JP2016135872A - フルオロポリマーシール適合性を改善させるための、ボロキシン化合物及びアミン化合物を含有する、潤滑剤組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】フルオロポリマーシールとの適合性が改善する潤滑剤組成物の提供。
【解決手段】式(I)で表される環状の構造を有するボロキシン化合物と塩基価が少なくとも80mgKOH/gであるアミン化合物、特に少なくとも1個のピペリジン環と、少なくとも1個のエステル基を有するとを含有するアミン化合物を含有する潤滑剤組成物。
Figure 2016135872

【選択図】なし

Description

本発明は一般的に、基油、ボロキシン化合物、及びアミン化合物を含有する潤滑剤組成物に関する。本発明はまた、潤滑剤組成物用の添加剤パッケージに関する。
性能特性を改善するため、鉱油又は合成油をベースとする潤滑剤組成物に、安定剤を添加することが知られており、また慣用である。慣用のアミン化合物には、潤滑剤用の安定剤として効果的なものもある。これら慣用のアミン化合物は、燃焼プロセスの間に形成される酸を中和するのに役立つことがある。しかしながらこれら慣用のアミン化合物は、フルオロポリマーシールに対して有害な効果を有するため、燃焼エンジンでは一般的に使用されない。
本発明の目的は、フルオロポリマーシール適合性が改善された、新規潤滑剤組成物を提供することである。
本発明により、基油、ボロキシン化合物、及びASTM D4739に従い試験した合計塩基数が少なくとも80mgKOH/gであるアミン化合物を含有する潤滑剤組成物が得られる。このボロキシン化合物は、下記一般式(I):
Figure 2016135872
を有し、上記式中、R1はそれぞれ、炭素原子数が1〜7のアルキル基である。本発明によってまた、基油、一般式(I)を有するボロキシン化合物、及びアミン化合物を含有する潤滑剤組成物が得られ、前記アミン化合物は、一般式(VI)又は(VII):
Figure 2016135872
を有する立体障害性アミン化合物を含む群から選択され、
・R5はそれぞれ独立して水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、R5で示される基は少なくとも2つがアルキル基であり、
・R6はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、
・R6はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、
・R7で示される基は少なくとも2つが、アルキル基であり、
・R8はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、
・R5、R6、R7、及びR8で示されるヒドロカルビル基はそれぞれ独立して、アルコール基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり、モノマーの非環式アミン化合物は、質量平均分子量が500未満であり、かつ共有結合から成り、モノマーの環式アミン化合物は、質量平均分子量が500未満であり、窒素原子を2個以下しか有さない。
本発明はまた、一般式(I)を有するボロキシン化合物と、ASTM D4739に従い試験した合計塩基数が少なくとも80mgKOH/gであるアミン化合物とを含有する添加剤パッケージを目的とする。
ボロキシン化合物を含有する潤滑剤組成物は、CEC L-39-T96により示されるフルオロポリマーシールとの適合性が改善されている。
発明の詳細な説明
以下で述べるようにボロキシン化合物は、潤滑剤組成物のシール適合性を改善するため、潤滑剤組成物中に、又は潤滑剤組成物用の添加剤パッケージ中に含まれていてよい。ボロキシン化合物は潤滑剤組成物中で、1種以上のアミン化合物と組み合わされていてよい。潤滑剤組成物中にアミン化合物とともに存在する場合、ボロキシン化合物はアミン化合物と相互作用を起こし、潤滑剤組成物がフルオロポリマーシールと接触した時に、フルオロポリマーシールとの否定的な相互作用をもたらすアミン化合物の傾向に干渉すると考えられているが、アミン化合物の安定化作用が影響を受けることは無い。
ボロキシン化合物は、下記一般式(I):
Figure 2016135872
を有する。一般式(I)中、R1はそれぞれ独立して、炭素原子数が7以下のアルキル基である。例えばR1はそれぞれ独立して、炭素原子数が1〜7、1〜6、1〜5、1〜4、1〜3、又は1〜2のアルキル基であり得る。R1はそれぞれ独立して、直鎖状又は分枝鎖状であり得る。1つの特定の調製では、R1はそれぞれメチル基であり得る。基R1の例は独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソ−プロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、及びn−ヘキシル基を含むことができる。
ボロキシン化合物は例えば、トリメトキシボロキシン、トリプロポキシボロキシン、トリイソプロポキシボロキシン、トリブトキシボロキシン、トリペントキシボロキシン、トリヘキソキシボロキシン、及びトリヘプトキシボロキシンである。例えばトリメトキシボロキシンは、下記式で例示できる:
Figure 2016135872
幾つかの態様において式(I)のR1はそれぞれ、特定のアルキル基を表すことができる。このようなボロキシン化合物は例えば、下記式で例示できる:
Figure 2016135872
上記式(I)中、R1で表される基の1つがメチルであり、上記式(I)中、R1で表される基の1つがエチルであり、上記式(I)中、R1で表される基の1つがプロピルである。或いはまた、上記式(I)中、R1で表される基が同じであってよく、上記式(I)中、R1で表される基が異なっていてもよい。
ボロキシン化合物は、潤滑剤組成物及び/又は添加剤パッケージ中に、潤滑剤組成物及び/又は添加剤パッケージにおける所望のホウ素濃度をもたらすのに充分な量で含有されていてよい。ボロキシン化合物は例えば、潤滑剤組成物の質量全体に対して、潤滑剤組成物中に1〜5000ppmのホウ素をもたらすのに充分な量で含有されていてよい。或いは、ボロキシン化合物は潤滑剤組成物又は添加剤パッケージ中に、潤滑剤組成物の全質量に対して100〜5000ppm、300〜3000ppm、500〜1500ppm、又は700〜1200ppmのホウ素をもたらすのに充分な量で含有されていてよい。或いはまたボロキシン化合物は、潤滑剤組成物の全質量に対して、潤滑剤組成物中に1〜100ppm、1〜40ppm、1〜20ppm、又は10〜20ppmのホウ素をもたらすのに充分な量で用意されていてよい。
或いは、ボロキシン化合物は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.1〜10質量%、0.1〜5質量%、0.1〜1質量%、0.3〜0.7質量%、0.5〜3質量%、又は0.5〜1.5質量%の量で存在していてよい。別の態様においてボロキシン化合物は、潤滑剤組成物の全質量に対して1質量%超、5質量%未満の量で含有されている。異なるボロキシン化合物の混合物も、潤滑剤組成物及び/又は添加剤パッケージにおいて組み合わせで使用できる。
添加剤パッケージとして調製する場合、ボロキシン化合物は、添加剤パッケージの全質量に対して0.1〜75質量%の量で存在していてよい。ボロキシン化合物はまた、添加剤パッケージ中に、添加剤パッケージの全質量に対して0.1〜50質量%、0.1〜33質量%、又は0.1〜25質量%の量で存在していてよい。
ボロキシン化合物は、多様な方法で作製できる。一例としてボロキシン化合物は、オルトホウ酸(H3BO3)2molと、トリアルキルボレート1molとを反応させることによって作製できる。アルキルボレートは、一般式(I)中R1で示される基における所望の炭素原子の数に応じて、炭素原子を1〜7個有することができる。この反応は、1molのH2Oを除去するために、50〜150℃の範囲で行うことができる。
慣用のホウ素化合物の慣用の使用は、慣用のアミン化合物と、慣用のホウ素化合物との反応生成物を形成する工程を有する。慣用のホウ素化合物は、反応性ボレートエステル及びホウ酸によって例示できる。これらの適用では、慣用のホウ素化合物は化学反応により消費され、最終的に形成される潤滑剤組成物は、慣用のホウ素化合物を検知可能な量では含有しない。これら慣用の使用ではさらに、慣用のアミン化合物を、慣用のホウ素化合物と反応させ、塩が形成される。塩の形成は、慣用のホウ素化合物と、慣用のアミン化合物との反応に関する電子的な衝撃によって実証され、これはNMR分光分析における化学シフトとして可視化できる。また、反応(例えば熱の生成、及び溶液の粘稠化=架橋)が起こるという物理的な指標もある。
慣用のホウ素化合物をこのように用いる場合、反応前の慣用のホウ素化合物の全質量に対して、慣用のホウ素化合物の50質量%超が、慣用のアミン化合物と反応可能であるか、又は加水分解されている。これとは対照的に、本発明による潤滑剤組成物、添加剤パッケージ、及び本発明による方法は、未反応状態のボロキシン化合物を有意な量で含有することができる。さらに、本発明による潤滑剤組成物、本発明による添加剤パッケージ、及び本発明による方法は、ボロキシン化合物の塩を実質的な量で形成する工程を有さない。よって潤滑剤組成物は、ボロキシン化合物の反応を通して形成される塩を含有しなくてもよく、或いは、ボロキシン化合物の反応を通して形成される塩を、あらゆる反応後の潤滑剤組成物の全質量に対して10質量%未満、5質量%未満、又は1質量%未満、含有できる。
幾つかの態様では、潤滑剤組成物におけるあらゆる反応の前の潤滑剤組成物を形成するために利用されるボロキシン化合物の全質量に対して、ボロキシン化合物の少なくとも50質量%、少なくとも60質量%、少なくとも70質量%、少なくとも80質量%、又は少なくとも90質量%が、潤滑剤組成物中に未反応のまま残る。或いは、潤滑剤組成物におけるあらゆる反応の前のボロキシン化合物の全質量に対して、ボロキシン化合物の少なくとも95質量%、少なくとも96質量%、少なくとも97質量%、少なくとも98質量%、又は少なくとも99質量%が、潤滑剤組成物中に未反応のまま残る。
「未反応」という用語は、ボロキシン化合物の指定量が、潤滑剤組成物におけるあらゆる成分(例えば慣用のアミン化合物又は水)と反応しないという事実を表す。従って、未反応のボロキシン化合物の量は、潤滑剤組成物が最終的な適用(例えば内燃エンジン)において使用される前に、潤滑剤組成物に存在する場合、未使用のきれいな状態で残る。
「潤滑剤組成物におけるあらゆる反応の前に」という表現は、潤滑剤組成物におけるボロキシン化合物の量に対するものである。この表現は、ボロキシン化合物が潤滑剤組成物における他の成分と反応することを要求するものではない。すなわち、潤滑剤組成物におけるあらゆる反応の前のボロキシン化合物の全質量に対して、ボロキシン化合物の100質量%が、未反応のまま残り得る。
1つの態様において、未反応のまま残るボロキシン化合物のパーセンテージは、潤滑剤組成物中に存在する全ての成分が、相互に平衡状態に達した後に特定される。潤滑剤組成物中で平衡に達するのに必要となる時間は、大きく変わり得る。例えば、平衡に達するのに必要な期間は、1分から数日、又は数週間にわたる。幾つかの態様において、潤滑剤組成物中で未反応のまま残るボロキシン化合物のパーセンテージは、1分後、1時間後、5時間後、12時間後、1日後、2日後、3日後、1週間後、1ヶ月後、6ヶ月後、又は1年後に特定される。潤滑剤組成物中で未反応のボロキシン化合物のパーセンテージは一般的に、最終的な使用の前に特定される。
幾つかの態様において潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物の全質量に対して、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0.001質量%未満、又は0.0001質量%未満、ボロキシン化合物と反応するであろう化合物を含有する。幾つかの態様において潤滑剤組成物は酸、無水物、トリアゾール、及び/又は酸化物を集合的な量で含有することができ、これは潤滑剤組成物の全質量に対して0.1質量%未満である。或いは、潤滑剤組成物は酸、無水物、トリアゾール、及び/又は酸化物を集合的な量で含有することができ、これは潤滑剤組成物の全質量に対して0.01質量%未満、0.001質量%未満、又は0.0001質量%未満である。或いはまた、潤滑剤組成物は酸、無水物、トリアゾール、及び/又は酸化物不含であってよい。
「酸」という用語には、伝統的な酸と、ルイス酸の両方が含まれる。例えば、酸にはカルボン酸、例えば乳酸、及びヒドロアクリル酸、アルキル化されたコハク酸、アルキル芳香族スルホン酸、及び脂肪酸が含まれる。ルイス酸の例には、アルキルアルミネート、アルキルチタネート、モリブデン酸エステル(例えばモリブデンチオカルバメート、及びモリブデンカルバメート)、及びモリブデンスルフィドが含まれる。
「無水物」の例は、アルキル化されたコハク酸無水物、及びアクリレートである。トリアゾールは、ベンゾトリアゾールとその誘導体、トルトリアゾールとその誘導体、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプトチアジアゾール、4,4’−メチレン−ビス−ベンゾトリアゾール、4,5,6,7−テトラヒドロベンゾトリアゾール、及びこれらの塩である。酸化物の例は、アルキレンオキシド(例えばエチレンオキシドとプロピレンオキシド)、金属酸化物、アルコキシ化されたアルコール、又はアルコキシ化されたエステルである。
潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物の全質量に対して100ppm未満、50ppm未満、10ppm未満、又は5ppm未満、B(OH)3 -イオンを含有することができる。慣用のボロキシン化合物は、慣用の潤滑剤組成物と合わせる前に、B(OH)3 -イオンが100ppm超、慣用の潤滑剤組成物に存在するように加水分解されていてよい。このような加水分解状態において、本願の発明者らは意外なことに、生成する慣用のボロキシン化合物が、シール適合性に対して予測された効果をもたらさないことに気付いた。換言すれば、あらゆる反応の前のボロキシン化合物の全質量に対して、ボロキシン化合物の少なくとも50質量%、少なくとも60質量%、少なくとも70質量%、少なくとも80質量%、少なくとも90質量%、少なくとも95質量%、又は少なくとも99質量%が、加水分解されていない状態で潤滑剤組成物中に残る。加水分解されたボロキシン化合物の量は、前述の未反応のまま残るボロキシン化合物の量を特定する際に考慮される。
さらに、ボロキシン化合物は潤滑剤組成物の合計塩基数(TBN)に対して、否定的な影響をもたらさない。潤滑剤組成物のTBN値は以下に記すように、ASTM D2896及びASTM D4739に従って測定できる。
前述のようにボロキシン化合物は、少なくとも1種のアミン化合物と合わせることができる。異なるアミン化合物の混合物もまた、ボロキシン化合物と合わせることができると理解されるべきである。含有される場合、潤滑剤組成物はアミン化合物を、潤滑剤組成物の全質量に対して0.1〜25質量%、0.1〜20質量%、0.1〜15質量%、又は0.1〜10質量%の量で含有することができる。或いは、潤滑剤組成物はアミン化合物を、潤滑剤組成物の全質量に対して0.5〜5質量%、1〜3質量%、1〜2質量%の量で含有することができる。
アミン化合物は、ボロキシン化合物と実質的に反応して塩を形成することはない。塩が形成されていないことは、潤滑剤組成物及び/又は添加剤パッケージ中に合わせられる場合、ボロキシン化合物とアミン化合物のNMR分光分析において化学シフトが欠如していることによって証明される。換言すれば、アミン化合物の少なくとも50質量%、60質量%、70質量%、80質量%、90質量%、95質量%、又は99質量%が、潤滑剤組成物及び/又は添加剤パッケージが平衡に達した後、未反応のまま残る。
アミン化合物の塩基性は、酸滴定によって特定できる。生じる中和数は、TBNとして表され、様々な方法を用いて測定できる。ASTM D4739は、電位差による塩化水素酸滴定である。このASTM D4739による方法は、エンジン試験において好ましく、使用済みオイルとともにTBN減少/保持性を測定するために用いられる。使用済みエンジン潤滑剤を試験する場合、特定の弱塩基は、オイルに組み込まれていたと言うよりは、稼働の結果であると認識されるべきである。この試験法は、潤滑剤組成物において、酸化又は他の稼働条件の下、生成する潤滑剤組成物の色又は他の特性に拘わらず、使用の間に起こる相対的な変化を示すために使用できる。
アミン化合物は、ASTM D4739により試験して少なくとも80mgKOH/gというTBN値を有することができる。或いは、アミン化合物は、ASTM D4739により試験して少なくとも90mgKOH/g、少なくとも100mgKOH/g、少なくとも110mgKOH/g、少なくとも120mgKOH/g、少なくとも130mgKOH/g、少なくとも140mgKOH/g、少なくとも150mgKOH/g、又は少なくとも160mgKOH/gというTBN値を有することができる。
アミン化合物が添加剤パッケージ中に含まれている場合、添加剤パッケージはアミン化合物を、添加剤パッケージの全質量に対して0.1〜50質量%の量で含有する。或いは、添加剤パッケージはアミン化合物を、添加剤パッケージの全質量に対して1〜25質量%、0.1〜15質量%、1〜10質量%、0.1〜8質量%、又は1〜5質量%の量で含有することができる。様々なアミン化合物の組み合わせも考慮される。
幾つかの態様において、アミン化合物は窒素原子を少なくとも1個有する。別の態様においてアミン化合物は、環状環の本体に窒素原子が3個以上ある場合、トリアゾール、トリアジン、又はこれらの類似化合物を含有しない。
幾つかの態様においてアミン化合物は、水素、炭素、窒素、及び酸素から成るか、又は実質的に、水素、炭素、窒素、及び酸素から成っていてよい。或いは、アミン化合物は、水素、炭素、及び窒素から成るか、又は実質的に水素、炭素、及び窒素から成っていてよい。アミン化合物の文脈において、「実質的に〜から成る」という表現は、アミン化合物の少なくとも95mol%が、言及された原子(すなわち、水素、炭素、窒素、及び酸素;又は水素、炭素、及び窒素)であることを表す。例えば、アミン化合物が実質的に水素、炭素、窒素、及び酸素から成る場合、アミン化合物の少なくとも95mol%が、水素、炭素、窒素、及び酸素である。特定の構成において、アミン化合物の少なくとも96mol%、少なくとも97mol%、少なくとも98mol%、少なくとも99mol%、若しくは少なくとも99.9mol%が、水素、炭素、窒素、及び酸素であるか、又は別の態様において、アミン化合物の少なくとも96mol%、少なくとも97mol%、少なくとも98mol%、少なくとも99mol%、若しくは少なくとも99.9mol%が、炭素、窒素、及び酸素である。
アミン化合物は、共有結合から成っていてよい。「共有結合から成る」という表現は、1個以上のイオン原子又は化合物とのイオン結合によってアミン化合物に結合する化合物を排除するものである。これはつまり、アミン化合物が共有結合から成る構成では、アミン化合物から、アミン化合物の塩(例えばホスフェートアミン塩、及びアンモニウム塩)が排除されるということである。よって特定の態様において潤滑剤組成物は、アミン化合物の塩を含有しない。より具体的には、潤滑剤組成物はホスフェートアミン塩、アンモニウム塩、及び/又はアミンスルフェート塩を含有しない。
別の態様においてアミン化合物は、質量平均分子量が500未満のモノマー状非環式アミン化合物であり得る。或いは、モノマー状非環式アミン化合物は、質量平均分子量が450未満、400未満、350未満、300未満、250未満、200未満、又は150未満である。
「モノマー状」とは、化合物が、相互に結合した繰り返しモノマー単位を3個より多く、2個より多く、又は1個より多く有さないということである。或いは、「モノマー状」とは、あらゆる繰り返しモノマー単位を含有しない化合物について言うことがあり得る。換言すれば、「モノマー状」とは、オリゴマー状、又はポリマー状の化合物を排除する用語である。しかしながら「モノマー状」という用語は、ジエチルアミンのような化合物を排除するものではない。
「非環式」とは、あらゆる環状構造を有さない化合物について述べるものであり、芳香族構造を排除する用語である。例えば、モノマー状非環式アミン化合物は、環状構造内で相互に結合した原子を少なくとも3個有する環を備える化合物、及びベンジル基、フェニル基、若しくはトリアゾール基を含有する化合物を含まない。
モノマー状環式アミン化合物は、下記一般式(II)によって例示できる:
Figure 2016135872
上記式中、R2はそれぞれ独立して、水素原子、又はヒドロカルビル基である。R2はそれぞれ独立して、アルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり得る。モノマー状非環式アミン化合物において、R2は独立して炭素原子を、1〜50個、1〜25個、1〜17個、1〜15個、1〜12個、1〜8個、1〜6個、又は1〜4個有することができる。R2で表される基はそれぞれ独立して、直鎖状、又は分枝鎖状であり得る。モノマー状非環式アミンには、モノアミン、ジアミン、及びポリアミンが含まれる。例えば、R2はそれぞれ、炭素原子数が1〜50のアルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であってよく、炭素鎖の様々な位置で結合した所定の官能基(アルコールなど)を有することができる。
幾つかの態様において、R2で表される少なくとも1個の基は、置換されていない。或いは、R2で表される2個又は3個の基は、置換されていない。或いはまた、R2で表される1個、2個又は3個の基が、置換されていることも考えられる。「置換されていない」とは、ある基が、懸垂官能基(例えばヒドロキシ基、カルボキシ基、オキシド基、チオ基、チオール基)を有さないこと、及びある基が非環式ヘテロ原子(例えば酸素、硫黄、及び窒素のヘテロ原子)を有さないことを意味する。「置換された」とは、ある基が懸垂官能基を少なくとも1個有すること、又はある基が非環式ヘテロ原子を少なくとも1個有することを意味する。
アルキル基であるR2は例えば、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、又はn−オクタデシルから独立して選択できる。
モノマー状環式アミン化合物の例には、第一級、第二級、及び第三級アミンが含まれ、例えば以下のものが挙げられるが、これらに限られるわけではない:
Figure 2016135872
或いは、モノマー状非環式アミン化合物は、以下のもの一種以上であり得る:
・その他の第一級アミン、例えばエチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、s−ブチルアミン、t−ブチルアミン、ペンチルアミン、及びヘキシルアミン、
・下記式の第一級アミン:CH3−O−C24−NH2、C25−O−C24−NH2、CH3−O−C36−NH2、C25−O−C36−NH2−、C49−O−C48−NH2、HO−C24−NH2、HO−C36−NH2、及びHO−C48−NH2
・第二級アミン、例えばジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−s−ブチルアミン、ジ−t−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、
・下記式の第二級アミン:(CH3−O−C242NH、(C25−O−C242NH、(CH3−O−C362NH、(C25−O−C362NH、(n−C49−O−C482NH、(HO−C242NH、(HO−C362NH、及び(HO−C482NH、並びに
・ポリアミン、例えばn−プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、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ミン、及びこれらのアルキル化生成物、例えば3−(ジメチルアミノ)−n−プロピルアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、及びN,N,N’,N’,−テトラメチレンジエチレントリアミン。
或いはアミン化合物は、モノマー状環式アミン化合物であり得る。モノマー状環式アミン化合物は、質量平均分子量が100〜1200、200〜800、又は200〜600である。或いは、モノマー状環式アミン化合物は、質量平均分子量が500未満であり得る。
「環式」とは、少なくとも3個の原子がともに結合して環を形成するあらゆる分子を有する化合物である。幾つかの態様では、「環式」という用語は、芳香族化合物を包含しない。従って、幾つかの態様では、モノマー状環式アミン化合物は、芳香族基(例えばフェニル環、及びベンジル環)不含である。
モノマー状環式アミン化合物は、1分子当たり窒素原子を2個以下有することができる。或いは、モノマー状環式アミン化合物は、1分子当たり窒素を1個だけ有することができる。「1分子当たりの窒素」とは、分子全体(分子の本体と、あらゆる懸垂置換基を含む)における窒素原子の総数を言う。幾つかの態様では、モノマー状環式アミン化合物は、モノマー状環式アミン化合物の環状部分に、窒素原子を1個又は2個有する。
モノマー状環式アミン化合物は、下記一般式(III)又は(IV)によって例示できる:
Figure 2016135872
又は
Figure 2016135872
上記式中Zは、環状環を完成させるために必要な原子を表す。Zで表される環は、2〜20個、3〜15個、又は5〜15個の炭素原子を有することができる。Zで示される環は、アルキル、ヒドロキシ、アミノ、アミド、カルボキシ、エーテル、オキシド、チオ、及びチオールの懸垂基によって置換されていてよく、酸素及び硫黄のヘテロ原子を有することができる。幾つかの態様においてZで示される環は、窒素のヘテロ原子を含まない。
式(III)において、R3は水素原子であるか、又はヒドロカルビル基である。R3がヒドロカルビル基である場合、R3はアルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり得る。R3は炭素原子を、1〜50個、1〜25個、1〜17個、1〜15個、1〜12個、1〜8個、1〜6個、又は1〜4個有することができる。R3は、直鎖状又は分枝鎖状であり得る。例えば、R3はそれぞれ、炭素原子数が1〜50のアルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であってよく、炭素鎖の様々な位置で結合した所定の官能基(アミノなど)を有することができる。
1種以上の特定の態様において、モノマー状環式アミン化合物は、下記一般式(V)によって例示できる:
Figure 2016135872
一般式(V)において、R4はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基である。R4はそれぞれ独立して、アルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり得る。R4はそれぞれ独立して、炭素原子を1〜17個、1〜15個、1〜12個、1〜8個、1〜6個、又は1〜4個有することができる。R4で表される基はそれぞれ独立して、直鎖状、又は分枝鎖状であり得る。幾つかの態様において、R4で表される少なくとも1個の基は、置換されていない。或いは、R4で表される少なくとも2個、3個、4個、5個、又は6個の基は、置換されていない。或いはまた、R4で表される1個、2個、3個、4個、5個、又は6個の基が、置換されていることも考えられる。例えば、R4はそれぞれ、炭素原子数が1〜17のアルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であってよく、炭素鎖の様々な位置で結合した官能基を有することができる。
モノマー状環式アミン化合物の例には、以下のものが含まれる:
Figure 2016135872
幾つかの態様では、モノマー状の非環式アミン化合物、又はモノマー状の環式アミン化合物は、立体障害性アミン化合物であり得る。幾つかの態様では、立体障害性アミン化合物は、質量平均分子量が100〜1200であり得る。或いは、立体障害性アミン化合物は、質量平均分子量が200〜800、又は200〜600であり得る。或いはまた、立体障害性アミンは、質量平均分子量が500未満であり得る。
ここで使用する「立体障害性アミン化合物」とは、第二級若しくは第三級窒素原子に対して少なくとも1個のα炭素に結合した水素原子を2個未満しか有さない有機分子である。別の態様において「立体障害性アミン化合物」とは、第二級若しくは第三級窒素原子に対して少なくとも1個のα炭素に結合した水素原子を有さない有機分子である。さらなる別の態様において「立体障害性アミン化合物」とは、第二級若しくは第三級窒素原子に対して少なくとも2個のα炭素にそれぞれ結合した水素原子を有さない有機分子である。
立体障害性アミン化合物は、下記一般式(VI)、又は(VII)を有することができる:
Figure 2016135872
Figure 2016135872
一般式(VI)においてR5はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、ここで1分子内でR5のうち少なくとも2個は、アルキル基であり、R6は独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基である。一般式(VII)においてR7はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、ここで1分子内でR7のうち少なくとも2個は、アルキル基であり、R8はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基である。
5、R6、R7、及びR8はそれぞれ独立して、アルコール基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり得る。R5、R6、R7、及びR8はそれぞれ独立して、炭素原子を1〜17個、1〜15個、1〜12個、1〜8個、1〜6個、又は1〜4個有することができる。R5、R6、R7、及びR8で表される基はそれぞれ独立して、直鎖状、又は分枝鎖状であり得る。例えば、R5、R6、R7、及びR8はそれぞれ、炭素原子数が1〜17のアルコール基、アミノ基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であってよく、炭素鎖の様々な位置で結合した所定の官能基を有することができる。
幾つかの態様において、R5、R6、R7、及びR8で表される少なくとも1個の基は、置換されていない。或いは、R5、R6、R7、及びR8で表される少なくとも2個、3個、4個、5個、又は6個の基は、置換されていない。別の態様において、R5、R6、R7、及びR8で表される基はいずれも、置換されていない。或いはまた、R5、R6、R7、及びR8で表される1個、2個、3個、4個、5個、又は6個の基が、置換されていることも考えられる。
5、R6、R7、及びR8の基は例えば、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、又はn−オクタデシルから独立して選択できる。
一般式(VI)において、R5で表される基のうち少なくとも2個、少なくとも3個、又は4個の基がすべて、独立してアルキル基である。同時に、一般式(VII)中、R7で表される基の少なくとも2個が、アルキル基である。或いは、R7で表される基の少なくとも3個、又は4個の基が全て、アルキル基である。
一般式(VI)の立体障害性アミン化合物は、以下の化合物によって例示できる:
Figure 2016135872
一般式(VII)の立体障害性アミン化合物は、非環式である。「非環式」とは、一般式(VII)の立体障害性アミン化合物が、あらゆる環状構造と、芳香族構造を有さないということである。一般式(VII)の立体障害性アミン化合物は、以下の化合物によって例示できる:
Figure 2016135872
或いは立体障害性アミン化合物は、下記一般式(VIII)によって例示できる:
Figure 2016135872
一般式(VIII)において、R5及びR6はそれぞれ前述の通りであり、ここでR5のうち少なくとも3個が、独立してアルキル基である。一般式(VIII)の立体障害性アミン化合物は、以下の化合物によって例示できる:
Figure 2016135872
立体障害性アミン化合物は、エステル基を1個だけ有することができる。しかしながら立体障害性アミン化合物はまた、エステル基を含有しないこともあり得る。幾つかの態様において、立体障害性アミン化合物は、少なくとも1個、又は1個だけ、ピペリジン環を有することができる。
ボロキシン化合物、及びアミン化合物は、潤滑剤組成物中にあるアミン化合物における窒素1〜20部に対して、ホウ素が1部もたらされる量で用意することができる。或いは、ボロキシン化合物、及びアミン化合物は、潤滑剤組成物中にあるアミン化合物における窒素1〜15部、1〜10部、又は1〜5部に対して、ホウ素が1部もたらされる量で用意することができる。
さらに別の態様では、潤滑剤組成物は、基油、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成るか、又は実質的に基油、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成っていてよい。潤滑剤組成物は、ボロキシン化合物の官能性又は性能に大きく影響を与える添加剤1種以上に加えて、基油、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成るか、又は実質的に基油、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成っていてよいことも考慮される。例えば、潤滑剤組成物の性能全体に大きく影響を与える化合物は、潤滑剤組成物のTBN増強、潤滑性、フルオロポリマーシール適合性、腐食防止性、又は酸性に否定的な影響を与える化合物を含むことがある。
別の態様において添加剤パッケージは、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成るか、又は実質的に、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成っていてよい。添加剤パッケージは、ボロキシン化合物の官能性又は性能を損なわない添加剤1種以上に加えて、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成るか、又は実質的に、ボロキシン化合物、及びアミン化合物から成り得る。添加剤パッケージとの関連で「実質的に〜から成る」という表現は、添加剤パッケージが、潤滑剤組成物の性能全体に大きく影響する化合物を含まないということである。例えば、添加剤パッケージの性能全体に大きく影響を与える化合物は、添加剤パッケージのTBN増強、潤滑性、フルオロポリマーシール適合性、腐食防止性、又は酸性に否定的な影響を与える化合物を含むことがある。
幾つかの態様において、潤滑剤組成物は基油を含有する。基油は、American Petroleum Institute(米国石油協会、API)のBase Oil Interchangeability Guidelinesに従って分類される。すなわち基油は、五種類の基油のうち1つ以上として記載できる。第I群:硫黄分0.03質量%超、かつ/又は飽和炭化水素90質量%未満、粘度指数80〜119)、第II群(硫黄含分0.03質量%以下、飽和炭化水素90質量%以上、粘度指数80〜119)、第III群(硫黄分0.03質量%以下、飽和炭化水素90質量%以上、粘度指数119以上)、第IV群(全てのポリα−オレフィン(PAO))、及び第V群(第I群、第II群、第III群、又は第IV群に含まれないその他のものすべて)。
基油は、API第I群の基油、API第II群の基油、API第III群の基油、API第IV群の基油、API第V群の基油、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される。特定の調製において、基油はAPI第II群の基油を含有する。
基油は、ASTM D445に従って100℃で試験した粘度が1〜20cStであり得る。或いは、ASTM D445に従って100℃で試験した基油の粘度は、3〜17cSt、又は5〜14cStであり得る。
基油はさらに、火花点火式、及び圧縮着火式内燃エンジン用のクランク室潤滑油として規定することもでき、これには自動車及びトラックのエンジン、2サイクル式エンジン、航空機用ピストンエンジン、船舶用エンジン、及び軌道車両用ディーゼルエンジンが含まれる。或いは、基油はさらに、ガス式エンジン、ディーゼルエンジン、定置型発電用エンジン、及びタービンで使用するためのオイルとして規定できる。基油はさらに、高負荷用、又は低負荷用のエンジンオイルとして規定できる。
さらなる別の態様において、基油はさらに、1種以上のアルキレンオキシドポリマーとコポリマー、及びこれらの誘導体を含有する合成オイルとして規定できる。アルキレンオキシドポリマーの末端ヒドロキシ基は、エステル化、エーテル化、又はこれらに似た反応によって変性できる。これらの合成オイルは、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドを重合させて、ポリオキシアルキレンポリマーにすることによって作製でき、これをさらに反応させて、合成オイルにする。例えば、これらのポリオキシアルキレンポリマーのアルキルエーテルとアリールエーテルが使用できる。例えば、質量平均分子量が1000のメチルポリイソプロピレングリコールエーテル、分子量が500〜1000のポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、又は分子量が1000〜1500のポリプロピレングリコールのジエチルエーテル、及び/又はこれらのモノカルボン酸エステルとポリカルボン酸エステル、例えば酢酸エステル、混合型のC3〜C8脂肪酸エステル、及びテトラエチレングリコールのC13オキソ酸ジエステルもまた、基油として利用できる。
1つの態様では、ここに記載した成分1種以上を添加剤パッケージ中に混合し、この添加剤パッケージを続いて基油に混合して潤滑剤組成物にする。添加剤パッケージは、添加剤パッケージを基油の所定の量と合わせる場合、潤滑剤組成物中に所望の濃度で得られるように調製することができる。本明細書の開示内容による潤滑剤組成物に関する多くの言及は、添加剤パッケージにも当てはまることに、留意すべきである。添加剤パッケージは例えば、潤滑剤組成物として同じ成分を様々な量で含有することができ、又は排除することができる。
基油は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して50〜99.9質量%、60〜99.9質量%、70〜99.9質量%、80〜99.9質量%、90〜99.9質量%、75〜95質量%、80〜90質量%、又は85〜95質量%、存在していてよい。或いは、基油は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して50質量%超、60質量%超、70質量%超、75質量%超、80質量%超、85質量%超、90質量%超、95質量%超、98質量%超、又は99質量%超、存在していてよい。様々な態様において、完全に調製された潤滑剤組成物(存在する場合には希釈剤、又はキャリアオイルを含む)中における基油の量は、潤滑剤組成物の全質量に対して50〜99質量%、60〜90質量%、80〜99.5質量%、85〜96質量%、又は90〜95質量%である。様々な態様において、添加剤パッケージ(存在する場合には希釈剤、又はキャリアオイルを含む)中における基油の量は、含有されているのであれば、添加剤パッケージの全質量に対して0.1〜50質量%、1〜25質量%、又は1〜15質量%である。
1つ以上の態様において潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物の全質量に対して、硫酸灰分が3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、又は0.5質量%以下の低SAPS潤滑剤として分類され得る。「SAPS」とは、硫酸灰(Sulfated Ash)、リン(P)、及び硫黄(S)を言う。
潤滑剤組成物はTBN値が、潤滑剤組成物1g当たり少なくとも1mgKOHであり得る。或いは、潤滑剤組成物はTBN値が、ASTM D2896に従って試験した場合、潤滑剤組成物1g当たり1〜15mgKOH、5〜15mgKOH、又は9〜12mgKOHである。
潤滑剤組成物又は添加剤パッケージは、ボロキシン化合物及び/又はアミン化合物に加えて、さらに分散剤を含有することができる。この分散剤は、ポリアルケンアミンであり得る。ポリアルケンアミンは、ポリアルケン部分を有する。ポリアルケン部分は、同一若しくは異なる、直鎖状若しくは分枝鎖状のC2〜C6オレフィンモノマーの重合生成物である。適切なオレフィンモノマーの例は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−メチルブテン、1−ヘキセン、2−メチルペンテン、3−メチルペンテン、及び4−メチルペンテンである。ポリアルケン部分は、質量平均分子量が200〜10000、500〜10000、又は800〜5000である。
1つの態様においてポリアルケンアミンは、ポリイソブテンから誘導される。特に適切なポリイソブテンは、「高反応性」ポリイソブテンとして知られ、これは末端二重結合の含分が高いことを特徴とする。末端二重結合は、下記一般式(IX)に見られる種類のα−オレフィン二重結合である:
Figure 2016135872
一般式(IX)に示される結合は、ビニリデン二重骨格として知られる。適切な高反応性ポリイソブテンは例えば、ビニリデン二重結合の割合が70mol%超、80mol%超、85mol%超のものである。特に、均一なポリマー骨格を有するポリイソブテンが好ましい。均一なポリマー骨格は特に、少なくとも85質量%、90質量%、又は95質量%のイソブテン単位から構成されるポリイソブテンを有する。このような高反応性ポリイソブテンは好ましくは、数平均分子量が、上記範囲にある。加えて、高反応性ポリイソブテンは、多分散性が1.05〜7、又は1.1〜2.5であり得る。高反応性ポリイソブテンは、多分散性が1.9未満、又は1.5未満であり得る。多分散性とは、質量平均分子量Mwを、数平均分子量Mnで割った商のことである。
アミン分散剤は、無水コハク酸から誘導される分子を含むことができ、この分子は、ヒドロキシ基及び/又はアミノ基及び/又はアミド基及び/又はイミド基を有するものである。分散剤は例えば、ポリイソブテニル無水コハク酸から誘導でき、これは質量平均分子量が500〜5000の慣用の又は高反応性ポリイソブテンを、熱的な経路で、又は塩素化されたポリイソブテンを介して、無水マレイン酸と反応させることによって得られるものである。例えば、脂肪族ポリアミン(例えば、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、又はテトラエチレンペンタミン)との誘導体が使用できる。
ポリアルケンアミンを製造するために、ポリアルケン成分は、公知の方法でアミノ化できる。例示的な方法は、ヒドロホルミル化によるオキソ中間体の製造を介して、続いて適切な窒素化合物の存在下での還元性アミノ化によって進行する。
分散剤は、ポリ(オキシアルキル)基、又は一般式(X)のポリアルキレンポリアミン基であり得る:
9−NH−(C1〜C6アルキレン−NH)m−C1〜C6アルキレン (X)
上記式中、mは1〜5の整数であり、R9は水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜6のヒドロカルビル基であり、C1〜C6アルキレンは、アルキル基の対応する架橋類似体を表す。分散剤は、1〜10個のC1〜C4アルキレンイミン基から構成されるポリアルキレンイミン基であり得る。分散剤は或いは、結合している窒素原子とともに、置換若しくは非置換の5員〜7員の複素環であって、この複素環は、非置換であるか、又は1〜3個のC1〜C4アルキル基によって置換されていてよく、さらなる環ヘテロ原子(例えば酸素又は窒素)を有していてよい。
適切なアルケニル基の例は、炭素原子数が2〜18のモノ不飽和、若しくはポリ不飽和の、好ましくはモノ不飽和若しくはジ不飽和のアルキル基類似体であって、炭化水素鎖中のあらゆる位置において二重結合が存在し得るものである。
4〜C18シクロアルキル基の例には、シクロブチル、シクロペンチル、及びシクロヘキシルが含まれ、また1〜3個のC1〜C4アルキル基で置換されたこれらの類似体も含まれる。C1〜C4アルキル基は例えば、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、又はt−ブチルから選択される。
アリールアルキル基の例には、C1〜C18アルキル基及びアリール基であって、単環式若しくは二環式の縮合型、若しくは非縮合型の4員〜7員、特に6員の芳香族若しくはヘテロ芳香族基(例えばフェニル、ピリジル、ナフチル、及びビフェニル)から誘導されるものが含まれる。
上記分散剤以外のさらなる分散剤を用いる場合、これらの分散剤は様々な種類のものであり得る。分散剤の適切な例には、ポリブテニルコハク酸アミド、ポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルホスホン酸誘導体、及び塩基性のスルホン酸マグネシウム、スルホン酸カルシウム、及びスルホン酸バリウム、フェノール酸マグネシウム、フェノール酸カルシウム、フェノール酸バリウム、コハク酸エステル、及びアルキルフェノールアミン(マンニッヒ塩基)、並びにこれらの組み合わせである。
使用する場合、分散剤は様々な量で使用できる。分散剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜15質量%、0.1〜12質量%、0.5〜10質量%、又は1〜8質量%の量で含有されていてよい。或いは分散剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して15質量%未満、12質量%未満、10質量%未満、5質量%未満、又は1質量%未満の量で、存在していてよい。
添加剤パッケージ中、分散剤とボロキシン化合物の全質量は、添加剤パッケージの全質量に対して、添加剤パッケージの50質量%未満、45質量%未満、40質量%未満、35質量%未満、又は30質量%未満である。意外なことに、分散剤とボロキシン化合物の合計濃度が添加剤パッケージ中で高すぎると、分散剤とボロキシン化合物との反応が起こり、これにより濃縮と沈殿の形成につながり、また潤滑剤組成物のフルオロポリマーシール適合性が減少することが判明した。
潤滑剤組成物又は添加剤パッケージは、さらにジヒドロカルビルジチオホスフェート塩を含有することができる。ジヒドロカルビルジチオホスフェート塩は、下記一般式:[R10O(R11O)PS(S)]2Mによって表すことができ、ここでR10、及びR11はそれぞれ、炭素原子数が1〜20のヒドロカルビル基であり、ここでMは、金属原子又はアンモニウム基である。例えば、R10、及びR11はそれぞれ独立して、C1〜C20アルキル基、C2〜C20アルケニル基、C3〜C20シクロアルキル基、C1〜C20アラルキル基、又はC3〜C20アリール基であり得る。R10及びR11で表される基は、置換されているか、又は非置換である。金属原子は、アルミニウム、鉛、錫、マンガン、コバルト、ニッケル、又は亜鉛を含む群から選択されていてよい。アンモニウム基は、アンモニア、又は第一級、第二級、若しくは第三級アミンから誘導される基であり得る。アンモニウム基は、式R12131414+のものであってよく、ここでR12、R13、R14、及びR15はそれぞれ、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜150のヒドロカルビル基である。幾つかの態様において、R12、R13、R14、及びR15はそれぞれ独立して、炭素原子数が4〜30のヒドロカルビル基であり得る。ある特定の態様では、ジヒドロカルビルジチオホスフェート塩が、亜鉛ジアルキルジチオホスフェートである。
ジヒドロカルビルジチオホスフェート塩は潤滑剤組成物中に、それぞれ潤滑剤組成物の全質量に対して0.1〜20質量%、0.5〜15質量%、1〜10質量%、0.1〜5質量%、0.1〜1質量%、0.1〜0.5質量%、又は0.1〜1.5質量%の量で存在していてよい。或いはジヒドロカルビルジチオホスフェート塩は、それぞれ潤滑剤組成物の全質量に対して20質量%未満、10質量%未満、5質量%未満、1質量%未満、0.5質量%未満、又は0.1質量%未満の量で、存在していてよい。添加剤パッケージはまた、それぞれ添加剤の全質量に対して0.1〜20質量%、0.5〜15質量%、1〜10質量%、0.1〜5質量%、0.1〜1質量%、0.1〜0.5質量%、又は0.1〜1.5質量%、ジヒドロカルビルジチオホスフェート塩を含むことができる。
潤滑剤組成物又は添加剤パッケージはさらに、潤滑剤組成物の様々な化学的及び/又は物理的特性を改善するため、1種以上の添加剤を含有することができる。これらの添加剤は、ボロキシン化合物に加えて、又はボロキシン化合物とアミン化合物の組み合わせに加えて、存在していてよい。1種以上の添加剤の特定の例に含まれるのは、耐摩耗性添加剤、抗酸化剤、金属失活剤(不活性化剤)、防錆剤、粘度指数改善剤、流動点降下剤、分散剤、洗浄剤、及び減摩材である。添加剤はそれぞれ単独で、又は組み合わせて使用できる。1種以上の添加剤は、これを使用する場合、様々な量で使用できる。潤滑剤組成物は、幾つかの補助成分を加えて調製することができ、これにより特定の用途で用いるための特定の性能を得られる。潤滑剤組成物は例えば、防錆・酸化防止性潤滑剤組成物、液圧潤滑剤組成物、タービン潤滑油、及び内燃エンジン潤滑組成物であり得る。従って基油は、以下に述べるこれらの目的を達成するために調製されていてよい。
使用する場合、耐摩耗性添加剤は様々な種類が使用できる。耐摩耗性添加剤の例には、以下のものが含まれる:硫黄及び/又はリン及び/又はハロゲン含有成分、例えば硫黄化オレフィン、及び植物油、アルキル化トリフェニルホスフェート、トリトリルホスフェート、トリクレシルホスフェート、塩素化パラフィン、アルキル及びアリールのジスルフィド及びトリスルフィド、モノアルキルホスフェート及びジアルキルホスフェートのアミン塩、メチルホスホン酸のアミン塩、ジエタノールアミノメチルトリルトリアゾール、ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチルトリルトリアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールの誘導体、エチル−3−[(ジイソプロポキシホスフィノチオイル)チオ]プロピオネート、トリフェニルチオホスフェート(トリフェニルホスホロチオエート)、トリス(アルキルフェニル)ホスホロチオエート、及びこれらの混合物、ジフェニルモノノニルフェニルホスホロチオエート、イソブチルフェニルジフェニルホスホロチオエート、3−ヒドロキシ−1,3−チアホスフェタン−3−オキシドのドデシルアミン塩、トリチオリン酸5,5,5−トリス[イソオクチル2−アセテート]、2−メルカプトベンゾチアゾール、例えば1−[N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]−2−メルカプト−1H−1,3−ベンゾチアゾール、エトキシカルボニル−5−オクチルジチオカルバメート、及び/又はこれらの組み合わせ。
使用する場合、耐摩耗性添加剤は、上記ジヒドロカルビルジチオホスフェート塩に加えて、又はこれに代えて、様々な量で使用できる。耐摩耗性添加剤は潤滑剤組成物中に、それぞれ潤滑剤組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%、0.5〜15質量%、1〜10質量%、0.1〜1質量%、0.1〜0.5質量%、又は0.1〜1.5質量%の量で存在していてよい。或いは耐摩耗性添加剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して20質量%未満、10質量%未満、5質量%未満、1質量%未満、0.5質量%未満、又は0.1質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、抗酸化剤は様々な種類が使用できる。適切な抗酸化剤には、以下のものが含まれる:アルキル化モノフェノール、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−イソブチルフェノール、2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール、2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジオクタデシル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシメチルフェノール、2,6−ジ−ノニル−4−メチルフェノール、2,4−ジメチル−6(1’−メチルウンデカ−1’−イル)フェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルヘプタデカ−1’−イル)フェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルトリデカ−1’−イル)フェノール、及びこれらの組み合わせ。
さらなる適切な抗酸化剤の例には例えば、アルキルチオメチルフェノール、例えば2,4−ジオクチルチオメチル−6−t−ブチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−メチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−エチルフェノール、2,6−ジドデシルチオメチル−4−ノニルフェノール、及びこれらの組み合わせが含まれる。ヒドロキノンとアルキル化ヒドロキノン、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、2,6−ジフェニル−4−オクタデシルオキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルステアレート、ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アジペート、及びこれらの組み合わせも使用できる。
さらには、ヒドロキシ化チオジフェニルエーテル、例えば2,2’−チオビス(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−オクチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3,6−ジ−s−アミルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、及びこれらの組み合わせも使用できる。
また、以下のものも潤滑剤組成物中において抗酸化剤として利用できる:アルキリデンビスフェノール、例えば2,2’−メチレンビス(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−t−ブチル−4−エチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)フェノール]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(6−t−ブチル−4−イソブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[6−(α−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−(α,α−ジメチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、1,1−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、2,6−ビス(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−n−ドデシルメルカプトブタン、エチレングリコールビス[3,3−ビス(3’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)ブチレート]、ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ジシクロペンタジエン、ビス[2−(3’−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルベンジル)−6−t−ブチル−4−メチルフェニル]テレフタレート、1,1−ビス−(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−n−ドデシルメルカプトブタン、1,1,5,5−テトラ−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ペンタン、及びこれらの組み合わせ。
O−ベンジル化合物、N−ベンジル化合物、及びS−ベンジル化合物、例えば3,5,3’,5’−テトラ−t−ブチル−4,4’−ジヒドロキシジベンジルエーテル、オクタデシル−4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジルメルカプトアセテート、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)アミン、ビス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)ジチオールテレフタレート、ビス(3,5−ジーt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、イソオクチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプトアセテート、及びこれらの組み合わせも、使用できる。
ヒドロキシベンジル化マロネート、例えばジオクタデシル−2,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシベンジル)マロネート、ジオクタデシル−2−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)マロネート、ジドデシルメルカプトエチル−2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、及びこれらの組み合わせも、抗酸化剤としての使用に適している。
トリアジン化合物、例えば2,4−ビス(オクチルメルカプト)−6−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2−オクチルメルカプト−4,6−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2−オクチルメルカプト−4,6−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−1,2,3−トリアジン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルエチル)−1,3,5−トリアジン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)−ヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン、1,3,5−トリス−(3,5−ジシクロヘキシル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート、及びこれらの混合物も使用できる。
抗酸化剤のさらなる例には、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、例えば1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,4−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,3,5,6−テトラメチルベンゼン、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)フェノール、及びこれらの組み合わせが含まれる。ベンジルホスホネート、例えばジメチル−2,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、ジエチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、ジオクタデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルベンジルホスホネート、ジオクタデシル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルベンジルホスホネート、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸のモノエチルエステルのカルシウム塩、及びこれらの組み合わせも使用できる。さらには、アシルアミノフェノール、例えば4−ヒドロキシラウルアニリド、4−ヒドロキシステアルアニリド、及びオクチルN−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)カルバメートである。
[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)]プロピオン酸と、一価若しくは多価アルコールとのエステルも使用でき、これらのアルコールは例えば、メタノール、エタノール、オクタデカノール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリトリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、N,N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−チアウンデカノール、3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、4−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン、及びこれらの組み合わせである。さらに考慮されるのは、β−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸と、一価若しくは多価アルコールとのエステルが使用できることであり、これらのアルコールの例は、メタノール、エタノール、オクタデカノール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリトリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、N,N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−チアウンデカノール、3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、4−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン、及びこれらの組み合わせである。
適切な抗酸化剤のさらなる例には、窒素を含有するものが含まれ、それは例えば、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸のアミド、例えばN,N’−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)ヘキサメチレンジアミン、N,N’−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)トリメチレンジアミン、N,N’−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)ヒドラジンである。他の適切な抗酸化剤の例に含まれるのは、アミン系抗酸化剤、例えばN,N’−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(1,4−ジメチルペンチル)−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(1−エチル−3−メチルペンチル)−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(1−メチルヘプチル)−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジシクロヘキシル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(2−ナフチル)−p−フェニレンジアミン、N−イソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1−メチルヘプチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−シクロヘキシル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、4−(p−トルエンスルファモイル)ジフェニルアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、N−アリルジフェニルアミン、4−イソプロポキシジフェニルアミン、N−フェニル−1−ナフチルアミン、N−フェニル−2−ナフチルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、例えばp,p’−ジ−t−オクチルジフェニルアミン、4−n−ブチルアミノフェノール、4−ブチリルアミノフェノール、4−ノナノイルアミノフェノール、4−ドデカノイルアミノフェノール、4−オクタデカノイルアミノフェノール、ビス(4−メトキシフェニル)アミン、2,6−ジ−t−ブチル−4−ジメチルアミノメチルフェノール、2,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,2−ビス[(2−メチルフェニル)アミノ]エタン、1,2−ビス(フェニルアミノ)プロパン、(o−トリル)ビグアニド、ビス[4−(1’,3’−ジメチルブチル)フェニル]アミン、t−オクチル化N−フェニル−1−ナフチルアミン、モノアルキル化及びジアルキル化されたt−ブチル/t−オクチルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化及びジアルキル化されたイソプロピル/イソヘキシルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化及びジアルキル化されたt−ブチルジフェニルアミンの混合物、2,3−ジヒドロ−3,3−ジメチル−4H−1,4−ベンゾチアジジン、フェノチアジジン、N−アリルフェノチアジジン、N,N,N’,N’−テトラフェニル−1,4−ジアミノブタ−2−エン、及びこれらの組み合わせである。
適切な抗酸化剤のさらなる例には、脂肪族若しくは芳香族ホスファイト、チオジプロピオン酸若しくはチオジ酢酸のエステル、又はジチオカルバミン酸若しくはジチオリン酸の塩、2,2,12,12−テトラメチル−5,9−ジヒドロキシ−3,7−1−トリチアトリデカン、及び2,2,15,15−テトラメチル−5,12−ジヒドロキシ−3,7,10,14−テトラチアヘキサデカン、及びこれらの組み合わせが含まれる。さらに、硫黄化脂肪エステル、硫黄化脂肪、硫黄化オレフィン、及びこれらの組合せも使用できる。
使用する場合、抗酸化剤は様々な量で使用できる。抗酸化剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜5質量%、0.1〜3質量%、又は0.5〜2質量%の量で存在していてよい。或いは抗酸化剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して5質量%未満、3質量%未満、2質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、金属失活剤は様々な種類が使用できる。適切な金属失活剤には、ベンゾトリアゾールとその誘導体、例えば4−若しくは5−アルキルベンゾトリアゾール(例えばトルトリアゾール)とその誘導体、4,5,6,7−テトラヒドロベンゾトリアゾール、及び5,5’−メチレンビスベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール若しくはトルトリアゾールのマンニッヒ塩基、例えば1−[ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]トルトリアゾール、及び1−[ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、並びにアルコキシアルキルベンゾトリアゾール、例えば1−(ノニルオキシメチル)ベンゾトリアゾール、1−(1−ブトキシエチル)ベンゾトリアゾール、及び1−(1−シクロヘキシルオキシブチル)トルトリアゾール、及びこれらの組み合わせが含まれる。
さらなる適切な金属失活剤の例には、1,2,4−トリアゾールとその誘導体、及び1,2,4−トリアゾールのマンニッヒ塩基、例えば1−[ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]−1,2,4−トリアゾール、アルコキシアルキル−1,2,4−トリアゾール、例えば1−(1−ブトキシエチル)−1,2,4−トリアゾール、及びアシル化3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、イミダゾール誘導体、例えば4,4’−メチレンビス(2−ウンデシル−5−メチルイミダゾール)、及びビス[(N−メチル)イミダゾール−2−イル]カルビノールオクチルエーテル、及びこれらの組み合わせが含まれる。適切な金属失活剤のさらなる例に含まれるのは、硫黄含有複素環化合物、例えば2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、及びこれらの誘導体、並びに3,5−ビス[ジ(2−エチルヘキシル)アミノメチル]−1,3,4−チアジアゾリン−2−オン、及びこれらの組み合わせが含まれる。金属失活剤のさらなる例には、アミノ化合物、例えばサリシリデンプロピレンジアミン、サリシルアミノグアニジン、及びこれらの塩、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
使用する場合、金属失活剤は様々な量で使用できる。金属失活剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜0.1質量%、0.05〜0.01質量%、又は0.07〜0.1質量%の量で存在していてよい。或いは金属失活剤は、それぞれ潤滑剤組成物の全質量に対して1.0質量%未満、0.7質量%未満、又は0.5質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、防錆剤及び/又は減摩材は様々な種類が使用できる。適切な防錆剤及び/又は減摩材の例には、有機酸とそのエステル、金属塩、例えばアルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、及びこれらの酸とアルコールとの部分エステル、ジオール、又はヒドロキシカルボン酸、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸の部分アミド、4−ノニルフェノキシ酢酸、アルコキシカルボン酸、及びアルコキシエトキシカルボン酸、例えばドデシルオキシ酢酸、ドデシルオキシ(エトキシ)酢酸、並びにN−オレオイルサルコシン、ソルビタンモノオレエート、鉛ナフテネート、アルケニル無水コハク酸、例えばドデセニル無水コハク酸、2−カルボキシメチル−1−ドデシル−3−メチルグリセロール、及びこれらの組み合わせが含まれる。さらなる例には、複素環式化合物、例えば置換イミダゾリン、置換オキサゾリン、及び2−ヘプタデセニル−1−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾリン、リン含有化合物、例えばリン酸部分エステルのアミン塩、又はリン酸部分エステル、モリブデン含有化合物、例えばモリブデンジチオカルバメート、及び他の硫黄及びリン含有誘導体、硫黄含有化合物、例えばバリウムジノニルナフタレンスルホネート、カルシウム石油スルホネート、アルキルチオ置換された脂肪族カルボン酸、脂肪族2−スルホカルボン酸のエステルとその塩、グリセロール誘導体、例えばグリセロールモノオレエート、1−(アルキルフェノキシ)−3−(2−ヒドロキシエチル)グリセロール、1−(アルキルフェノキシ)−3−(2,3−ジヒドロキシプロピル)グリセロール、及び2−カルボキシアルキル−1,3−ジアルキルグリセロール、及びこれらの組み合わせが含まれる。
使用する場合、防錆剤及び/又は減摩材は様々な量で使用できる。防錆材及び/又は減摩材は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜0.1質量%、0.05〜0.01質量%、又は0.07〜0.1質量%の量で存在していてよい。或いは防錆材及び/又は減摩材は、潤滑剤組成物の全質量に対して1質量%未満、0.7質量%未満、又は0.5質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、粘度指数改善剤は様々な種類が使用できる。粘度指数改善剤の適切な例には、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ビニルピロリドン/メタクリレートのコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリブテン、オレフィンコポリマー、スチレン/アクリレートのコポリマー、及びポリエーテル、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
使用する場合、粘度指数改善剤は様々な量で使用できる。粘度指数改善剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜20質量%、1〜15質量%、又は1〜10質量%の量で存在していてよい。或いは粘度指数改善剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して10質量%未満、8質量%未満、5質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、流動点降下剤は様々な種類が使用できる。流動点降下剤の適切な例には、ポリメタクリレート、及びアルキル化ナフタレン誘導体、及びこれらの組み合わせが含まれる。
使用する場合、流動点降下剤は様々な量で使用できる。流動点降下剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜0.1質量%、0.05〜0.01質量%、又は0.07〜0.1質量%未満の量で存在していてよい。或いは流動性抑制剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して1.0質量%未満、0.7質量%未満、又は0.5質量%未満の量で、存在していてよい。
使用する場合、洗浄剤は様々な種類が使用できる。適切な洗浄剤の例には、過塩基性若しくは中性の金属スルホネート、フェネート、及びサリシレート、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
使用する場合、洗浄剤は様々な量で使用できる。洗浄剤は潤滑剤組成物中に、潤滑剤組成物の全質量に対して0.01〜5質量%、0.1〜4質量%、0.5〜3質量%、又は1〜3質量%の量で存在していてよい。或いは洗浄剤は、潤滑剤組成物の全質量に対して5質量%未満、4質量%未満、3質量%未満、2質量%未満、又は1質量%未満の量で、存在していてよい。
様々な態様において、潤滑剤組成物は実質的に水不含であり、潤滑剤組成物は例えば、潤滑剤組成物の全質量に対して5質量%未満、4質量%未満、3質量%未満、2質量%未満、1質量%未満、0.5質量%未満、又は0.1質量%未満の量で、水を含有する。或いは、潤滑剤組成物は完全に水不含である。
使用のために用意される、また本発明により使用される好ましい潤滑剤組成物には、CEC L-39-T96のシール適合性試験に合格するものが含まれる。CEC L-39-T96試験は、潤滑剤組成物中のフルオロポリマーの試験体を150℃に維持する工程を伴う。それからシール検体を取り外して乾燥させ、シール検体の特性を評価し、潤滑時組成物中で加熱しなかったシール検体と比較する。これらの特性におけるパーセンテージの変化は、潤滑剤組成物とのフルオロポリマーシールの適合性を定量化するために評価する。ボロキシン化合物を潤滑剤組成物に組み込むことにより、潤滑剤組成物がシールを分解する傾向は、ボロキシン化合物不含の潤滑剤組成物に比べて減少する。
合格/不合格の基準には、事前にエージングせずに新しいオイルに7日間含浸させた後の、特定の特性の最大の変化幅が含まれる。各特性値についてこの最大変化幅は、使用するエラストマーの種類、使用するエンジンの種類、及び後処理デバイスを利用するかどうかによって異なる。
含浸前、及び含浸後に測定した特性には、DIDC硬度(点数)、引張強さ(%)、破断点伸び(%)、体積変化(%)が含まれる。高負荷ディーゼルエンジンについて、合格/不合格の基準を以下の表1に示す。
Figure 2016135872
これらの試験において慣用の潤滑剤組成物が試験に合格するのは、被曝した検体が、硬度において−1%〜+5%、引張強さにおいて−50%〜+10%(試験していない検体と比較して)、破断点伸びにおいて−60%〜+10%(試験していない検体と比較して)、体積変化において−1%〜+5%(試験していない検体と比較して)、変化を示す場合である。
高負荷ディーゼルエンジンについて潤滑剤組成物をCEC L-39-T96に従って試験した場合、硬度における変化は、−1%〜5%、−0.5%〜5%、−0.1%〜5%、0.5%〜5%、又は1%〜5%の範囲であり、引張強さにおける変化は、−50%〜10%、−45%〜10%、−40%〜10%、又は−35%〜10%の範囲であり、破断点伸びにおける変化は、−60%〜10%、−55%〜10%、−50%〜10%、又は−45%〜10%の範囲であり、体積変化は−1%〜5%、−0.75%〜5%、−0.5%〜5%、−0.1%〜5%、又は0〜5%の範囲であり得る。
上記潤滑剤組成物においてボロキシン組成物を用いる場合、生成する潤滑剤組成物がフルオロポリマー適合性を有することにより、前記潤滑剤組成物に浸漬されたフルオロポリマーシールは引張強さにおいて、10%未満、15%未満、20%未満、25%未満、30%未満、35%未満、40%未満、45%未満、50%未満、55%未満、又は60%未満の変化を示す(CEC L-39-T96に従って高負荷ディーゼルエンジンについて試験した場合)。同様に、上記潤滑剤組成物においてボロキシン化合物を用いる場合、生成する潤滑剤組成物がフルオロポリマー適合性を有することにより、フルオロポリマーは破断点伸びにおいて、20%未満、25%未満、30%未満、35%未満、40%未満、45%未満、50%未満、55%未満、又は60%未満の変化を示す(CEC L-39-T96に従って高負荷ディーゼルエンジンについて試験した場合)。
上記化合物のうち幾つかは、潤滑剤組成物中で相互作用を起こしてもよく、これにより、最終的な形態における潤滑剤組成物の成分は、当初添加した、又は一緒に合わせた成分とは異なることがある。これによって形成される生成物のうち幾つか(意図する用途における本発明の潤滑剤組成物により形成される生成物を含む)は、記載するのが困難であるか、又は記載できない。それにも拘わらず、これら全ての変性、反応生成物、及び本発明の潤滑剤組成物を用いて形成される生成物は、明示的に考慮され、本明細書に組み込まれるものとする。本発明の様々な態様は上述のように、1種以上の変性、反応生成物、並びに潤滑剤組成物を用いることにより形成される生成物を含む。
システムを潤滑にする方法が提供される。この方法はシステムを、上記潤滑剤組成物と接触させる工程を有する。このシステムはさらに、内燃エンジンを有することができる。或いは、このシステムはさらに、あらゆる燃焼エンジン、又は潤滑剤組成物を利用するアプリケーションを有することができる。このシステムは、少なくとも1種のフルオロポリマーシールを有する。
フルオロポリマーシールは、フルオロエラストマーを有することができる。フルオロエラストマーは例えば、FKMのASTM D1418及びISO 1629という呼称に分類できる。フルオロエラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とビニリデンフルオリド(VF2のVDF)とのコポリマー、テトラフルオロエチレン(TFE)、ビニリデンフルオリド、及びヘキサフルオロプロピレンのターポリマー、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、TFEとプロピレンのコポリマー、及びTFE、PMVE、及びエチレンのコポリマーである。フッ素含分は例えば、フルオロポリマーシールの全質量に対して66〜70質量%の間で変わる。FKMは、ポリメチレン系のフッ素ゴムであり、ポリマー鎖上に置換基のフルオロとペルフルオロアルキル、又はペルフルオロアルコキシ基を有するものである。
加えて、潤滑剤組成物を形成する方法が提供される。この方法は、基油とボロキシン化合物、(及び任意でアミン化合物)を合する工程を有する。ボロキシン化合物は、あらゆる慣用の方法で基油に組み込むことができる。よってボロキシン化合物は、ボロキシン化合物を基油に所望の濃度水準で分散又は溶解させることにより、基油に直接添加することができる。或いは、ボロキシン化合物が所望の濃度水準になるまで撹拌しながら、基油をボロキシン化合物に直接添加することができる。このようなブレンドは、周辺温度、又は低温で行うことができ、その温度は例えば、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、又は5℃である。
実施例
以下の実施例では、均質になるまで各成分をともに混合することによって、例示的な潤滑剤組成物を調製したが、本願発明による潤滑剤組成物が、これらに限られるわけではない。分散剤、洗浄剤、アミン系抗酸化剤、フェノール系抗酸化剤、消泡剤、基油、耐摩耗性添加剤、流動点降下剤、及び粘度調整剤を含有する完全に調製した潤滑油組成物を作製した。市販の代表的なクランク室潤滑剤であるこの潤滑剤組成物を、「参照用潤滑剤」と呼び、シール適合性に関する異なる成分の効果を比較するための基準として用いる。
参照用の潤滑剤を、ホウ素含有量が様々に異なる化合物、及び窒素含有量が様々に異なる化合物と合し、シール適合性に対するホウ素含有化合物の効果と、窒素含有化合物の効果を調べる。実施例1、2、3、及び4はそれぞれ、本発明によるボロキシン化合物のいずれかと、本発明によるアミン化合物のいずれかを含有する。比較例1〜5は、本発明によるボロキシン化合物をいずれも含有しない。比較例6〜8は、本発明によるアミン化合物をいずれも含有しない。比較例9〜12は、本発明によるアミン化合物、又は本発明によるボロキシン化合物をいずれも含有しない。
実施例1及び2において参照用の潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリメトキシボロキシンである。実施例3において参照用の潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリエトキシボロキシンである。実施例4において参照用の潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリ−n−ブトキシボロキシンである。
前述のように比較例1〜5は、本発明によるボロキシン化合物を含有しない。その代わり、比較例1の組成物、及び比較例2の組成物はともに、ホウ素含有化合物を含有しない。比較例1は、本発明によるアミン化合物を含有し、比較例2は、本発明によるアミン化合物を含有しない。比較例3において参照用潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリス−(2−エチルヘキシル)ボロキシンである。比較例4において参照用潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリブチルボレートである。比較例5において参照用潤滑剤に添加されるホウ素含有化合物は、トリイソプロピルボレートである。
比較例6〜9は、本発明によるボロキシン化合物を含有するが、本発明によるアミン化合物を含有しない。比較例6及び7において参照用の潤滑剤に添加されるボロキシン化合物は、トリメトキシボロキシンである。比較例8において参照用の潤滑剤に添加されるボロキシン化合物は、トリエトキシボロキシンである。比較例9において参照用の潤滑剤に添加されるボロキシン化合物は、トリ−n−ブトキシボロキシンである。
比較例10〜12は、本発明によるボロキシン化合物、又は本発明によるアミン化合物をいずれも含有しない。比較例10におけるホウ素含有化合物は、トリス−(2−エチルヘキシル)ボロキシンである。比較例11におけるホウ素含有化合物は、トリブチルボレートである。比較例12におけるホウ素含有化合物は、トリイソプロピルボレートである。
実施例1〜4、並びに比較例1、及び比較例3〜5で含有されるアミン化合物は、(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデカノエートである。
各実施例及び比較例について、参照用潤滑剤の量、及び添加成分の量はそれぞれ、下記表2、3、及び4に記載されている。
Figure 2016135872
Figure 2016135872
Figure 2016135872
実施例及び比較例のシール適合性は、工業規格のシール適合性試験CEC-L-39-T96を用いて評価した。CEC-L-39-T96シール適合性試験は、シール又はガスケットを潤滑剤組成物にさらし、潤滑剤組成物を、そこに含有されるシールとともに高温に加熱し、しばらくの間、高温を維持することによって行う。それからシールを取り外して乾燥させ、シールの機械的特性を評価し、潤滑時組成物中で加熱しなかったシール検体と比較する。これらの特性におけるパーセンテージの変化は、潤滑剤組成物とのシールの適合性を評価するために分析する。各調製物を同じ条件で二回試験した(第一群、及び第二群)。シール適合性試験の結果が、表5〜10に示してある。
Figure 2016135872
Figure 2016135872
Figure 2016135872
Figure 2016135872
Figure 2016135872
Figure 2016135872
比較例1は、潤滑剤組成物のシール適合性に対するアミン化合物の効果を説明するものである。比較例1及び比較例2の引張強さと破断点伸びを比較すると、本発明によるアミン化合物を参照用潤滑剤に添加することにより、参照用潤滑剤のシール適合性に否定的な影響を与えることを、発明者らは発見した。実施例1、2、3、及び4はそれぞれ、比較例1と同じ本発明によるアミン化合物を含有し、本発明によるボロキシン化合物を1種含有する。表4〜7に示した結果から分かるように、実施例1〜4のシール適合性は、比較例1のシール相容性に比して、引張強さと破断点伸びの双方で、明らかに改善している。
表5〜8からはまた、実施例1及び2のシール適合性が、比較例3〜5のシール適合性に比して、引張強さと破断点伸びの点で改善していることが分かる。実施例1の引張強さは、−39%〜−32%であり、実施例2の引張強さは−2%〜−5%である。これに対して比較例3、4、及び5の引張強さはそれぞれ、−47%〜−44%、−39%〜−41%、及び−44%〜−42%である。同様に、実施例1の破断点伸びは、−54%〜−51%であり、実施例2の破断点伸びは8%〜−5%である。これに対して、比較例3、4、及び5の破断点伸びはそれぞれ、−72%〜−68%、−64%〜−61%、−66%〜−67%である。この試験により、実施例1及び2の潤滑剤組成物は、引張強さと破断点伸びの点で、フルオロポリマーシールとの適合性がかなり良好である。この比較により、潤滑剤組成物におけるトリメトキシボロキシンと、本発明によるアミン化合物との組み合わせは、シール適合性を、他のホウ素含有化合物を含有する潤滑剤組成物(例えば比較例3〜5で用いた物)に比してかなり改善させることが実証される。
最後に、比較例2と、比較例6〜12とを比較することにより、ホウ素含有化合物を含有するが、本発明によるアミン化合物を含有しない潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物のシール適合性に否定的な影響を大きくは与えないことが分かる。従って、本願の発明者らは意外なことに、本発明によるアミン化合物と本発明によるボロキシン化合物とを組み合わせることにより、参照潤滑剤に存在する場合には、シール適合性に対して相乗効果が得られることを発見した。
従属請求項は、特定の化合物、組成物、又は詳細な説明に記載された方法に制限されると理解されるべきではなく、これらは従属請求項の範囲内で全て、特定の態様の範囲内で変わりうると理解されるべきである。ここで記載したマーカッシュ群については、様々な態様の特定の特徴又は形態を記載するものではなく、異なる、特別な、及び/又は予測できない結果が、他のマーカッシュの選択肢とは独立して、各マーカッシュ群から得られることに留意すべきである。マーカッシュ群の各選択肢は、個々に、及び/又は組み合わせに基づいていてよく、従属請求項の範囲内で特定の態様を充分にサポートする。
また、本発明の様々な態様を記載するにあたり、あらゆる範囲と二次的な範囲は、独立して、また共同して、従属請求項の範囲に入ると理解されるべきであり、たとえここに具体的な値が明示的に記載されていない場合であっても、全体の、及び/又は部分的な値を含む全ての範囲を記載、保証すると理解されるべきである。当業者は、挙げられた範囲と二次的な範囲が、本発明の様々な態様を記載、かつ可能にしていることを直ちに理解でき、これらの範囲と二次的な範囲はさらに、半分、三分の一、四分の一、五分の一などに線引きすることができる。単に例として挙げると、「0.1〜0.9」という範囲は、さらに細かく分けることができる。つまり、0.1〜0.3(下限の三分の一)、0.4〜0.6(真ん中の三分の一)、そして0.7〜0.9(上限の三分の一)という具合であり、これらは個々に、また共同して従属請求項の範囲に入り、個々に、及び/又は共同して従属請求項の範囲にある特定の態様を充分にサポートする。
加えて、範囲を規定又は修飾する言語について、例えば「少なくとも」、「より大きい」、「より少ない」、「以上」などという言葉には、二次的な範囲及び/又は上限又は下限が含まれると理解されるべきである。別の態様において、「少なくとも10」という範囲には、内在的に少なくとも10〜35という二次的な範囲、少なくとも10〜25という二次的な範囲、25〜35という二次的な範囲などが含まれ、二次的な範囲はそれぞれ、個々に及び/又は共同していてよく、従属請求項の範囲にある特定の態様を充分にサポートする。最後に、開示された範囲にある個々の数字は、従属請求項の範囲内で特定の態様の根拠となり、またこれを充分にサポートすることができる。例えば、1〜9という範囲には、様々な整数、例えば3、また10分の1(又は画分)を含む個々の数値(例えば4.1)が含まれ、これらは従属請求項の範囲内で特定の態様の根拠となり、またこれを充分にサポートすることができる。
本発明は、ここに説明的に記載されているが、これまで使用されてきた用語は、制限という意味合いでは無く、明細書の言葉の本質に意図されていると理解されるべきである。本発明について多くの修正と変形が、上記教示に基づき可能であり、本発明は具体的に記載された以外のやり方でも、実施できる。
独立請求項及び従属請求項(単項従属と多項従属の双方)のあらゆる組み合わせの対象は、ここで明示的に考慮されるべきである。以下にその例を記すが、従属関係がこれらに限られるわけではない:
・請求項3は、請求項1又は2のいずれかに従属することができる。
・請求項4は、請求項1から3までのいずれかに従属することができる。
・請求項5は、請求項1から4までのいずれかに従属することができる。
・請求項7は、請求項1から6までのいずれかに従属することができる。
・請求項8は、請求項1から7までのいずれかに従属することができる。
・請求項9は、請求項1から8までのいずれかに従属することができる。
・請求項10は、請求項1から9までのいずれかに従属することができる。
・請求項11は、請求項1から10までのいずれかに従属することができる。
・請求項12は、請求項1から11までのいずれかに従属することができる。

Claims (15)

  1. ・基油、
    ・下記一般式(I):
    Figure 2016135872
    [上記式中、R1はそれぞれ独立して、炭素原子数が1〜7のアルキル基である]
    を有するボロキシン化合物、及び
    ・ASTM D4739に従い試験した合計塩基数が、少なくとも80mgKOH/gであるアミン化合物、
    を含有する、潤滑剤組成物。
  2. 1がそれぞれ独立して、炭素原子数が1〜5のアルキル基である、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  3. 1がそれぞれメチル基である、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  4. 前記ボロキシン化合物が、前記潤滑剤組成物の全質量に対して0.1〜5質量%の量で含まれている、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  5. 前記アミン化合物が、前記潤滑剤組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%の量で含まれている、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  6. 前記アミン化合物が、少なくとも1個のピペリジン環と、少なくとも1個のエステル基を有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
  7. 前記アミン化合物が実質的に、水素、炭素、窒素、及び酸素から成るか、又は前記アミン化合物が実質的に水素、炭素、及び窒素から成る、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  8. 前記潤滑剤組成物が、ホスフェートアミン塩を含有しない、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  9. 前記潤滑剤組成物におけるあらゆる反応の前に、前記潤滑剤組成物を形成するために用いられる前記ボロキシン化合物の全質量に対して、前記ボロキシン化合物の少なくとも50質量%が、前記潤滑剤組成物中で未反応のまま残っている、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  10. 前記潤滑剤組成物がフルオロポリマー適合性を有するため、前記潤滑剤組成物中に浸漬されたフルオロポリマーシールが、CEC L−39−T96に従い試験して、破断点伸びにおける変化が60%未満であるか、又は、
    前記潤滑剤組成物がフルオロポリマー適合性を有するため、前記潤滑剤組成物中に浸漬されたフルオロポリマーシールが、CEC L−39−T96に従い試験して、引張強さにおける変化が45%未満である、
    請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  11. さらに分散剤を含有する、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  12. さらにジヒドロカルビルジチオホスフェート塩を含有する、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  13. ・基油、
    ・下記一般式(I):
    Figure 2016135872
    [上記式中、R1はそれぞれ独立して、炭素原子数が1〜7のアルキル基である]
    を有するボロキシン化合物、
    及び
    ・アミン化合物
    を含有する潤滑剤組成物であって、
    前記アミン化合物が、下記のa)〜d)から成る群:
    a)下記一般式(VI)又は(VII);
    Figure 2016135872
    Figure 2016135872
    を有する立体障害性アミン化合物、
    上記式中、
    ・R5はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、ここでR5で示される基は少なくとも2つがアルキル基であり、
    ・R6はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、
    ・R7はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、ここでR7で示される基は少なくとも2つがアルキル基であり、
    ・R8はそれぞれ独立して、水素原子であるか、又は炭素原子数が1〜17のヒドロカルビル基であり、ここでR5、R6、R7、及びR8で示される前記ヒドロカルビル基はそれぞれ独立してアルコール基、アルキル基、アミド基、エーテル基、又はエステル基であり、
    b)質量平均分子量が500未満であり、かつ共有結合から成るモノマー状非環式アミン化合物、
    c)質量平均分子量が500未満であり、かつ窒素原子を2個以下しか有さないモノマー状環式アミン化合物、及び
    d)これらの組み合わせ
    から選択されている、前記潤滑剤組成物。
  14. 前記アミン化合物が、下記一般式(VIII):
    Figure 2016135872
    を有する前記立体障害性アミン化合物であり、
    前記式中、R5及びR6はそれぞれ前述の通りであり、R5のうち少なくとも3つが、独立してアルキル基である、請求項13に記載の潤滑剤組成物。
  15. 潤滑剤組成物用の添加剤パッケージであって、
    ・下記一般式(I):
    Figure 2016135872
    [上記式中、R1はそれぞれ独立して、炭素原子数が1〜7のアルキル基である]
    を有するボロキシン化合物、及び
    ・ASTMD4739に従い試験した合計塩基数が少なくとも80mgKOH/gであるアミン化合物
    を有する、前記添加剤パッケージ。
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