擦調整剤で可能となるであろうものよりも高い処理率の摩擦調整剤を使用することを可能とする。
2種の油組成物を調製したが、各々は、摩擦調整剤および油のみを含有した。高振動数往復動リグ(例、PCS Instruments)を使用して、光学的プロフィロメトリーによってHFRRディスク摩耗傷跡容量(μm3)を測定することによって、上記の油組成物の各々の抗摩耗特性、および摩擦調整剤を有さない対照油の抗摩耗特性を評価した。実験方法は、下記の条件下で行った。
したがって、本発明によるポリマー摩擦調整剤および無灰有機摩擦調整剤の組合せを使用して、摩耗性能を改善させることおよび添加物パッケージの安定性を改善させることの間のバランスを実現できることがわかる。無灰有機摩擦調整剤との組合せにおけるポリマー摩擦調整剤の使用は、改善された添加物パッケージの安定性を同時に与える一方で、改善された摩耗性能を実現する。
Claims (17)
- (A)潤滑粘度の希釈油;ならびに
(B)下記の添加物:
(B1)ポリマー摩擦調整剤(ポリマー摩擦調整剤は、
(a)官能化ポリオレフィン、
(b)ポリエーテル、
(c)ポリオール、および
(d)モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物である)、
(B2)モノマー親油性炭化水素鎖に共有結合している極性末端基を含む1種または複数のモノマー無灰摩擦調整剤を含む無灰有機摩擦調整剤
を含み、またはこれらを混合することによって作製され、
ASTM D2896によって測定して、62〜63.5の全アルカリ価(TBN)を有さない、内燃機関クランクケース潤滑油組成物のための添加物パッケージ。 - 官能化ポリオレフィンが、官能化ポリイソブテンである、請求項1に記載の添加物パッケージ。
- 官能化ポリオレフィンが、二酸または無水物官能基で官能化される、請求項1または2に記載の添加物パッケージ。
- 第2のポリエーテルが、水溶性アルキレングリコールのポリマーである、請求項1から3のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 第2のポリエーテルが、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−プロピレン)グリコール、またはポリ(エチレン−ブチレン)グリコールのポリマーである、請求項4に記載の添加物パッケージ。
- 第2のポリマーサブユニットが、PEG400、PEG600、PEG1000またはこれらの混合物から選択されるポリエチレングリコール(PEG)である、請求項5に記載の添加物パッケージ。
- 官能化ポリオレフィンが、無水マレイン酸との反応によって官能化される、請求項3に記載の添加物パッケージ。
- ポリオールが、グリセロールである、請求項1から7のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 無灰摩擦調整剤(B2)の極性基が、カルボキシル、ヒドロキシルおよびアミン基から選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 1種または複数の無灰摩擦調整剤(B2)のモノマー親油性炭化水素鎖が、12〜36個の炭素原子を含む、請求項1から9のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- (C)金属含有洗浄剤、無灰洗浄剤、抗摩耗剤、無灰分散剤、油溶性モリブデン化合物、抗酸化剤およびケイ素消泡剤を含む群から選択される1つ以上の添加物をさらに含む、請求項1から10のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、0.1〜10質量%のポリマー摩擦調整剤を含む、請求項1から11のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 添加物パッケージの質量に対して、活性物質ベースで、全部で0.5〜10質量%の1種または複数の無灰有機摩擦調整剤を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 添加物パッケージが、ASTM法D5291によって測定して、0.60〜0.74質量%の窒素を含まない、請求項1から13のいずれか1項に記載の添加物パッケージ。
- 潤滑油組成物の質量に対して、80〜95質量%のベースストックおよび5〜20質量%の請求項1から14のいずれか1項に記載の添加物パッケージを含む潤滑油組成物であって、ベースストックの85質量%以下が、グループIVのベースストックによって提供される、潤滑油組成物。
- 潤滑油組成物の質量に対して、1200ppm以下のリン、1.0質量%以下の硫酸化灰分および0.4質量%以下の硫黄を含む、請求項15に記載の潤滑油組成物。
- 使用されると内燃機関を潤滑させるときに改善された抗摩耗性能を実現する、内燃機関クランクケース潤滑油組成物を形成するための、請求項1から14のいずれか1項に記載の添加物パッケージの使用であって、潤滑油組成物が、80〜95質量%のベースストックおよび5〜20質量%の前記添加物パッケージを含む使用。
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