JP2013544948A - 粘度指数向上剤を含む潤滑剤組成物 - Google Patents

粘度指数向上剤を含む潤滑剤組成物 Download PDF

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Abstract

開示される本発明は、エチレン、プロピレンおよびブチレンに由来する構造単位を含むポリマー形態の粘度指数向上剤を含む潤滑剤組成物に関する。

Description

本発明は、粘度指数(VI)向上剤を含む潤滑剤組成物に関する。より詳細には、本発明は、エチレン、プロピレンおよびブチレンに由来する構造単位を含むポリマー形態のVI向上剤を含む潤滑剤組成物に関する。
石油製品は典型的には、温度の変化により粘度に大きなばらつきがある。しかしながら、自動車および同種のものに使用される潤滑油組成物の場合、粘度の温度依存性が小さい方が好ましい。潤滑油組成物には、粘度の温度依存性を低下させるため、VI向上剤としてオレフィンコポリマーが加えられてきた。
エチレン−プロピレンコポリマーは、マルチグレードエンジン油配合物のVI向上剤として、長年使用されてきた。ほとんどの場合、こうしたVI向上剤は、少なくとも約40重量%のエチレンを含む。こうしたコポリマーは、効果的なVI向上剤ではあるが、油が高温運転に供されると、ピストンデポジットおよび油の増粘性を助長するという欠点を有する。本発明は、この問題の解決法を提供する。
本発明は、エチレン、プロピレンおよびブチレンに由来する構造単位を有するポリマーを含むVI向上剤を含む潤滑剤組成物に関する。これらの潤滑剤組成物は、エンジン油として使用した場合、エンジンを高温条件下で運転したとき、従来の潤滑剤組成物と比較してピストンデポジットのレベルの低下および粘度上昇のレベルの低下を示す。本発明は、潤滑粘度の油と、約5mol%〜約20mol%のエチレンに由来する構造単位、約50mol%または60mol%〜約90mol%のプロピレンに由来する構造単位、および約5%〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含む、粘度指数を向上させる量のポリマーと、を含む潤滑剤組成物に関する。ある種の実施形態では、潤滑剤組成物は、分散剤と、過塩基性スルホネートを含む清浄剤とをさらに含み、スルホネートは、約250〜約600の範囲の全塩基価を有する。
本明細書および特許請求の範囲に開示される範囲および比率の限界値は、任意に組み合わせてもよい。特に他に記載がない限り、「1つの(a、an)」および/または「前記(the)」と記載する場合、1つまたは2つ以上を含む場合があり、あるものを単数で記載する場合も、複数のものを含むことがあることが理解されよう。
分子の残部に結合した基について言及する際に、「ヒドロカルビル」および「炭化水素」という用語は、本発明の文脈において、純粋な炭化水素基であるか、または主に炭化水素特性を有する基をいう。こうした基として、以下のものが挙げられる:
(1)純粋な炭化水素基;すなわち、脂肪族基、脂環式基、芳香族基、脂肪族置換芳香族基、脂環式置換芳香族基、芳香族置換脂肪族基、芳香族置換脂環式基などの基のほか、分子の別の部分を介して環が完成する(すなわち、表記の任意の2つの置換基が一緒になって脂環式基を形成し得る)環式基。例として、メチル、オクチル、シクロヘキシル、フェニル等がある。
(2)置換炭化水素基;すなわち、基の主な炭化水素特性を変化させない非炭化水素置換基を含む基。例として、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、アルコキシ、アシル等がある。
(3)ヘテロ基;すなわち、主に炭化水素特性を有し、本来ならば炭素原子からなる鎖または環に炭素以外の原子を含む基。例として、窒素、酸素および硫黄がある。
ヒドロカルビル基または炭化水素基の炭素原子10個ごとに、置換基またはヘテロ原子は通常約3つ以下であり、一実施形態では置換基またはヘテロ原子が1つ以下である。
ここで、ヒドロカルビル、アルキル、アルケニル、アルコキシなどについて用いる「低級」という用語は、合計で最大7個の炭素原子を含む基を説明することを意図している。
「油溶性」という用語は、材料が鉱油に25℃で1リットル当たり少なくとも約0.5グラム程度の範囲で可溶であることをいう。
「TBN」という用語は、全塩基価をいう。これは、材料の塩基性の全部または一部を中和するのに必要とされる酸(過塩素酸または塩酸)の量であり、サンプル1グラム当たりのKOHのミリグラム数で表す。TBNは一般に、材料中に存在し得る油または他の希釈液の量を補正せずに報告され、他に記載がない限り、本文書でもそのように使用される。
「TAN」という用語は、全酸価をいう。これは、材料の酸性度の全部または一部を中和するのに必要とされる塩基(NaOHまたはKOH)の量であり、サンプル1グラム当たりのKOHのミリグラム数で表される。
潤滑剤組成物
潤滑組成物は1種または複数種の基油からなっていてもよく、基油は主となる量で存在してもよい。基油は、潤滑剤組成物の約60重量%を超える量、または約70重量%を超える量、または約75重量%を超える量で存在してもよい。
潤滑剤組成物は、100℃で最大約26.1cStの粘度、または100℃で約5.6〜約26.1cStの粘度、または100℃で約6〜約16.3cStの粘度、または100℃で約6〜約13cStの粘度を有してもよい。
潤滑剤組成物は、0W−20、0W−30、0W−40、0W−50、0W−60、5W−20、5W−30、5W−40、5W−50、5W−60、10W−20、10W−30、10W−40、10W−50、15W−20、15W−30、15W−40、15W−50または15W−60のSAE粘度グレードを有してもよい。
潤滑粘度の油
潤滑粘度の油は、基油ということもある。基油は、米国石油協会(American Petroleum Institute:API)ベースオイルインターチェンジアビリティガイドライン(Base Oil Interchangeability Guidelines)に記載されたグループ I〜Vの基油のいずれかから選択することができる。5つの基油グループは、以下の通りである:
基油カテゴリー 硫黄(%) 飽和分(%) 粘度指数
グループ I >0.03 および/または <90 80〜120
グループ II ≦0.03 および ≧90 80〜120
グループ III ≦0.03 および ≧90 ≧120
グループ IV すべてのポリαオレフィン(PAO)
グループ V グループI、II、IIIまたはIV以外のもの
基油は、ASTM D2007に記載された試験手順で測定される値で、硫黄を約300ppm未満および/または飽和分含有量を少なくとも約90%含んでもよい。基油は、少なくとも約95、または少なくとも約115の粘度指数を有してもよい。基油は、少なくとも約120の粘度指数を有し、1種または複数種のポリαオレフィンを含んでもよい。ある種の実施形態では、基油は、最大約130の粘度指数を有してもよい。ある種の実施形態では、潤滑粘度の油はグループIIの油を含んでもよい。ある種の実施形態では、潤滑剤組成物中の潤滑粘度の油(類)が全体としてグループIIの油、あるいは、グループIIIの油の質を有するのであれば、様々なグループの複数の油をブレンドすることにより基油全体を調製してもよい。
グループI、IIおよびIIIは、鉱油のベースストックである。この基油は、天然または合成潤滑油、およびその混合物を含んでもよい。鉱油と合成油との混合物、特にポリαオレフィン油およびエステル油を使用してもよい。
天然油としては、動物油および植物油(たとえばヒマシ油、ラード油および他の植物酸エステル)のほか、鉱物潤滑油、たとえば液体石油、およびパラフィン系、ナフテン系もしくはパラフィン−ナフテン混合系の溶剤処理または酸処理鉱物潤滑油を挙げることができる。水素化処理油または水素化分解油を有用な油の範囲に含めてもよい。
石炭または頁岩に由来する基油も有用であり得る。合成潤滑油は、炭化水素油およびハロ置換炭化水素油、たとえば重合および共重合オレフィンならびにその混合物、アルキルベンゼン、ポリフェニル、(たとえば、ビフェニル、テルフェニルおよび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、ならびにそれらの誘導体、それらの類似体および同族体を含んでもよい。アルキレンオキシド重合体および共重合体、ならびにそれらの誘導体、および末端ヒドロキシル基を、たとえば、エステル化またはエーテル化により修飾したものは、使用することができる公知の合成潤滑油の他のクラスを構成してもよい。使用してもよい合成潤滑油の別の好適なクラスとして、ジカルボン酸のエステル、ならびに約C5〜約C12モノカルボン酸とポリオールまたはポリオールエーテルとから得られるエステルがある。
他の好適な合成潤滑油は、リンを含む酸の液状エステル、高分子のテトラヒドロフラン、シリコン系油、たとえばポリ−アルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−など、またはポリアリールオキシ−シロキサン油およびシリケート油を含んでもよい。
水素化処理ナフテン系油を使用してもよい。フィッシャー‐トロプシュ反応により製造されたものなど合成油を使用してもよく、合成油は典型的には、水素異性化したフィッシャー‐トロプシュ炭化水素またはワックスであってもよい。このような基油は、フィッシャー‐トロプシュ気−液合成法のほか、他の気−液法により調製することができる。
本明細書の上記に開示された種類の天然あるいは合成の未精製油、精製油および再生油(さらにこれらのいずれか2つ以上の混合物)を使用してもよい。未精製油は、天然または合成原料から追加の精製処理をせずに直接得られる油である。精製油は、1つまたは複数の精製ステップで処理して1つまたは複数の特性を向上させてあること以外は未精製油と同様である。再生油は、精製油を得るのに使用するプロセスと同様のプロセスを既に使用された精製油に適用することにより得ることができる。再生油は、多くの場合、使用済み添加剤および油の分解生成物の除去を対象とする技術により追加処理される。
完全に配合された潤滑剤の油の量は、典型的には、残りの添加剤が占める量を差し引いて残った量に100パーセント等しくなる。典型的にはこれは、約60〜約99重量パーセント、または約70〜約97重量パーセント、または約80〜約95重量パーセント、または約85〜約93重量パーセントであってもよい。潤滑剤組成物は、濃縮物として提供してもよく、その場合、油の量は典型的には減少し、それに伴い他の成分の濃度が高まる。こうした場合の油の量は約30〜約70重量パーセントでも、または約40〜約60重量パーセントでもよい。
VI向上剤
潤滑剤組成物は、エチレン、プロピレンおよびブチレンに由来する構造単位を含む、粘度指数を向上させる量のポリマーを含む。このポリマーは、エチレン、プロピレンおよびブチレンを含むモノマーの混合物の重合により調製することができる。これらのポリマーは、コポリマーまたはターポリマーと呼ばれることがある。
このポリマーは、約5mol%〜約20mol%、または約5mol%〜約10mol%のエチレンに由来する構造単位;約60mol%〜約90mol%、または約60mol%〜約75mol%のプロピレンに由来する構造単位;および約5mol%〜約30mol%、または約15mol%〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含んでもよい。ブチレンは、n−ブチレン、イソ−ブチレンまたはこれらの混合物など任意の異性体またはその混合物を含んでもよい。ブチレンはブテン−1を含んでもよい。ブチレンの市販の原料は、ブテン−1のほか、ブテン−2およびブタジエンを含んでもよい。ブチレンは、ブテン−1とイソブチレンとの重量比が約1:0.1以下であるブテン−1とイソブチレンとの混合物を含んでもよい。ブチレンはブテン−1を含み、イソブチレンを含まないか、または実質的に含まなくてもよい。
このポリマーは、約10,000〜約500,000の範囲;または約30,000〜約400,000の範囲、または約50,000〜約350,000の範囲、または約150,000〜約250,000の範囲の数平均分子量(ポリスチレンを校正標準物質として使用したゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される)を有してもよい。ポリマーの分子量分布、Mw/Mn(ポリスチレンを校正標準物質として使用したGPCにより測定され、Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量である)は約4以下、もしくは約3以下、もしくは約2.5以下、または約2〜約4の範囲、もしくは約2〜約3の範囲、もしくは約2〜約2.5の範囲であってもよい。
このポリマーの製造方法は、オレフィンをアイソタクチック構造またはシンジオタクチック構造に立体規則性重合できる公知の触媒(たとえば、主成分が固体状のチタン成分および有機金属化合物である触媒、またはメタロセン化合物を触媒の成分として使用するメタロセン触媒)の存在下でプロピレン、エチレンおよびブチレン(たとえば、ブテン−1)を重合することを含んでもよい。特に、高温で優れた燃料効率を有する潤滑剤組成物を得るには、アイソタクチック構造の立体規則性重合を行うことができるメタロセン触媒を使用する製造方法を使用してもよい。そうしたメタロセン触媒の例としては、国際公開第2004/106430号、国際公開第2005/019283号、国際公開第2006/025540号および国際公開第2004/087775号に記載されたものがある。メタロセン化合物は、ジフェニルメチレン(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニル−メチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレニル)−ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)−(フルオレニル(fluoreny1))ジルコニウムジクロリドおよび同種のものを含んでもよい。
このポリマーは、潤滑剤組成物中に重量ベースで約0.001%〜約2%の範囲、または約0.003%〜約1.5%の範囲、または約0.005〜約1%の範囲、または約0.01%〜約0.75%の範囲の濃度で存在してもよい。ポリマーは、約0.5重量%〜約1重量%の範囲、または約0.6〜約0.8重量%の範囲の濃度で存在してもよい。他の実施形態では、ポリマーは、約0.3〜約5重量パーセントまたは約0.5〜約2重量パーセントで存在してもよい。
このポリマーは、濃縮物として提供してもよい。濃縮物は、希釈油と、約0.5重量%〜約30重量%のポリマー、または約1重量%〜約15重量%のポリマー、または約5重量%〜約15重量%のポリマーとを含んでもよい。
以下の実施例は、潤滑剤組成物中で粘度指数向上剤として使用することができるエチレン−プロピレン−ブチレンポリマーの調製を示す。
[実施例1]
撹拌翼を備え、窒素で十分にパージした310L容量の加圧した連続重合反応器の供給口の1つに、精製および脱水したn−ヘキサンを27.1L/時の流量で連続導入する。37.5mmol/Lの濃度でメチルアルミノキサン(TMAO−341:東ソー・ファインケム株式会社(TOSO FINECHEM CORPORATION));0.15mmol/Lの濃度でジフェニルメチレン(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド;および15.0mmol/Lの濃度でトリイソブチルアルミニウム(TiBA:東ソー・ファインケム株式会社)を含むヘキサン溶液を、0.1L/時の流量で連続導入する。同時に、連続重合反応器の別の供給口に、0.8kg/時の流量でエチレン、11.1kg/時の流量でプロピレン、6.5kg/時の流量でブテン−1、および4.5NL/時(NL=標準状態におけるリットル、すなわち、1気圧および0℃でのリットル)の流量で水素を連続的に加える。連続溶液重合は、重合温度を60℃、全圧を1.0MPa−G(G=ゲージ圧)、および撹拌回転数を190rpmとする条件下で行う。重合反応器の外側に装備されたジャケットを介して冷却剤を循環させる。さらに、別途装着したガス送風機を使用して気相を強制循環させ、気相を熱交換器により冷却し、それにより重合熱を除去する。生成される重合生成物は、エチレン/プロピレン/ブテン−1ポリマーを含むヘキサン溶液である。この溶液を、重合反応器の底部に装備された出口を通してエチレン/プロピレン/ブテン−1コポリマーについて7.5kg/時の速度で抜き出して、重合反応器内の平均溶液量を100Lに維持する。得られた重合溶液をメタノールに注ぎ、エチレン/プロピレン/ブテン−1ポリマーを沈殿させる。エチレン/プロピレン/ブテン−1ポリマーを130℃、24時間減圧下で乾燥させる。ポリマーは、8.7mol%のエチレンに由来する構造単位、68mol%のプロピレンに由来する構造単位、および23.3mol%のブテン−1から誘導される構造単位を含む。ポリマーは、865kg/m3の密度、47℃の融点、ポリスチレンを校正標準物質として使用したGPCにより測定される220,000のMwおよび2.2のMw/Mnを有する。
過塩基性金属含有清浄剤
潤滑剤組成物は、1種または複数種の、過塩基性金属含有清浄剤を含んでもよい。他に過塩基性塩または超塩基性塩とも呼ばれる過塩基性材料は、金属含有量が、金属と、その金属と反応する特定の酸性有機化合物とを化学量論的に中和する含有量より過剰に存在するであろうことを特徴とする単相の均一なニュートン系である。過塩基性材料は、酸性材料(典型的には無機酸または低級カルボン酸、たとえば二酸化炭素など)を、酸性有機化合物と、前記酸性有機材料に適した少なくとも1種の不活性な有機溶剤(鉱油、ナフサ、トルエン、キシレン等)を含む反応媒体と、化学量論的に過剰な金属塩基と、促進剤、たとえば塩化カルシウム、酢酸、フェノールまたはアルコールとを含む混合物と反応させて調製することができる。酸性有機材料は、油に対して一定程度の溶解性を付与するのに十分な数の炭素原子を有してもよい。過剰金属の量は、一般に金属比によって表される。「金属比」という用語は、金属の総当量と酸性有機化合物の当量との比である。中性金属塩の金属比は1である。正塩に存在する金属の3.5倍を有する塩は、金属が3.5当量過剰であり、すなわち比は4.5である。「金属比」という用語は、「潤滑剤の化学および科学技術(Chemistry and Technology of Lubricants)」、第2版、R.M.モルティエ(Mortier)およびS.T.オルスズリク(Orszulik)編、著作権、1997年という書名の標準的な指導書にも説明されている。
過塩基性金属含有清浄剤の金属は、亜鉛、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウムまたはこれらの2つ以上の混合物であってもよい。金属は、ナトリウム、カルシウムもしくはマグネシウムまたはこれらの混合物であってもよく、一実施形態では、金属は、ナトリウムとカルシウムとの混合物であってもよい。
過塩基性金属含有清浄剤は、非硫黄含有フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、サリキサレート、サリチレートおよびこれらの混合物、またはこれらのホウ酸化された等価物から選択してもよい。一実施形態では、潤滑剤組成物は、フェノール系清浄剤(単数または複数)を含まなくても、または実質的に含まなくてもよい。「実質的に含まない」は、この文脈では、清浄剤(単数または複数)の10重量パーセント未満、または5重量パーセント未満もしくは1重量パーセント未満もしくは0.1重量パーセント未満がフェノール系であってもよいことを意味する。過塩基性清浄剤は、ホウ酸などのホウ酸化剤でホウ酸化されていてもよい。
過塩基性金属含有清浄剤は、また、フェネートおよび/またはスルホネート成分、たとえば、米国特許第6,429,178号;同第6,429,179号;同第6,153,565号;および同第6,281,179号に記載されているようなフェネート−サリチレート、スルホネート−フェネート、スルホネート−サリチレート、スルホネート−フェネート−サリチレートを含む混合界面活性剤系で形成される「ハイブリッド」清浄剤を含んでもよい。たとえば、スルホネート−フェネートハイブリッド清浄剤を使用する場合、ハイブリッド清浄剤は、別々のフェネート清浄剤およびスルホネート清浄剤の各量と同等と見なされ、それぞれ対応する量のフェネート石鹸およびスルホネート石鹸を導入したのと同等と見なされるであろう。
過塩基性金属含有清浄剤は、フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、サリキサレートまたはサリチレートの、亜鉛塩、ナトリウム塩、カルシウム塩またはマグネシウム塩を含んでもよい。過塩基性サリキサレート、フェネートおよびサリチレートは、約180〜約450TBNの範囲の全塩基価(ASTM D3896)を有してもよい。過塩基性スルホネートは、約250〜約600の範囲の、または約300〜約500の範囲の全塩基価を有してもよい。過塩基性清浄剤は、当該技術分野において公知である。スルホネート清浄剤は、米国特許出願公開第2005/065045号の段落[0026]から[0037]に記載されているような少なくとも約8の金属比を有する大部分が直鎖のアルキルベンゼンまたはアルキルトルエンスルホネート清浄剤であってもよい。直鎖アルキル基は、直鎖アルキル鎖に沿って任意の位置で、たとえば2位、3位または4位でベンゼンに結合していても、またはトルエンに結合していてもよい。直鎖アルキルベンゼンスルホネート清浄剤は、燃料経済性の向上に有用であり得る。
過塩基性金属含有清浄剤は、カルシウム過塩基性清浄剤でも、またはマグネシウム過塩基性清浄剤でもよい。潤滑剤組成物は、過塩基性カルシウムスルホネート、過塩基性カルシウムフェネートまたはこれらの混合物を含んでもよい。過塩基性清浄剤は、金属比が少なくとも約3.5、たとえば、約3.5〜約40の範囲、または約5〜約25の範囲、または約7〜約20の範囲のカルシウムスルホネートを含んでもよい。
潤滑剤組成物は、低過塩基性清浄剤(金属比が約3.5未満、たとえば、約0〜約3.5の範囲、または約0.5〜約3.0の範囲、または約1〜約2.5の範囲、または約1.5〜約2の範囲のもの)、または中性清浄剤をさらに含んでもよい。
過塩基性金属含有清浄剤は、潤滑剤組成物の約0.05重量%〜約5重量%の範囲の濃度で潤滑剤組成物中に存在してもよい。過塩基性清浄剤は、潤滑剤組成物の約0.1重量%、約0.3重量%または約0.5重量%から、約3.2重量%まで、または約1.7重量%まで、または約0.9重量%までの範囲の濃度で存在してもよい。同様に、過塩基性清浄剤は、潤滑剤組成物に約1〜約10の範囲のTBN(全塩基価)を与えるのに好適な量で存在してもよい。過塩基性清浄剤は、潤滑剤組成物に約1.5から約3まで、または約5まで、または約7までの範囲のTBNを与える量で存在してもよい。他の実施形態では、過塩基性清浄剤は、潤滑剤組成物に3〜7または4〜6のTBNなど少なくとも3のTBNを与えてもよい。
金属を含む清浄剤は、TBNだけでなく、潤滑剤組成物に灰分も与える。硫酸灰分(ASTM D874)は、過塩基性清浄剤および潤滑剤組成物を特徴付けるために頻繁に使用されるもう1つのパラメーターである。潤滑剤組成物は、約0.3〜約1.2重量%、または約0.3〜約1.0重量%、または約0.5〜約1.0重量%、または約0.6重量%超の硫酸灰分レベルを有してもよい。他の実施形態(たとえば、船舶用ディーゼル機関用シリンダー潤滑剤に関する)では、灰分レベルは、約1〜約15重量%、または約2〜約12重量%、または約4〜約10重量%でもよい。過塩基性清浄剤は、硫酸灰分の約50%〜約100%、または灰分の少なくとも約70%、または灰分の少なくとも約80%、または灰分の100%を占めてもよい。過塩基性清浄剤は、約95%以下の硫酸灰分、または約98%以下の硫酸灰分を与えてもよい。
潤滑剤組成物は、船舶用ディーゼル機関用シリンダー潤滑剤(MDCL)であってもよい。この種の潤滑剤は、金属含有過塩基性清浄剤により主としてもたらされる高いTBNレベルを特徴としてもよい。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、TBNが少なくとも約10、または少なくとも約20、たとえば、10〜100、20〜100、30〜100、40〜80、30〜75、または40〜70であってもよい。MDCL組成物の塩基性の大部分は、清浄剤成分により得ることができるが、典型的にはTBNの比較的少量(たとえば、約5%未満)は、窒素含有分散剤など他の種により得てもよい。
他の性能添加剤
潤滑剤組成物は、他の性能添加剤を含んでもよい。性能添加剤は、1種または複数種の金属活性低下剤、粘度調整助剤、補助清浄剤、摩擦調整剤、摩耗防止剤、腐食抑制剤、分散剤、分散剤粘度調整剤、極圧剤、酸化防止剤、抑泡剤、抗乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、これらの2つ以上の混合物を含んでもよい。
酸化防止剤は、硫化オレフィン、ジアリールアミン、アルキル化ジアリールアミン、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)、ヒドロキシルチオエーテル、またはこれらの混合物を含んでもよい。酸化防止剤は、潤滑剤組成物の約0wt%〜約15wt%、または約0.1wt%〜約10wt%、または約0.5wt%〜約5wt%、または約0.5wt%〜約3wt%の範囲の濃度で存在してもよい。
ジアリールアミンまたはアルキル化ジアリールアミンは、フェニルα−ナフチルアミン(PANA)、アルキル化ジフェニルアミン、もしくはアルキル化フェニルナフチルアミン(phenylnapthylamine)、またはこれらの混合物であってもよい。アルキル化ジフェニルアミンは、ジ−ノニル化ジフェニルアミン、ノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジ−オクチル化ジフェニルアミン、ジ−デシル化ジフェニルアミン、デシルジフェニルアミンおよびこれらの混合物を含んでもよい。一実施形態では、ジフェニルアミンは、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、またはこれらの混合物を含んでもよい。一実施形態では、ジフェニルアミンは、ノニルジフェニルアミンまたはジノニルジフェニルアミンを含んでもよい。アルキル化ジアリールアミンは、オクチル、ジ−オクチル、ノニル、ジ−ノニル、デシルまたはジ−デシル フェニルナフチルアミン(phenylnapthylamine)を含んでもよい。
ヒンダードフェノール酸化防止剤は、立体障害基として第二ブチル基および/または第三ブチル基を含んでもよい。フェノール基は、ヒドロカルビル基(典型的には直鎖または分岐アルキル)および/または第2の芳香族基に結合した架橋基でさらに置換されていてもよい。好適なヒンダードフェノール酸化防止剤の例として、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−メチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−エチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−プロピル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノールもしくは4−ブチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、または4−ドデシル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノールがある。ヒンダードフェノール酸化防止剤は、Irganox(商標)L−135という商品名でチバ(Ciba)社から入手できるエステルなどのエステルであってもよい。こうした材料は、下記一般式で表すことができる。
Figure 2013544948
式中、R3は、たとえば、1〜約18個、または2〜約12個、または2〜約8個、または2〜約6個の炭素原子を含むアルキル基などのヒドロカルビル基であり、t−アルキルはt−ブチルであってもよい。使用してもよいエステルを含むヒンダードフェノール酸化防止剤の詳細な説明は、米国特許第6,559,105号で確認することができる。
酸化防止剤として使用してもよいジチオカルバミン酸モリブデンの例として、アール・ティー・ヴァンダービルト社(R.T.Vanderbilt Co.,Ltd.)からVanlube 822(商標)、およびMolyvan(商標)A、さらに旭電化工業株式会社(Asahi Denka Kogyo K.K,)からAdeka Sakura−Lube(商標)S−100、S−165、S−525およびS−600などの商品名で販売されている市販の材料およびこれらの混合物がある。
潤滑剤組成物は、さらに1種または複数種の粘度調整助剤を含んでもよい。粘度調整助剤は、水素添加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、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、水素添加スチレン−イソプレンポリマー、水素添加ジエンポリマー、ポリ(アルキルスチレン)、ポリオレフィン、無水マレイン酸−オレフィンコポリマーのエステル(国際公開第2010/014655号に記載されているものなど)、無水マレイン酸−スチレンコポリマーのエステル、または混合物またはこれらの2つ以上を含んでもよい。
分散剤粘度調整剤は、官能化ポリオレフィン、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されたエチレン−プロピレンコポリマー;アミンで官能化されたポリメタクリレート;またはアミンと反応させたエステル化スチレン−無水マレイン酸コポリマーを含んでもよい。分散剤粘度調整剤のより詳細な説明は、国際公開第2006/015130号または米国特許第4,863,623号;同第6,107,257号;同第6,107,258号;および同第6,117,825号に開示されている。分散剤粘度調整剤は、米国特許第4,863,623号(第2欄15行目から第3欄52行目を参照)または国際公開第2006/015130号(2ページの段落[0008]および段落[0065]〜[0073]に記載された調製例を参照)に記載されているものを含んでもよい。分散剤粘度調整剤は、潤滑剤組成物の最大約15wt%もしくは最大約10wt%、または約0.05wt%〜約5wt%もしくは約0.2wt%〜約2wt%の範囲の濃度で存在してもよい。
潤滑剤組成物は、さらに1種または複数種の分散剤を含んでもよい。分散剤は、スクシンイミド分散剤、マンニッヒ分散剤、スクシンアミド分散剤、ポリオレフィンコハク酸エステル、アミド、もしくはエステル−アミド、またはこれらの混合物でもよい。分散剤は単一の分散剤として存在してもよいし、または少なくとも1種がスクシンイミド分散剤であってもよい2種以上(たとえば、3種)の異なる分散剤の混合物として存在してもよい。
スクシンイミド分散剤は、1種または複数種の脂肪族ポリアミンから得ることができる。脂肪族ポリアミンは、エチレンポリアミン(すなわち、ポリ(エチレンアミン))、プロピレンポリアミン、ブチレンポリアミンなどの脂肪族ポリアミンでも、またはこれらの2種以上の混合物でもよい。脂肪族ポリアミンはエチレンポリアミンであってもよい。脂肪族ポリアミンは、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン−ペンタアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリアミン残油、またはこれらの2種以上の混合物から選択してもよい。
スクシンイミド分散剤は、芳香族アミン、芳香族ポリアミンまたはこれらの混合物から得てもよい。芳香族アミンは、4−アミノジフェニルアミンなどのヒドロカルビレン基および/またはヘテロ原子により結合された1つまたは複数の芳香族部分を有してもよい。芳香族アミンは、ニトロ置換芳香族アミンであってもよい。ニトロ置換芳香族アミンの例として、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリンおよび4−ニトロアニリンを挙げることができる。3−ニトロアニリンは特に有用である。ニトロアニリンと共に他の芳香族アミンが存在してもよい。ニトロアニリンとの、さらに任意にディスパースオレンジ3(すなわち、4−(4−ニトロフェニルアゾ)アニリン)との縮合生成物が米国特許出願公開第2006/0025316号に開示されている。
分散剤は、アミンで官能化されたポリマーを含んでもよく、たとえば、スクシンイミド分散剤を含んでもよい。アミンは、少なくとも2つ、または少なくとも3つ、または少なくとも4つの芳香族基、たとえば、約4〜約10、または約4〜約8、または約4〜約6の芳香族基、および少なくとも1つの第一級または第二級アミノ基、あるいは、少なくとも1つの第二級アミノ基を有するアミンであってもよい。アミンは、第一級アミノ基および少なくとも1つの第二級アミノ基の両方を含んでもよい。アミンは、少なくとも約4つの芳香族基、および第二級または第三級アミノ基の任意の組み合わせの少なくとも2つを含んでもよい。
2つの芳香族基を有するアミンの例として、N−フェニル−p−フェニレンジアミンがある。少なくとも3または4つの芳香族基を有するアミンの例は、下記式(1)で表すことができる。
Figure 2013544948
式中、各可変基は、独立に以下の通りである:R1は水素でも、またはC15アルキル基でもよく(典型的には水素);R2は水素でも、またはC15アルキル基(でもよく典型的には水素);Uは脂肪族基でも、脂環式基でも、または芳香族基でもよく(Uが脂肪族である場合、脂肪族基は、1〜約5個または1〜約2個の炭素原子を含む直鎖アルキレン基でも、または分岐アルキレン基でもよい);wは1〜約10でも、または1〜約4でも、または1〜2でもよい(典型的には1)。Uが脂肪族基である場合、Uは1〜約5個の炭素原子を含むアルキレン基でもよい。あるいは、アミンは式(1a)で表すこともできる。
Figure 2013544948
式中、可変基U、R1およびR2はそれぞれ上記と同じであり、wは0〜約9、または0〜約3、または0〜約1である(典型的には0)。
分散剤は、ポリオレフィンコハク酸のエステルでも、アミドでも、またはエステル−アミドでもよい。たとえば、ポリオレフィンコハク酸エステルはペンタエリトリトールのポリイソブチレンコハク酸エステルまたはその混合物でもよい。ポリオレフィンコハク酸エステル−アミドは、ポリイソブチレンコハク酸をアルコール(ペンタエリトリトールなど)およびアミン(ポリアミン、典型的にはジエチレントリアミン、ポリアミン残油、テトラエチレンペンタミン(TEPA)および同種のもの)と反応させたものでもよい。
分散剤は、N置換長鎖アルケニルスクシンイミドであってもよい。N置換長鎖アルケニルスクシンイミドの例には、ポリイソブチレンスクシンイミド、すなわち、ポリイソブテン置換スクシンイミド分散剤がある。典型的には、ポリイソブチレンコハク酸無水物を誘導するポリイソブチレンは、約350〜約5000、または約550〜約3000または約750〜約2500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については、たとえば米国特許第3,172,892号、同第3,219,666号、同第3,316,177号、同第3,340,281号、同第3,351,552号、同第3,381,022号、同第3,433,744号、同第3,444,170号、同第3,467,668号、同第3,501,405号、同第3,542,680号、同第3,576,743号、同第3,632,511号、同第4,234,435号、米国再発行特許第26,433号、および米国特許第6,165,235号、同第7,238,650号および欧州特許出願公開第0 355 895 A号に開示されている。
分散剤はさらに、種々の作用物質のいずれかと反応させて、従来の方法により後処理してもよい。中でも、ホウ素化合物(ホウ酸など)、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、たとえばテレフタル酸などのカルボン酸、炭化水素置換コハク酸無水物、無水マレイン酸、ニトリル、エポキシドおよびリン化合物が挙げられる。後処理分散剤は、ホウ酸化されていてもよい。後処理分散剤は、分散剤とジメルカプトチアジアゾールとの反応から得てもよい。後処理分散剤は、分散剤とリン酸または亜リン酸との反応から得てもよい。
分散剤は、潤滑用組成物の約0.01wt%〜約20wt%、または約0.1wt%〜約15wt%、または約0.1wt%〜約10wt%、または約1wt%〜約6wt%、または約1〜約3wt%の範囲の濃度で潤滑剤組成物中に存在してもよい。
分散剤が塩基性窒素原子を含む場合、そうした塩基性は、分散剤のTBNで測定してもよい。一実施形態では、有用なスクシンイミド分散剤のTBNは、オイルフリー(補正)ベースで約10〜約30であってもよく、これは、50%油を含む分散剤サンプルで測定した場合、約5〜約15に相当すると考えられる。
一実施形態では、ポリマーの粘度指数を向上させる量(すなわち、VIポリマーの量)は、約0.5〜約2重量パーセントであり、分散剤の量は、約0.01〜約20重量パーセント、および過塩基性スルホネートの量は約0.05〜約5重量パーセントである。
摩擦調整剤は、アミンの長鎖脂肪酸誘導体、長鎖脂肪酸エステル、または長鎖脂肪族エポキシドの誘導体;脂肪酸イミダゾリン;アルキルリン酸のアミン塩;脂肪酸アルキルタルトレート;脂肪酸アルキルタルトリミド;脂肪酸アルキルタルトラミド;脂肪酸グリコレート;および脂肪酸グリコールアミドから選択してもよい。本明細書で使用する場合、摩擦調整剤に関する「脂肪酸アルキルまたは脂肪酸」という用語は、約10〜約22個の炭素原子を有する炭素鎖、典型的には直鎖炭素鎖を意味する。あるいは、脂肪酸アルキル基の代わりに単分岐アルキル基を使用してもよい。典型的な単分岐アルキル基は、β分岐基、たとえば2−エチルヘキシル、2−プロピルヘプチルおよび同様のものを含んでもよい。摩擦調整剤は、潤滑剤組成物の0wt%〜約6wt%、または約0.01wt%〜約4wt%、または約0.05wt%〜約2wt%、または約0.1wt%〜約2wt%の範囲の濃度で潤滑剤組成物中に存在してもよい。
使用してもよい摩擦調整剤の例として、アミンの長鎖脂肪酸誘導体、脂肪酸エステルまたは脂肪族エポキシド;脂肪酸イミダゾリン、たとえばカルボン酸とポリアルキレン−ポリアミンとの縮合生成物;アルキルリン酸のアミン塩;脂肪酸アルキルタルトレート;脂肪酸アルキルタルトリミド;脂肪酸アルキルタルトラミド;脂肪族ホスホネート;脂肪族ホスファイト;ホウ酸化されたリン脂質、ホウ酸化された脂肪族エポキシド;グリセロールエステル;ホウ酸化されたグリセロールエステル;脂肪族アミン;アルコキシル化脂肪族アミン;ホウ酸化されたアルコキシル化脂肪族アミン;ヒドロキシアルキルおよびポリヒドロキシアルキル脂肪族アミン、たとえば第三級ヒドロキシアルキル脂肪族アミン;ヒドロキシアルキルアミド;脂肪酸の金属塩;アルキルサリチレートの金属塩;脂肪族オキサゾリン;脂肪族エトキシル化アルコール;カルボン酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合生成物;または脂肪族カルボン酸と、グアニジン、アミノグアニジン、尿素もしくはチオ尿素との反応生成物およびそれらの塩を挙げることができる。
摩擦調整剤はまた、硫化脂肪族化合物およびオレフィン、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、ジチオカルバミン酸モリブデン、ならびに、ポリオールとヒマワリ油もしくは大豆油から誘導されたまたは誘導され得る脂肪族カルボン酸とのモノエステルなどの材料も包含する。
摩擦調整剤は、長鎖脂肪酸エステルであってもよい。長鎖脂肪酸エステルは、モノエステル、ジエステル、(トリ)グリセリド、またはこれらの2つ以上の混合物であってもよい。
潤滑剤組成物は任意に、少なくとも1つの摩耗防止剤をさらに含んでもよい。好適な摩耗防止剤の例として、酒石酸塩(タルトレート)、タルトリミド、リン化合物の油溶性アミン塩、硫化オレフィン、金属ジヒドロカルビルジチオホスフェート(亜鉛ジアルキルジチオホスフェートなど)、ホスファイト(亜リン酸ジブチルなど)、ホスホネート、チオカルバメート含有化合物、たとえばチオカルバメートエステル、チオカルバメートアミド、チオカルバミン酸エーテル、アルキレン結合チオカルバメート、およびビス(S−アルキルジチオカルバミル)ジスルフィドを挙げることができる。摩耗防止剤は、一実施形態では、国際公開第2006/044411号またはカナダ特許第1 183 125号に開示されているようなタルトレートまたはタルトリミドを含んでもよい。タルトレートまたはタルトリミドは、アルキル基の炭素原子の合計が少なくとも約8であるアルキル基(単数または複数)を含んでもよい。
添加剤の別のクラスは、米国特許第7,727,943号および米国特許出願公開第2006/0014651号に開示されているような油溶性チタン化合物を含んでもよい。これらは、摩耗防止剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、デポジット抑制添加剤および同様のものとして働き得る。これらの添加剤は、多機能添加剤であってもよい。たとえば、これらの添加剤の1つは、耐摩耗性および酸化防止性の両方を付与し得る。油溶性チタン化合物は、チタン(IV)アルコキシドであってもよい。チタンアルコキシドは、一価アルコール、ポリオールまたはこれらの混合物から形成することができる。一価アルコキシドは、2〜約16個の炭素原子、または3〜約10個の炭素原子を含んでもよい。チタンアルコキシドは、チタン(IV)イソプロポキシドであってもよい。チタンアルコキシドは、チタン(IV)2−エチルヘキサオキシドであってもよい。チタン化合物は、隣接1,2−ジオールまたはポリオールのアルコキシドを含んでもよい。1,2−隣接ジオールは、オレイン酸エステルなどグリセロールの脂肪酸モノ−エステルを含んでもよい。
油溶性チタン化合物は、チタンカルボキシレートであってもよい。チタンカルボキシレートは、チタンアルコキシドと、非直鎖状モノカルボン酸および約22個より多く最大約25個の炭素原子を有するカルボン酸からなる群から選択されるカルボン酸とから誘導することができる。チタン/カルボン酸生成物の例として、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、ネオデカン酸および同様のものを含む群から選択される酸とのチタン反応生成物を挙げることができる。こうしたチタン/カルボン酸生成物を製造する方法は、たとえば、米国特許第5,260,466号に記載されている。
油に可溶である局圧(EP)剤は、硫黄含有およびクロロ硫黄含有EP剤、分散剤(典型的にはスクシンイミド分散剤)のジメルカプトチアジアゾールまたはCS2誘導体、塩素化炭化水素EP剤およびリンEP剤の誘導体を含んでもよい。こうしたEP剤の例として、塩素化ワックス;硫化オレフィン(硫化イソブチレンなど)、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、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、ならびに硫化ディールスアルダー付加物;リン硫化炭化水素、たとえば硫化リンとテレビンまたはオレイン酸メチルとの反応生成物;リンエステル、たとえば二炭化水素および三炭化水素亜リン酸エステル、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フェノールホスファイト;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のアミン塩、または、たとえば、ジアルキルジチオリン酸とプロピレンオキシドとの反応生成物のアミン塩、およびその後さらにP25と反応させたものなどの誘導体;およびこれらの混合物(米国特許第3,197,405号に記載されている)を挙げることができる。
潤滑剤組成物に使用してもよい抑泡剤は、ポリシロキサン、アクリル酸エチルと2−エチルヘキシルアクリレートのコポリマー、およびさらに任意に酢酸ビニル;抗乳化剤、たとえばフッ素化ポリシロキサン、トリアルキルホスフェート、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)ポリマーを含んでもよい。
潤滑剤組成物に使用してもよい流動点降下剤は、ポリα−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、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリレートまたはポリアクリルアミドを含んでもよい。
使用してもよい抗乳化剤は、トリアルキルホスフェート、ならびにエチレングリコール、エチレンオキシド、プロピレンオキシドの様々なポリマーおよびコポリマー、またはこれらの2つ以上の混合物を含んでもよい。
金属活性低下剤は、ベンゾトリアゾールの誘導体(典型的にはトリルトリアゾール)、1,2,4−トリアゾールの誘導体、ベンゾイミダゾールの誘導体、2−アルキルジチオベンゾイミダゾールの誘導体または2−アルキルジチオ−ベンゾチアゾールの誘導体を含んでもよい。金属活性低下剤は、腐食抑制剤とも呼ばれる。
使用してもよいシール膨潤剤は、スルホレン誘導体、たとえばExxon Necton−37(商標)(FN 1380)およびExxon Mineral Seal Oil(商標)(FN 3200)を含んでもよい。
潤滑剤組成物は、本明細書に記載するような潤滑剤を機械装置に供給することにより装置の潤滑に使用することができる。装置は、自動車用ガソリンまたはディーゼルエンジン、大型車両用ディーゼルエンジン、船舶用ディーゼルエンジン、または定置用ガスエンジンなどの内燃エンジンであってもよい。こうしたエンジンはサンプ潤滑することができ、潤滑剤はサンプに供給すればよく、そこから潤滑剤がエンジンの動作部を潤滑することができる。あるいは、潤滑剤は、サンプ部ではなく、別の供給源から供給してもよい。
内燃エンジンは、ディーゼル燃料エンジン(典型的には大型車両用ディーゼルエンジン)でも、ガソリン燃料エンジンでも、天然ガス燃料エンジンでも、ガソリン/アルコール混合燃料エンジンでも、または水素燃料内燃エンジンでもよい。内燃エンジンは、ディーゼル燃料エンジンでも、またはガソリン燃料エンジンでもよい。内燃エンジンは、大型車両用ディーゼルエンジンであってもよい。
内燃エンジンは、2サイクルエンジンでも、または4サイクルエンジンでもよい。好適な内燃エンジンは、船舶用ディーゼルエンジン(前記潤滑剤で潤滑されるシリンダーを含んでもよい)、航空用ピストンエンジン、低負荷ディーゼルエンジン、ならびに自動車およびトラックエンジンを含んでもよい。船舶用ディーゼルエンジンは、船舶用ディーゼル機関用シリンダー潤滑剤(典型的には2サイクルエンジンが対象)、システム油(典型的には2サイクルエンジンが対象)、またはクランクケース潤滑剤(典型的には4サイクルエンジンが対象)で潤滑することができる。
内燃エンジンの1つのクラスは、燃料をシリンダーに直接噴射する直噴燃焼エンジンである。直接噴射の具体的な例として、ウォールガイドおよびスプレーガイド直噴エンジンを挙げることができる。潤滑剤組成物は、ガソリン直噴エンジンの潤滑に使用してもよい。
潤滑剤組成物は、硫黄、リンまたは硫酸灰分の含有量に関係なく、任意のエンジンの潤滑剤として好適に使用できる。エンジン油として使用する際の潤滑剤組成物の硫黄含有量は、約1wt%以下、または約0.8wt%以下、または約0.5wt%以下、または約0.3wt%以下であってもよい。硫黄含有量は、約0.001wt%〜約0.5wt%、または約0.01wt%〜約0.3wt%の範囲であってもよい。リン含有量は、約0.2wt%以下、または約0.12wt%以下、または約0.1wt%以下、または約0.085wt%以下、または約0.08wt%以下、または約0.06wt%以下、または約0.055wt%以下、または約0.05wt%以下であってもよい。リン含有量は、約0.04wt%〜約0.12wt%であってもよい。リン含有量は、約100ppm〜約1000ppm、または約200ppm〜約600ppmであってもよい。総硫酸灰分含有量は、潤滑剤組成物の約0.3wt%〜1.2wt%、または約0.5wt%〜約1.1wt%であってもよい。硫酸灰分含有量は、潤滑剤組成物の約0.5wt%〜1.1wt%であってもよい。潤滑剤組成物は、塩素含有量が、最大約100ppm、または最大約50ppm、または最大約10ppmであることを特徴としてもよい。
潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物が潤滑剤組成物の(i)約0.5wt%以下の硫黄含有量、(ii)約0.12wt%以下のリン含有量、および(iii)約0.5wt%〜約1.1wt%の硫酸灰分含有量のうち少なくとも1つを有するものとして特徴付けられ得るエンジン油であってもよい。
潤滑剤組成物は、船舶用ディーゼルシリンダーの潤滑に使用してもよい船舶用ディーゼル機関用シリンダー潤滑剤であってもよい。船舶用ディーゼル機関用シリンダーは、2サイクル船舶用ディーゼルエンジンのシリンダーであってもよい。船舶用ディーゼル機関用シリンダー潤滑剤は典型的には、サンプに保持されることなく1回の供給に使用され、消費される。これらの潤滑剤は、TBNで測定した高レベルの塩基性を潤滑剤に与える高い清浄剤レベルを必要とし、典型的にはTBNレベルが約20以上、たとえば約30以上、または約40以上、または約50以上、または約70以上、および典型的には最大約80、または最大約100、または最大約300となることがある。
潤滑剤組成物は、ピストンデポジットのメリット評点が高まり、かつ粘度上昇が抑制される内燃エンジンの運転方法に使用してもよい。
一実施形態では、開示された技術は、内燃エンジンのピストンデポジットのレベルを低下させる方法であって、本明細書に記載するような潤滑剤組成物でエンジンを潤滑することを含む方法を提供する。一実施形態では、開示された技術は、潤滑剤組成物中に約5mol%〜約20mol%のエチレンに由来する構造単位、約50mol%〜約90mol%のプロピレンに由来する構造単位、および約5%〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含むポリマーの、粘度指数を向上させる量の使用であって、潤滑油組成物が、潤滑粘度の油と、分散剤と、スルホネートが約250〜約600の範囲の全塩基価を有する過塩基性スルホネートを含む清浄剤とをさらに含むものであり、前記潤滑剤組成物によって潤滑されるエンジンのピストンデポジットのレベルを低下させるための使用を提供する。
[実施例2]
十分に配合されたエンジン油は、実施例1の開示に従い製造されたポリマー(以下、ポリマー1)および市販されているオレフィンコポリマー(以下、比較OCPまたはComp OCP)とブレンドし、「粘度測定値以外の」利点について試験する。ASTM Sequence IIIG試験では、ポリマー1を使用する場合、Comp OCPと比較してデポジット性能に著しい改善が見られる。ポリマー1およびComp OCPは、下記表1に示した特性を有する。
Figure 2013544948
表1のポリマーを使用して、表2に示したエンジン油(EO)配合物を製造する。EO No.1を配合するには、ポリマー1を使用する。Comp EOを配合するには、Comp OCPを使用する。表2では、添加剤の一部に混合油を加えており、添加剤に対する混合油の重量パーセントを示す。さらに表2では、他に記載がある場合を除いて、数値はすべて重量部である(さらにパーセントはすべて重量パーセントである)。
Figure 2013544948
表2に示したエンジン油配合物を使用して、ASTM Sequence IIIG試験を実施する。その試験結果を表3に示す。
Figure 2013544948
これらの試験結果から、EO No.1を使用した場合、Comp EOと比較してピストンデポジット評点の顕著な上昇、およびエンジン油の増粘の著しい抑制が示される。
種々の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本明細書を読めば、本発明の様々な改変が当業者に明らかになり得ることが理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲内に包含され得るそうした改変をすべて含むことも理解されよう。
記載した各化学成分の量は、他に記載がない限り、たとえば油の量を記載しない限り、市販の材料に通常存在し得る任意の溶剤または希釈油を除いて(すなわち、活性化学物質ベースで)示してある。一方、他に記載がない限り、本明細書に言及した各化学物質または組成物は、異性体、副生成物、誘導体、および市販グレードに存在すると通常理解される他のそうした材料を含み得る市販グレードの材料と解釈すべきである。
上述の材料の一部は、最終配合物中で相互作用する可能性があるため、最終配合物の成分が最初に加えた材料と異なることがあることが知られている。たとえば、金属イオン(たとえば、清浄剤における)は、他の分子の他の酸性またはアニオン性部位に移動する。そうして形成される生成物は、本発明の組成物をその目的の用途で使用して形成される生成物を含めて、簡単に説明できない場合がある。しかしながら、そうした修飾体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り調製された組成物を包含する。
上記に言及した各文書は、具体的に上記したか否かに関わらず、優先権主張の対象である任意の先行出願を含め、本明細書に援用する。任意の文書に関する言及は、そうした文書が先行技術と見なされる、または任意の法域の当業者の一般知識を構成することを承認するものではない。実施例を除いて、あるいは他に明示的に記載されている場合を除いて、材料、反応条件、分子量、炭素原子数および同様のものの量を特定する本記載における数量はすべて、「約(about)」という語で修飾されているものと理解すべきである。本明細書に記載した量、範囲および比率の上限および下限は、独立に組み合わせてもよいことが理解されよう。同様に、本発明の各要素の範囲および量も、他の要素のいずれかの範囲または量と共に使用してもよい。本明細書で使用する場合、「から本質的になる(consisting essentially of)」という表現は、検討対象の組成物の基本的かつ新規な特徴に大きな影響を与えない物質を含み得る。

Claims (27)

  1. 潤滑粘度の油;
    約5mol%〜約20mol%のエチレンに由来する構造単位、約50mol%〜約90mol%のプロピレンに由来する構造単位、および約5%〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含む粘度指数を向上させる量のポリマー;
    分散剤;および
    過塩基性スルホネートを含む清浄剤であって、前記スルホネートが約250〜約600の範囲の全塩基価を有する清浄剤
    を含むことを特徴とする潤滑剤組成物。
  2. 前記ポリマーの前記粘度指数を向上させる量が、約0.3〜約5重量パーセントである、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記ポリマーの前記粘度指数を向上させる量が、約0.5〜約2重量パーセントである、先行するいずれかの請求項に記載の組成物。
  4. 前記分散剤が、ポリイソブテン置換スクシンイミド分散剤を含む、先行するいずれかの請求項に記載の組成物。
  5. 前記分散剤の量が、約0.01wt%〜約20wt%である、先行するいずれかの請求項に記載の組成物。
  6. 前記過塩基性スルホネートが、カルシウム塩、マグネシウム塩またはナトリウム塩を含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  7. 前記過塩基性スルホネートが、前記潤滑剤組成物に約1〜約10の範囲のTBN(全塩基価)を与えるのに好適な量で存在する、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  8. 前記過塩基性スルホネートの量が、約0.05wt%〜約5wt%である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  9. 前記ポリマーの前記粘度指数を向上させる量が約0.5〜約2重量パーセントであり、前記分散剤の量が約0.01〜約20重量パーセントであり、前記過塩基性スルホネートの量が約0.05〜約5重量パーセントである、先行するいずれかの請求項に記載の組成物。
  10. 前記組成物が摩耗防止剤をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  11. 前記組成物が酸化防止剤をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  12. 前記組成物が摩擦調整剤をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  13. 前記組成物が流動点降下剤をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  14. 前記組成物が消泡剤をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  15. 前記組成物が、1種または複数種の金属活性低下剤、追加粘度調整助剤、補助清浄剤、腐食抑制剤、分散剤粘度調整剤、極圧剤、抗乳化剤、シール膨潤剤、またはこれらの2つ以上の混合物をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  16. 前記潤滑粘度の油がグループII油を含む、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  17. 前記潤滑粘度の油が、100℃での動粘度が約5cSt未満であり、粘度指数が約130未満である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  18. 前記ポリマーが、約10,000〜約500,000の範囲の数平均分子量を有する、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  19. 前記ポリマーが、約4以下のMw/Mnを有する、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  20. 前記ポリマーが、約5〜約10mol%のエチレンに由来する構造単位、約60〜約75mol%のプロピレンに由来する構造単位、約15〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含み、数平均分子量が約150,000〜約250,000の範囲であり、Mw/Mnが約2〜約2.5の範囲である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  21. 前記組成物の硫黄含有量が、約1重量%以下である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  22. 前記組成物のリン含有量が、約0.2重量%以下である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  23. 前記組成物の硫酸灰分含有量が、約0.3〜約1.2重量%の範囲である、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  24. 前記組成物の塩素含有量が、最大約100ppmである、先行する請求項のいずれかに記載の組成物。
  25. 先行する請求項のいずれかに記載の潤滑剤組成物を、内燃エンジンに供給することを含む、内燃エンジンを潤滑する方法。
  26. 請求項1〜23のいずれかに記載の潤滑剤組成物を用いて、内燃エンジンを潤滑することを含む、内燃エンジンのピストンデポジットのレベルを低下させる方法。
  27. 潤滑粘度の油、分散剤;および過塩基性スルホネートを含む清浄剤であって、前記スルホネートが約250〜約600の範囲の全塩基価を有する清浄剤をさらに含む潤滑剤組成物中における、
    約5mol%〜約20mol%のエチレンに由来する構造単位、約50mol%〜約90mol%のプロピレンに由来する構造単位、および約5%〜約30mol%のブチレンに由来する構造単位を含む、粘度指数を向上させる量のポリマーの使用であって、
    前記潤滑剤組成物により潤滑されるエンジンのピストンデポジットのレベルを低下させるための使用。
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