JP2015532943A - 潤滑性組成物 - Google Patents

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Abstract

７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位を備える前記ポリアルキレングリコールを含む潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は潤滑性組成物に関する。
ギアオイルの２つの重要な性能特性はそれらの極圧性能とそれらの空気排出特性である。非常に低い空気排出値と高い極圧値を組み合わせている製剤化ギア液が非常に望まれている。
小さくなった貯蔵槽を有するギアボックスのＯＥＭによる設計が産業界での一つの傾向であり、したがって小さくなったギアボックス当たりの潤滑油体積が必要である。熱を消失させるために利用可能な液体が少ないので、ギアの作動中に温度が上昇するにつれこの小さくなったギアボックス当たりの潤滑油体積がギア潤滑油に過剰なストレスを与える。さらに、ギア潤滑油は空気を同乗させることができ、この空気が急速に排出されることが重要である。潤滑油にとって１０体積％の空気を同乗させることが一般的である。同乗した空気は摩擦制御の低下、酸化増加、ノイズ、振動および空洞現象の原因になり得る。これらの理由のため、小さい空気排出値を有する液体が望ましい。さらに、ギア潤滑油はギアの歯が噛みあうときの高接触圧下での融着を防ぐための優れた極圧特性を有することが重要である。
大半の市販の工業用ギア潤滑油はＩＳＯ−１５０から１０００（すなわち、４０℃において１５０ｃＳｔから１０００ｃＳｔ）の粘度範囲にある。それらの空気排出値は７５℃で５分超であり、通常は１０〜２０分の範囲である。
１つの実施形態において本発明は７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位を備える前記ポリアルキレングリコールを含む潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物を提供する。
添加剤として７．５重量パーセントから２０重量パーセントまでのレベルである特定の油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）を含有するポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）を用いて製剤化されたギア潤滑油は小さい空気排出値を有することもでき、優れた極圧特性を有することもできることが明らかになっている。
その潤滑性組成物は７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの動粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位を備える前記ＯＳＰを含み、その潤滑性組成物は少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す。
７５重量パーセントから９２．５重量パーセントまでのＰＡＯの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、ＰＡＯは７５重量パーセント、７８重量パーセント、８１重量パーセント、８５重量パーセント、９１重量パーセントまたは９２重量パーセントの下限から７６重量パーセント、８０重量パーセント、８４重量パーセント、８８重量パーセント、または９２．５重量パーセントの上限までの範囲であり得る。例えば、潤滑性組成物中のＰＡＯの量は７５重量パーセントから９２．５重量パーセントまでであり得、または代替として、潤滑性組成物中のＰＡＯの量は８０重量パーセントから９０重量パーセントまでであり得、または代替として、潤滑性組成物中のＰＡＯの量は８５重量パーセントから９２．５重量パーセントまでであり得る。
当技術分野においてよく知られているあらゆるポリアルファオレフィンベースの油を使用することができる。例となる市販のポリアルファオレフィンベースの油にはエクソン・モービルケミカル社からＳＰＥＣＴＲＡＳＹＮの商標で、シェブロン・フィリップス社からＳＹＮＦＬＵＩＤの商標で、およびケムチュラ社からＳＹＮＴＯＮの商標で入手可能な油が含まれる。
７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの潤滑性組成物中のＯＳＰの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、ＯＳＰは７．５重量パーセント、１０重量パーセント、１２．５重量パーセント、１５重量パーセント、１７．５重量パーセント、２０重量パーセント、２２．５重量パーセントまたは２４重量パーセントの下限から８重量パーセント、１１重量パーセント、１３重量パーセント、１６重量パーセント、１８．５重量パーセント、２１重量パーセント、２３．５重量パーセントまたは２５重量パーセントの上限までの範囲であり得る。例えば、潤滑性組成物中のＯＳＰの量は７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでであり得、または代替として、潤滑性組成物中のＯＳＰの量は１０重量パーセントから２０重量パーセントまでであり得、または代替として、潤滑性組成物中のＯＳＰの量は１５重量パーセントから２０重量パーセントまでであり得る。
前記ＯＳＰは４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの動粘度を有する。１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、その動粘度は１５ｃＳｔ、２０ｃＳｔ、２５ｃＳｔ、３０ｃＳｔ、３５ｃＳｔ、４０ｃＳｔまたは４５ｃＳｔの下限から１７．５ｃＳｔ、２２．５ｃＳｔ、２７．５ｃＳｔ、３２．５ｃＳｔ、３７．５ｃＳｔ、４２．５ｃＳｔ、４７．５ｃＳｔまたは５０ｃＳｔの上限までであり得る。例えば、そのＯＳＰの粘度は１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの粘度は２５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの粘度は２５ｃＳｔから４５ｃＳｔまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの粘度は１５ｃＳｔから３５ｃＳｔまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの粘度は１８ｃＳｔから４６ｃＳｔまでの範囲であり得る。
前記潤滑性組成物は少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重を示す。少なくとも１６０ｋｇの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、その四球ＥＰ融着荷重は１６０ｋｇ、１７０ｋｇ、１８０ｋｇ、１９０ｋｇまたは２００ｋｇの下限からであり得る。
前記潤滑性組成物は７５℃において３分未満の空気排出値を示す。３分未満の全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、７５℃におけるその空気排出値３分、２．５分、２分、１．５分または１分の上限からであり得る。
代替的実施形態において前記ＯＳＰは４００ｇ／モルから１１００ｇ／モルまでの分子量を有する。全ての個々の値および部分範囲が本明細書において開示され、本明細書に含まれる。例えば、そのＯＳＰの分子量は４００ｇ／モル、５００ｇ／モル、６００ｇ／モル、７００ｇ／モル、８００ｇ／モル、９００ｇ／モル、または１０００ｇ／モルの下限から４５０ｇ／モル、５５０ｇ／モル、６５０ｇ／モル、７５０ｇ／モル、８５０ｇ／モル、９５０ｇ／モル、１０５０または１１００ｇ／モルの上限までの範囲であり得る。例えば、そのＯＳＰの分子量は４００ｇ／モルから１１００ｇ／モルまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの分子量は５００ｇ／モルから１０００ｇ／モルまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの分子量は４００ｇ／モルから８００ｇ／モルまでの範囲であり得、または代替として、そのＯＳＰの分子量は６００ｇ／モルから１０００ｇ／モルまでの範囲であり得る。
代替的実施形態において本発明は、前記ＯＳＰが３０重量パーセントから７０重量パーセントまでのプロピレンオキシド由来の単位と７０重量パーセントから３０重量パーセントまでのブチレンオキシド由来の単位を含むことを例外として、前述の実施形態のいずれかと一致する潤滑性組成物を提供する。３０重量パーセントから７０重量パーセントまでのプロピレンオキシド由来の単位の全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、プロピレンオキシド由来の単位の量は３０重量パーセント、４０重量パーセント、５０重量パーセント、または６０重量パーセントの下限から３５重量パーセント、４５重量パーセント、５５重量パーセント、６５重量パーセント、または７０重量パーセントの上限までの範囲であり得る。例えば、プロピレンオキシド由来の単位の量は３０重量パーセントから７０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、プロピレンオキシド由来の単位の量は４０重量パーセントから６０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、プロピレンオキシド由来の単位の量は４０重量パーセントから７０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、プロピレンオキシド由来の単位の量は４５重量パーセントから５５重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、プロピレンオキシド由来の単位の量は５０重量パーセントであり得る。３０重量パーセントから７０重量パーセントまでのブチレンオキシド由来の単位の全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、ブチレンオキシド由来の単位の量は３０重量パーセント、４０重量パーセント、５０重量パーセント、または６０重量パーセントの下限から３５重量パーセント、４５重量パーセント、５５重量パーセント、６５重量パーセント、または７０重量パーセントの上限までの範囲であり得る。例えば、ブチレンオキシド由来の単位の量は３０重量パーセントから７０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、ブチレンオキシド由来の単位の量は４０重量パーセントから６０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、ブチレンオキシド由来の単位の量は３０重量パーセントから６０重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、ブチレンオキシド由来の単位の量は４５重量パーセントから５５重量パーセントまでの範囲であり得、または代替として、ブチレンオキシド由来の単位の量は５０重量パーセントであり得る。
代替的実施形態において本発明は、前記ＯＳＰが３２ｃＳｔの粘度を有することを例外として、前述の実施形態のいずれかと一致する潤滑性組成物を提供する。
本潤滑性組成物の実施形態において有用なＯＳＰは、アルコール（すなわち、モノール）、ジオール、およびポリオールからなる群より選択される１種類以上の開始剤によって開始される。例となるアルコール（すなわち、モノール）開始剤にはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ネオペンタノール、イソブタノール、デカノール、２−エチルヘキサノールなど、ならびに天然起源と石油化学起源の両方に由来し、１１炭素原子から２２炭素原子を含有するアルコールを含む非環式アルコールが含まれる。例となるジオール開始剤にはモノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、またはジプロピレングリコールが含まれる。例となるポリオール開始剤にはネオペンチルグリコール、トリメチオールプロパンおよびペンタエリスリチオール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｉｏｌ）が含まれる。
代替的実施形態において本発明は少なくとも０．０５重量％の少なくとも１種類の極圧添加剤をさらに含む潤滑性組成物を提供する。少なくとも０．０５重量パーセントの耐摩耗性添加剤からの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、潤滑性組成物中の耐摩耗性添加剤の量は０．０５重量パーセント、０．１５重量パーセント、０．２５重量パーセント、０．５重量パーセント、０．８重量パーセントまたは１重量パーセントの下限からであり得る。
例となる極圧添加剤には無灰ジチオホスフェート、トリアリールホスホチオナート、アルキルジフェニルホスファイト、アミンホスフェート、ジチオホスフェートおよびトリアリールホスホチオナートが含まれる。黄色金属不動態化剤の例にはトリルトリアゾール、ベンゾトリアゾールおよびＮ−アルキル化トイルトリアゾール（ｔｏｙｌｔｒｉａｚｏｌｅ）が含まれる。抗酸化剤の例にはオクチル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニルαナプチルアミン（ｎａｐｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、オクチル化／ブチル化ジフェニルアミンおよびフェノール型抗酸化剤が含まれる。
本潤滑性組成物の幾つかの実施形態は耐摩耗性添加剤、黄色金属不動態化剤、および抗酸化剤からなる群より選択される１つ以上の添加剤をさらに含み得る。例となる耐摩耗性添加剤にはジアルキルジチオリン酸亜鉛、アミンホスフェート、ジチオカルバメート、アルキルホスフェートエステル、無灰ジチオカルバメート、それらの配合物およびそれらの混合物が含まれる。
黄色金属不動態化剤の例にはトリルトリアゾール、ベンゾトリアゾールおよびＮ−アルキル化トイルトリアゾール（ｔｏｙｌｔｒｉａｚｏｌｅ）が含まれる。抗酸化剤の例にはオクチル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニルαナプチルアミン（ｎａｐｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、オクチル化／ブチル化ジフェニルアミンおよびフェノール型抗酸化剤が含まれる。
代替的実施形態において本発明は、０．２５重量パーセントから２重量パーセントまでの１種類以上の極圧添加剤をさらに含むことを例外として、前述の実施形態のいずれかと一致する潤滑性組成物を提供する。０．２５重量パーセントから２重量パーセントまでの全ての値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書において開示される。例えば、極圧添加剤の量は０．２５重量パーセント、０．５重量パーセント、０．７５重量パーセント、１重量パーセント、１．２５重量パーセント、１．５重量パーセント、または１．７５重量パーセントの下限から０．５重量パーセント、０．７５重量パーセント、１重量パーセント、１．２５重量パーセント、１．５重量パーセント、１．７５重量パーセント、または２重量パーセントの上限までの範囲であり得る。例えば、１種類以上の極圧添加剤の量は０．２５重量パーセントから２重量パーセントまでであり得、または代替として、１種類以上の極圧添加剤の量は０．２５重量パーセントから１重量パーセントまでであり得、または代替として、１種類以上の極圧添加剤の量は１重量パーセントから２重量パーセントまでであり得、または代替として、１種類以上の極圧添加剤の量は０．７５重量パーセントから１．７５重量パーセントまでであり得、または代替として、１種類以上の極圧添加剤の量は０．５重量パーセントから１重量パーセントまでであり得る。
本明細書において開示される実施形態のいずれかに従う潤滑性組成物はギアオイル、作動液、コンプレッサーオイルおよび／またはエンジンオイルとして、またはそれらの中において使用され得る。
代替的実施形態において本発明は７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位を備える前記ポリアルキレングリコールから基本的になる潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物を提供する。
別の代替的実施形態において本発明は７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位から基本的になる前記ポリアルキレングリコールを含む潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物を提供する。
さらに別の代替的実施形態において本発明は７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位から基本的になる前記ポリアルキレングリコールから基本的になる潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物を提供する。
後続の実施例は本発明を例示するが、本発明の範囲を限定するつもりはない。表１は本発明の実施例および比較例において使用されたポリアルファオレフィンベースの油、ＯＳＰ添加剤、耐摩耗性添加剤、抗酸化剤、極圧添加剤および黄色金属不動態化剤、それらの組成、特性、および商業供給業者の記載を提供する。
本発明の実施例１〜２の組成物と選択された特性が表２に示されている。比較例１〜５の組成物と選択された特性が表３に示されている。比較例６〜９の組成物と選択された特性が表４に示されている。本明細書において使用される場合、「ｗｔ％」と「重量パーセント」は同義である。
前述の表からわかるように、本発明の組成物の前述の実施形態に従ってポリアルファオレフィンベースの油とＯＳＰ添加剤を有する潤滑性組成物は優れた空気排出と極圧特性を示す。
試験方法
試験方法は次のものを含む。
ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従って４０℃と１００℃における動粘度を測定した。
ＡＳＴＭ ２２７０に従って粘度指数を測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ７０４２に従って密度を測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ３４２７に従って空気排出を測定した。通常は低粘度液体であり、４０℃において２２〜１５０ｃＳｔの範囲である作動液については５０℃において空気排出測定を行った。高粘度液体については７５℃のような高温で測定を行った。
ＡＳＴＭ Ｄ２７９３に従って１７６０±４０ｒｐｍ、１８〜３６℃の温度において極圧融着荷重を測定した。
別途明記しない限り、文脈から暗に示されているにしても、当技術分野において従来通りであるにしても、全ての部およびパーセンテージは重量に基づく。優先権書類を含む引用した全ての出願、出願公開、特許、検査法、および他の文書は参照により完全に援用されるが、それらはそのような開示が開示された構成要素および方法と矛盾しない程度まで、およびそのような援用を許可する全ての権限の及ぶ範囲で援用される。
本発明の精神および特性から逸脱することなく本発明を他の形態で実現することが可能であり、よって、本発明の範囲を示しているものとして前述の明細書よりもむしろ添付されている特許請求の範囲に参照が行われるべきである。

Claims (11)

  1. ７５重量パーセントから９５重量パーセントまでのポリアルファオレフィンベースの油および７．５重量パーセントから２５重量パーセントまでの油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）添加剤であって、４０℃において１５ｃＳｔから５０ｃＳｔまでの粘度を有し、且つ、プロピレンオキシド由来の単位とブチレンオキシド由来の単位を備える前記ポリアルキレングリコールを含む潤滑性組成物であり、少なくとも１６０ｋｇの四球ＥＰ融着荷重試験結果と７５℃における３分未満の空気排出値を示す前記潤滑性組成物。
  2. 前記ＯＳＰ添加剤が４００ｇ／モルから１１００ｇ／モルまでの分子量を有する、請求項１に記載の潤滑性組成物。
  3. 前記ＯＳＰ添加剤が３０重量パーセントから７０重量パーセントまでのプロピレンオキシド由来の単位と７０重量パーセントから３０重量パーセントまでのブチレンオキシド由来の単位を含む、請求項１から２のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  4. 前記ＯＳＰ添加剤が４０重量パーセントから６０重量パーセントまでのプロピレンオキシド由来の単位と６０重量パーセントから４０重量パーセントまでのブチレンオキシド由来の単位を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  5. 前記ＯＳＰ添加剤が５０重量パーセントプロピレンオキシド由来の単位と５０重量パーセントブチレンオキシド由来の単位を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  6. 前記ＯＳＰ添加剤が１８ｃＳｔから４６ｃＳｔまでの粘度を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  7. 前記ＯＳＰ添加剤が３２ｃＳｔの粘度を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  8. 耐摩耗性添加剤、黄色金属不動態化剤、および抗酸化剤からなる群より選択される１種類以上の添加剤をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  9. ０．２５重量パーセントから２重量パーセントまでの１種類以上の極圧添加剤をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  10. ０．５重量パーセントから１重量パーセントまでの１種類以上の極圧添加剤をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の潤滑性組成物。
  11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の潤滑性組成物を含むギア潤滑油。
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