JP2017203170A - モノアミン末端ポリエーテルにより官能化されたオレフィンコポリマー及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】a)10wt%以上80wt%未満のエチレン及び20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンを含み、5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%のエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された、油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーの、b)式R1−(O−CHR2−CHR3)x−A[式中、R1は1〜35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれの−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、xは2〜45の整数である。]のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの、潤滑油中で粘度指数向上剤として有用な反応生成物。
Description
a)10wt%以上80wt%未満のエチレン及び20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンを含み、約5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%の、少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された、油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーの、
b)式:
R1−(O−CHR2−CHR3)x−A
[式中、
R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれの−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、
Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、
xは約2〜約45の整数である]
のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの生成物
を含む、潤滑油添加剤として有用な油溶性反応生成物に向けられる。
a)10wt%以上80wt%未満のエチレン及び20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンを含み、約5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%の、少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された、油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーの、
b)式:
R1−(O−CHR2−CHR3)x−A
[式中、
R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれ−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、
Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、
xは約2〜約45の整数である。]
のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの反応生成物
を含む、潤滑油に向けられる。
潤滑粘度の油、並びに
潤滑油組成物の全組成物に基づいて約0.1〜約2.0wt%の、5,000〜120,000の数平均分子量を有する、マレイン酸が付加されたエチレン−アルファオレフィンコポリマーと、式:
[式中、
R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R4はそれぞれの繰り返し単位gについて独立に水素又はメチルであり、
R5は水素又は1〜10炭素原子のアルキルであり、
f及びgはf+gが2〜45となるような整数であり、R4はポリ(オキシアルキレン)部位中にエチレンオキシドを複数有するように選択される。]
で表されるヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの反応生成物の活性物質
を含む組成物によってディーゼルエンジンを潤滑することにより、ディーゼルエンジンの摩耗を改善する方法に向けられる。
a)10wt%以上80wt%未満のエチレン、20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィン及び約3wt%までの非共役ジエン又はトリエンを含み、約5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%の、少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された油溶性エチレン−アルファオレフィンターポリマーの、
b)式:R1−(O−CHR2−CHR3)x−A[式中、R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれの−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、xは約2〜約45の整数である。]のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの生成物
を含む、潤滑油添加剤として有用な油溶性反応生成物に向けられる。
次に、グラフトモノマーが前記ポリマー基剤のポリマー骨格にグラフト化されて、アシル化エチレン−アルファオレフィンコポリマーを生成する。好適なグラフトモノマーとしては、不飽和ジカルボン酸無水物及びその相当する酸などの、エチレン性不飽和アシル化剤が挙げられる。エチレン−アルファオレフィンインターポリマーへのグラフト化に好適なこれらのカルボキシル反応剤は、少なくとも一つのエチレン性結合及び少なくとも一つのカルボン酸基若しくはその無水物基又は酸化若しくは加水分解によって前記カルボキシル基に転換することが可能な極性基を含む。前記カルボキシル反応剤は、アクリル酸、メタクリル酸、ケイヒ酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸反応剤又はこれらの2種以上の混合物からなる群より選択される。不飽和のエチレン−アルファオレフィンコポリマー又はターポリマーを用いる場合には、イタコン酸又はその無水物が、フリーラジカルグラフト化工程の間に架橋構造を形成する傾向が低いことから、有用である。
[式中、R10は水素又は−CO−W’であり、R12は及びR13は独立に水素又は−CH3であり、W及びW’は独立に−OH、又は1〜24の炭素原子を有するアルコキシである。]によって表すことができる。無水マレイン酸又はその誘導体が、好ましいエチレン性不飽和アシル化剤である。
アシル化オレフィンコポリマーを生成するためのグラフト反応は、一つの実施形態において、一般的にバルク又は溶液中のいずれかで、フリーラジカル開始剤の支援によって行われる。グラフト化は、油中に溶解したフリーラジカル開始剤の存在下で行うことができる。油中に溶解したフリーラジカル開始剤を用いることで、アシル化された基がオレフィンコポリマー分子にわたってより均一に分布する。
無溶媒又は実質的に無溶媒のバルクプロセスとしてグラフト反応を行うためには、一つの実施形態において、グラフトモノマー及びオレフィンコポリマーは、加熱及びグラフト化工程についての反応物に対して所望の水準の機械的作用(撹拌)を行う能力を有する押出器、例えば単軸押出機若しくは例えばWerner & PfleidererのZSKシリーズなどの二軸押出機、又はバンバリー若しくは他の混合機に供給される。一つの実施形態において、グラフト化は、押出機、特に二軸押出機において行われる。空気の流入を最小化するために、押出機の供給区域において窒素ブラケットが施される。或いは、オレフィン性カルボン酸アシル化剤を、押出機のそれ程混合がなされない区域、例えば移動区域において、1箇所において注入することができ、又は2箇所において注入してもよい。この方法により、多くの場合、グラフト化効率が高められ、またゲル含有量が低減される。
得られるコポリマー中間体は、その構造中にランダムにカルボン酸アシル化官能基を有することを特徴とするアシル化されたオレフィンコポリマーを含む。所定のコポリマー骨格(すなわち、コポリマー基剤)にグラフト化されたカルボン酸アシル剤(例えば、無水マレイン酸)の量は重要である。このパラメータは、アシル化コポリマーのアシル化剤質量パーセンテージといわれ、一般的には0.5〜5.0wt%の範囲、特には0.6〜3.0の範囲、より特には1.7〜2.3wt%の範囲のコポリマー骨格にグラフト化されたカルボン酸アシル剤である。これらの数字は、無水マレイン酸であるカルボン酸アシル化剤の量に対してより典型的であり、より高い若しくはより低い分子量、又はより大きな若しくはより小さな量の分子当たりの酸性官能基を有するアシル化剤を考慮するために、調整されてもよい。
アシル化オレフィンコポリマー、すなわちコポリマー中間体の分子量は、機械的、熱的、若しくは化学的手段、又はそれらの組み合わせによって低減されてもよい。かかるコポリマーの分解、すなわち分子量の低減のための技術は、一般的に本技術分野において公知である。数平均分子量が、潤滑油において使用するために適する水準まで低減される。一つの実施形態において、初期のコポリマー中間体は、グラフト反応完了時に約5,000〜約250,000の範囲の初期数平均分子量を有する。一つの実施形態において、マルチグレード油で使用することが意図される添加剤を調製するためには、コポリマー中間体の数平均分子量は、約5,000〜約120,000の範囲に低減される。
グラフト反応の完了に際して、未反応のカルボキシル反応剤及びフリーラジカル開始剤は、通常、コポリマー中間体の更なる官能化が行われる前に、コポリマー中間体から除去及び分離される。例えば、撹拌下に、揮発性未反応グラフトモノマー及びフリーラジカル開始剤成分を除去するために十分な時間減圧すると共に、約150℃〜約450℃の温度に加熱する減圧ストリッピングにより、未反応成分が反応塊から排除されてもよい。減圧ストリッピングは、好ましくは減圧ラインを備える押出機の区域中で実施される。
コポリマー中間体は、本開示の実施形態に従った更なる加工の前に、ペレット化されてもよい。コポリマー中間体のペレット化は、所望の時期に中間製品に更なる加工を施すまでの間、中間製品を単離し、その汚染(コンタミネーション)を低減するのに役立つ。
ペレット化されたコポリマー中間体は、摩砕された又は摩砕されていないペレットの形態として供給し得る。一般的に、15,000を超える数平均分子量を有するペレット化されたコポリマー中間体は、後に続く取扱い及び官能化のために、基油中で希釈され粘度が低下される。一般的に、ペレットは、得られる溶液の粘度に基づいて、基油中に約3wt%〜約49wt%、特には約5wt%〜約30wt%、より特には約7wt%〜約13wt%の濃度で溶解される。15,000未満の数平均分子量を有するコポリマー中間体は、コポリマー中間体のより低い粘度に起因して、後に続く官能化に関して、基油による希釈なしで用いることができ、又は少量の基油(例えば、60wt%未満、好ましくは40wt%未満の基油)を必要とするかもしれない。
本願において、以下の用語は、そうでないことが明示されない限りにおいて、以下の意味を有する。
[式中、Ri及びRjはそれぞれ独立に水素又は低級アルキル基であり、yは約2〜約45、好ましくは約5〜35、より好ましくは約10〜25の整数である。]を有するポリマー又はオリゴマーをいう。本願において、特定のポリオキシアルキレン化合物中のオキシアルキレン単位の数字に言及する場合、この数字は、そうでないことが明示されない限りにおいて、かかる化合物中のオキシアルキレン単位の平均の数をいうと理解されるべきである。単一のポリマー分子中のオキシアルキレン単位の数yが整数(例えば12)であっても、様々な分子量のポリマー分子の混合物を有するポリオキシアルキレン化合物中のかかる単位の平均数は、非整数(例えば12.5)となり得る。
本発明において使用される好ましいヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンは、以下の一般的な方法及び操作によって調製してもよい。一般的な又は好ましいプロセス条件(例えば、反応温度、時間、反応剤のモル比、溶媒、圧力など)が与えられても、別途の記載がない限りにおいて、他のプロセス条件もまた用いられてよいことを認識されたい。最適の反応条件は、用いる特定の反応剤又は溶媒によって変化し得るが、かかる条件は、当業者の日常の最適化操作により決定することができる。
本発明において使用されるヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンの調製において利用されるヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)ポリマーは、しばしばヒドロカルビルで「キャップされた」ポリ(オキシアルキレン)グリコールと呼ばれるモノヒドロキシ化合物、すなわちアルコールであり、末端がヒドロカルビルではない、すなわちキャップされていないポリ(オキシアルキレン)グリコール(ジオール)とは区別されるべきである。ヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)アルコールは、重合条件下で、ヒドロキシ化合物R1aOHにエチレンオキシド、プロピレンオキシド、又はブチレンオキシドなどの低級アルキレンオキシドを添加することによって製造される。但し、R1aは上記に定義したヒドロカルビル基であり、ポリオキシアルキレン鎖をキャップする。好ましいポリ(オキシアルキレン)ポリマーは、C2〜C3のオキシアルキレン単位から由来するものである。これらのポリマーの製造方法及び特性は、米国特許第2,841,479号及び米国特許第2,782,240号に開示される。重合反応において、単一種のアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシドを使用してもよく、その場合には、生成物はホモポリマー、例えばポリ(オキシエチレン)アルコールである。しかし、コポリマーも同様に良好であり、ヒドロキシ含有化合物を、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの混合物のようなアルキレンオキシドの混合物に接触させることによって、ランダムコポリマーが容易に調製される。オキシアルキレン単位のブロックコポリマーもまた、本発明の実施に関して、良好なポリ(オキシアルキレン)単位を提供する。この反応において使用するアルキレンオキシドの量は、一般的に生成物中の所望のオキシアルキレン単位の数に依存することとなる。一般的には、アルキレンオキシドのヒドロキシ含有化合物に対するモル比は、約2:1〜約45:1、好ましくは約5:1〜約35:1、より好ましくは約10:1〜約25:1の範囲をもつこととなる。
上記に示したように、本発明において使用される好ましいヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンは、アミン成分を含む。本発明において使用される好ましいヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)アミンのアミン成分は、好ましくはアンモニア、シアノアルキル化に由来する−CH2アミノ、又は第一級アルキルモノアミンに由来する。
本願において述べたように、この発明において使用される好ましいヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)アミン添加剤は、ヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)アルコールを、直接又は中間体を経由してのいずれかで、アンモニア又は第一級アルキルモノアミンなどの窒素含有化合物と反応させることによって、簡便に調製し得る。
R1−(O−CHR2−CHR3)x−A
[式中、R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれの−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、xは約2〜約45、好ましくは5〜30、より好ましくは10〜25の整数である。]のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンである。
[式中、R1は上記に定義され、R4はそれぞれの繰り返し単位gについて独立に水素又はメチルであり、R5は水素又は1〜10炭素原子のアルキルであり、f及びgはf+gが2〜45となるような整数である。]で表すことができる。一つの態様において、エチレンオキシドのモル数「EO」は、プロピレンオキシドのモル数「PO」以上である。
[式中、mは約1〜約35、nは約1〜約15である。]のポリエーテルモノアミンであり、一つの態様においてm>nであり、mが約15〜約25、nが約2〜約10のポリエーテルモノアミンを含む。
他の態様は、濃縮物の形態における粘度指数(「VI」)向上剤組成物に向けられる。特定の実施形態において、ヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンと反応したアシル化エチレン−アルファオレフィンコポリマー(誘導体−OCP)が、潤滑油組成物用の粘度指数(「VI」)向上剤として使用される。誘導体化−OCPは、基油中に少なくとも10wt%の溶解度を有することが好ましい。所望の製品が最終製品か又は添加剤濃縮物であるかに応じて、0.001〜49wt%のこの組成物が基油又は潤滑油に組み入れられる。使用されるVI向上剤の量は、基油の粘度指数を向上又は改善するために有効である量、すなわち粘度向上有効量である。一般的に、この量は、最終製品(例えば、完全に処方された潤滑油組成物)に関して0.001〜20wt%であり、他の実施形態におけるこれに代わる下限は0.01%、0.1%又は1%であり、これに代わる上限は15%又は10%である。任意の列挙した下限から任意の列挙した上限までのVI向上剤の濃度範囲が、本発明の範囲内であり、当業者は、最終的な溶液特性に基づいて、適当な濃度範囲を容易に決定することができる。本発明の潤滑組成物を調製に使用するために好適な基油としては、天然原料から製造される、自動車及びトラック用エンジン、船舶及び鉄道用ディーゼルエンジンなどの、火花着火及び圧縮着火内燃エンジン用のクランクケース潤滑油として従来使用される基油などが挙げられる。この発明の製品を添加することができる潤滑油としては、石油由来の炭化水素油だけでなく、二塩基酸のエステル;一塩基酸、ポリグリコール、二塩基酸及びアルコールのエステル化によって製造される複合エステル;ポリオレフィン油、その他などの合成潤滑油も挙げられる。このように、本発明のVI向上剤組成物は、ジカルボン酸、ポリグリコール及びアルコールのアルキルエステル;ポリ−アルファオレフィン;ポリブテン;アルキルベンゼン;リン酸の有機エステル;ポリシリコーン油;その他などの合成基油中に好適に組み入れ得る。
骨格中に組み入れられたカルボキシルアシル化剤の重量%は、添加剤反応生成物の、酸又は無水物部位対コポリマーアルキル官能基の赤外ピーク比分析により、又は滴定(全酸/無水物数)(Total Acid/Anhydride Number)(TAN)のいずれかにより測定することができる。TAN値は、その後には、カルボキシル剤のグラフト化率を見積もるために用いることができる。
TE=2/c×ln((kv(ポリマー+油))/kv油)//ln(2)により定義される。但し、cはポリマーの濃度であり、kvはASTMD445に準拠する100℃における動的粘度である。せん断安定性指数(SSI)は、ポリマーの、エンジン中における長期に亘る機械的せん断分解に対する耐性の指標である。SSIは、ASTM D6278に掲載される操作に従って、ポリマー−油溶液を高せん断Boschディーゼル噴射器に30周期通過させることにより測定することができる。ポリマーのSSIは、ポリマーなしの油の粘度、並びにポリマー−油溶液の初期の粘度及びせん断を課した後の粘度から、
SSI=100×(kv(ポリマー+油),未処理−kv(ポリマー+油),せん断)/(kv(ポリマー+油),未処理−kv油,未処理)
を用いて算出することができる。
ポリマー組成物又は本発明のプロセスによって製造される油溶性生成物は、一般的に、内燃エンジン用の潤滑油組成物中で使用される場合に、スス及び/又はスラッジの分散性、及び/又は摩耗制御、及び/又は粘度指数の向上を与えるために十分な量で、基油に対して添加される。一般的に、本発明の潤滑油組成物は、主要量の潤滑粘度の基油及びより少量のポリマー組成物又は本発明のプロセスによって製造される油溶性濃縮物を含む。
本願において使用される基油は、それぞれの製造者により(供給原料又は製造者の立地とは独立した)同一の規格で製造される潤滑成分である基油原料又は基油原料の混合物として定義され、同一の製造者規格に適合し、独自の方式、製造物識別番号又はその両方によって識別される。基油原料は、それらに限定されないが、蒸留、溶媒精製、水素化処理、オリゴマー化、エステル化、及び再精製などの様々な異なるプロセスを用いて製造し得る。再精製された原料油は、製造、汚染(コンタミネーション)、又は前の使用を通じて持ち込まれた物質を実質的に含まないものとする。この発明の基油は、任意の天然又は合成潤滑基油留分であってよく、特に、約3センチストークス(cSt)〜約20cStの100℃における動的粘度を有する留分であってよい。炭化水素合成油としては、例えば、エチレンの重合から調製される油、ポリアルファオレフィンすなわちPAO、又はフィッシャー−トロプシュプロセスにおけるような、一酸化炭素及び水素ガスを用いた炭化水素合成手法からの油を挙げることができる。好ましい基油は、含んでも少量の重質留分、例えば、含んでも少量の、約100℃での粘度が約20cSt以上の潤滑油留分を含む基油である。基油として使用される油は、所望の最終用途、及び、所望のエンジン油グレードを与えるための最終製品油中の添加剤に応じて選択又は配合されることとなる。前記エンジン油グレードは、例えば、SAE粘度グレードの0W、0W−20、0W−30、0W−40、0W−50、0W−60、5W、5W−20、5W−30、5W−40、5W−50、5W−60、10W、10W−20、10W−30、10W−40、10W−50、15W、15W−20、15W−30、又は15W−40を有する潤滑油組成物である。
以下の添加剤成分は、本発明の潤滑添加剤と組み合わせて良好に使用することができる成分の例である。これらの添加剤の例は、本発明を説明するために提示されるが、それを限定する意図ではない。
(A)分散剤は、スス及び燃焼生成物を充填油本体中に懸濁状態に保ち、従ってスラッジ又はラッカー状物質として沈着することを防ぐ添加剤である。一般的には、灰分なしの分散剤は、アルケニルコハク酸無水物をアミンと反応させることにより生成する窒素含有分散剤である。例としては、アルケニルスクシンイミド、炭酸エチレン後処理などの他の有機化合物で修飾されたアルケニルスクシンイミド及びホウ酸で修飾されたアルケニルスクシンイミド、ポリスクシンイミド、アルケニルコハク酸エステルである。
(B)酸化防止剤:1)フェノール型酸化防止剤:4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2−メチル−6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−(メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール)、2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール)、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)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−4−(N.N’ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルベンジル)−スルフィド、及びビス(3,5−ジ−tert−ブチル4−ヒドロキシベンジル)。
2)ジフェニルアミン型酸化防止剤:アルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、及びアルキル化α−ナフチルアミン。
3)その他の型:ジチオカルバミン酸金属塩(例えば、ジチオカルバミン酸亜鉛)、及びメチレンビス(ジブチルジチオカルバミン酸)。
(C)錆防止剤(防錆剤):1)非イオン系ポリオキシエチレン界面活性剤:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールモノステアラート、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレアート、及びポリオキシエチレングリコールモノオレアート。2)他の化合物:ステアリン酸及び他の脂肪酸、ジカルボン酸、金属石鹸、脂肪酸アミン塩、重質スルホン酸金属塩、カルボン酸の多価水酸基アルコール部分エステル、及びリン酸エステル。
(D)抗乳化剤:アルキルフェノール及びエチレンオキシドの付加生成物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンソルビタンエステル。
(E)極圧剤(EP剤):硫化油、ジフェニルスルフィド、トリクロロステアリン酸メチル、塩素化ナフタレン、ヨウ化ベンジル、フッ素化アルキルポリシロキサン、及びナフテン酸鉛。
(F)摩擦改良剤:脂肪族アルコール、脂肪酸、アミン、ホウ酸エステル、及び他のエステル。
(G)多機能性添加剤:硫化オキシモリブデンジチオカルバミン酸塩、硫化オキシモリブデン有機ジチオリン酸塩、オキシモリブデンモノグリセリド、オキシモリブデンジエチラートアミド、アミン−モリブデン錯体化合物、及びイオウ含有モリブデン錯体化合物。
(H)粘度指数向上剤:ポリメタクリル酸エステル型ポリマー、エチレン−アルファオレフィンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、水素化スチレン−イソプレンコポリマー、水素化星型分岐ポリイソプレン、ポリイソブチレン、水素化星型分岐スチレン−イソプレンコポリマー、及び分散剤型粘度指数向上剤。
(I)流動点降下剤:ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸アルキル、及びフマル酸ジアルキル−酢酸ビニルコポリマー。
(J)泡立防止剤:メタクリル酸アルキルポリマー及びジメチルシリコーンポリマー。
(K)摩耗防止剤:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(Zn−DTP、第一級アルキル型及び第二級アルキル型)。
(L)清浄剤は、油中に酸を中和する化合物を溶液として保持するように設計された添加剤である。洗浄剤は、通常アルカリ性であり、燃料の燃焼に際して生成し、放置すればエンジン部品の腐食を起こすこととなる強酸(硫酸及び硝酸)と反応する。例は、カルボン酸塩、硫化又は非硫化アルキル又はアルケニルフェノール塩、アルキル又はアルケニル芳香族スルホン酸塩、硫化又は非硫化のアルキル又はアルケニル芳香族多価ヒドロキシ化合物金属塩、アルキル又はアルケニルヒドロキシ芳香族スルホン酸塩、硫化又は非硫化アルキル又はアルケニルナフテン酸塩、アルカン酸金属塩、アルキル又はアルケニル多価酸金属塩、並びにそれらの化学的及び物理的混合物。態様は、以下の非限定の例を参照することにより、より理解することができる。
アシル化エチレン−アルファオレフィンコポリマー(OCP)は、表1に掲載する種々のエチレン−プロピレン骨格に、逆方向回転の二軸押出機中でペルオキシドを用いて、無水マレイン酸をフリーラジカル的にグラフト化することによって調製した。
表1に示すように、マレイン化コポリマーをポリマー骨格に応じて基油中に溶解した。マレイン化コポリマー/油混合物(濃縮物)を、ガラス製撹拌反応器に仕込み、約160℃に加熱した。マレイン化コポリマーを種々のポリ(オキシアルキレン)モノアミン(グラフト化された無水マレイン酸モル当たり1.0モルの化合物)と、約160℃で2時間反応させ、次に更に30分間、反応混合物を減圧ストリッピングに供した。反応に使用したポリ(オキシアルキレン)モノアミンを表2に示す。
%粘度上昇=[(viscbo−visfo)/(visfo)×100]
viscbo:カーボンブラックを含む油の粘度
visfo:未処理の油の粘度
本発明の潤滑油添加剤組成物を例示する例27〜63を、スス存在下での高周波往復動リグ(HFRR)摩耗ベンチ試験について評価した。HFRRベンチ試験は、球状試験片を、カーボンブラックを予め添加した潤滑油の存在下に、特定の荷重下で滑走させる往復動に供した後、該試験片の摩耗傷の平均径を測定する。HFRRベンチ試験は、標準の52100鋼製の上部球状試験片及び硬化された800HV下部板状試験片(PCS instrumentsより供給)を用いて行われた。試験片は、使用する前に完全に洗浄した。試験試料は、次の3つのカーボンブラックのそれぞれ2%、(1)Degussa S−170、(2)Degussa 140V及び(3)Degussa Special Black 250、計6wt%のカーボンブラックを、潤滑油に添加することにより調製した。次に、IKA−Ultra Turrax T25ホモジナイザを用いて、前記スス添加潤滑油を17,500rpmで15分間均質化した。次に、前記均質化した試料を、温度制御した鋼製のパン上に載置し、可動アームに取り付けた球をパン中に降ろした。HFRR試験は、116℃の温度、鋼球/アーム機構への荷重1000g、工程長さ1000μm、及び周波数20Hzで20分間行った。運転の終了時に、球を含む上部試験片ホルダを取り外し、ヘプタンで洗浄した。Zeiss顕微鏡を用いて200倍拡大で摩耗傷を観察し、微小硬度試験機(Buehler モデル1600−6400)によって、滑走方向に対して平行及び直交方向の両方で、平均径として測定した。例27〜63における報告データは、上記操作を用いた3回の繰り返しの測定の平均である。
本発明に包含され得る諸態様は、以下のとおりである。
[態様1]
a)10wt%以上80wt%未満のエチレン及び20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC 3 〜C 28 アルファオレフィンを含み、約5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%の、少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された、油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーの、
b)式
R 1 −(O−CHR 2 −CHR 3 ) x −A
[式中、
R 1 は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R 2 及びR 3 はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R 2 及びR 3 はそれぞれの−O−CHR 2 −CHR 3 −単位において独立に選択され、
Aはアミノ、−CH 2 アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、
xは約2〜約45の整数である。]
のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの生成物
を含む、潤滑油添加剤として有用な油溶性反応生成物。
[態様2]
油溶性オレフィンコポリマーが、35wt%以上60wt%未満のエチレン及び40wt%超65wt%以下の少なくとも1種のC 3 〜C 28 アルファオレフィンを含む、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様3]
油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、45wt%以上55wt%未満のエチレン及び45wt%超55wt%以下の少なくとも1種のC 3 〜C 12 アルファオレフィンを含む、上記態様2の油溶性反応生成物。
[態様4]
少なくとも1種のC 3 〜C 28 アルファオレフィンが、C 3 〜C 8 アルファオレフィンを含む群より選択される、上記態様3の油溶性反応生成物。
[態様5]
油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、10wt%以上20wt%未満のエチレン及び80wt%超90wt%以下のプロピレンを含む、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様6]
油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、非共役ジエン又はトリエンを更に含む、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様7]
油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、0.6〜3wt%の少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化される、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様8]
エチレン性不飽和アシル化剤が、アクリル酸、メタクリル酸、ケイヒ酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸反応剤又はそれらの混合物からなる群より選択される、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様9]
エチレン性不飽和アシル化剤が無水マレイン酸である、上記態様8の油溶性反応生成物。
[態様10]
Aが−CH 2 アミノである、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様11]
ヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンR 1 が、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、及びアリールアルキルアリールからなる群より選択される、上記態様1の油溶性反応生成物。
[態様12]
R 1 が1〜10炭素原子のアルキルである、上記態様11の油溶性反応生成物。
[態様13]
R 1 がメチル、エチル、プロピル及びブチルからなる群より選択される、上記態様12の油溶性反応生成物。
[態様14]
R 1 がフェニル、ナフチル、アルキルナフチル、及び、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキルから選択される1〜3の置換基を有する置換フェニルからなる群より選択される、上記態様11の油溶性反応生成物。
[態様15]
R 1 がフェニル、アルキルフェニル、ナフチル、アルキルナフチルからなる群より選択される、上記態様11の油溶性反応生成物。
[態様16]
より少量の上記態様1から15までのいずれか一項及び主要量の潤滑粘度の油を含む、潤滑油組成物。
[態様17]
潤滑粘度の油、並びに
5,000〜120,000の数平均分子量を有する、無水マレイン酸によりアシル化されたエチレン−アルファオレフィンコポリマーと、式
[化1]
[式中、
R 1 は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R 4 はそれぞれの繰り返し単位gに対して独立に、水素又はメチルであり、
R 5 は水素又は1〜10炭素原子のアルキルであり、
f及びgはf+gが2〜45となるような整数であり、R 4 はポリオキシアルキレン部位中にエチレンオキシドを複数有するように選択される。]
で表されるヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの反応生成物の活性物質であって、潤滑油組成物の全組成物に基づいて約0.1〜約2.0wt%の量である活性物質、
を含む組成物によってディーゼルエンジンを潤滑することにより、前記ディーゼルエンジンの摩耗を改善する方法。
Claims (17)
- a)10wt%以上80wt%未満のエチレン及び20wt%超90wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンを含み、約5,000〜120,000の数平均分子量を有し、0.5〜5wt%の、少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化された、油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーの、
b)式
R1−(O−CHR2−CHR3)x−A
[式中、
R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R2及びR3はそれぞれ独立に水素、メチル、又はエチルであり、R2及びR3はそれぞれの−O−CHR2−CHR3−単位において独立に選択され、
Aはアミノ、−CH2アミノ又は約1〜10の炭素原子を有するN−アルキルアミノであり、
xは約2〜約45の整数である。]
のヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの生成物
を含む、潤滑油添加剤として有用な油溶性反応生成物。 - 油溶性オレフィンコポリマーが、35wt%以上60wt%未満のエチレン及び40wt%超65wt%以下の少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンを含む、請求項1の油溶性反応生成物。
- 油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、45wt%以上55wt%未満のエチレン及び45wt%超55wt%以下の少なくとも1種のC3〜C12アルファオレフィンを含む、請求項2の油溶性反応生成物。
- 少なくとも1種のC3〜C28アルファオレフィンが、C3〜C8アルファオレフィンを含む群より選択される、請求項3の油溶性反応生成物。
- 油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、10wt%以上20wt%未満のエチレン及び80wt%超90wt%以下のプロピレンを含む、請求項1の油溶性反応生成物。
- 油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、非共役ジエン又はトリエンを更に含む、請求項1の油溶性反応生成物。
- 油溶性エチレン−アルファオレフィンコポリマーが、0.6〜3wt%の少なくとも1つのカルボン酸基又は無水物基を有するエチレン性不飽和アシル化剤によりグラフト化される、請求項1の油溶性反応生成物。
- エチレン性不飽和アシル化剤が、アクリル酸、メタクリル酸、ケイヒ酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸反応剤又はそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1の油溶性反応生成物。
- エチレン性不飽和アシル化剤が無水マレイン酸である、請求項8の油溶性反応生成物。
- Aが−CH2アミノである、請求項1の油溶性反応生成物。
- ヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンR1が、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、及びアリールアルキルアリールからなる群より選択される、請求項1の油溶性反応生成物。
- R1が1〜10炭素原子のアルキルである、請求項11の油溶性反応生成物。
- R1がメチル、エチル、プロピル及びブチルからなる群より選択される、請求項12の油溶性反応生成物。
- R1がフェニル、ナフチル、アルキルナフチル、及び、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキルから選択される1〜3の置換基を有する置換フェニルからなる群より選択される、請求項11の油溶性反応生成物。
- R1がフェニル、アルキルフェニル、ナフチル、アルキルナフチルからなる群より選択される、請求項11の油溶性反応生成物。
- より少量の請求項1から15までのいずれか一項及び主要量の潤滑粘度の油を含む、潤滑油組成物。
- 潤滑粘度の油、並びに
5,000〜120,000の数平均分子量を有する、無水マレイン酸によりアシル化されたエチレン−アルファオレフィンコポリマーと、式
[式中、
R1は約1〜約35の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
R4はそれぞれの繰り返し単位gに対して独立に、水素又はメチルであり、
R5は水素又は1〜10炭素原子のアルキルであり、
f及びgはf+gが2〜45となるような整数であり、R4はポリオキシアルキレン部位中にエチレンオキシドを複数有するように選択される。]
で表されるヒドロカルビル置換ポリ(オキシアルキレン)モノアミンとの反応生成物の活性物質であって、潤滑油組成物の全組成物に基づいて約0.1〜約2.0wt%の量である活性物質、
を含む組成物によってディーゼルエンジンを潤滑することにより、前記ディーゼルエンジンの摩耗を改善する方法。
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