JP2017533332A - 潤滑用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施態様では、R2およびR3は同じであり、R1は異なる。本発明の別の実施態様では、R1、R2およびR3は同じである。
商業的に入手できる適切な亜鉛ジチオホスフェートの例は、「Lz1097」および「Lz1395」と言う販売名でLubrizolコーポレーションから入手できるもの;「OLOA267」および「OLOA269R]と言う販売名でCevron Oroniteから入手できるもの;そして「HITEC7197」という販売名でAfton Chemicalから入手できるもの;「Lz677A」、「Lz1095」および「Lz1371」と言う販売名でLubrizolコーポレーションから入手できるような亜鉛ジチオホスフェート;「OLOA262」と言う販売名でCevron Oroniteから入手できるもの;そして「HITEC7169」という販売名でAfton Chemicalから入手できるもの;ならびに「Lz1370」および「Lz1373」と言う販売名でLubrizolコーポレーションから入手できるような亜鉛ジチオホスフェート;「OLOA260」と言う販売名でCevron Oroniteから入手できるもの等がある。
本発明の潤滑用組成物に使用される基油に関して特別の制限はなく、種々の慣用の鉱油、合成油ならびに植物油のような天然由来エステル類を都合良く使用できる。
典型的には、フィッシャー・トロプシュ誘導基油または基油ブレンドの100℃における動粘度は(ASTM D 7042により測定して)1〜30mm2/s(cSt)の範囲、好ましくは、1〜25mm2/s(cSt)、そしてより好ましくは、2mm2/s〜12mm2/s(cSt)の範囲である。好ましくは、フィッシャー・トロプシュ誘導基油の100℃における動粘度は(ASTM D 7042により測定して)、少なくとも2.5mm2/s、より好ましくは、少なくとも3.0mm2/sである。本発明の一実施態様では、フィッシャー・トロプシュ誘導基油の100℃における動粘度は、最大限でも5.0mm2/s、好ましくは、最大限でも4.5mm2/s、より好ましくは、最大限でも4.2mm2/s(例「GTL4」)である。本発明の別の実施態様では、フィッシャー・トロプシュ誘導基油の100℃における動粘度は、最大限でも8.5mm2/s、好ましくは、最大限でも8mm2/s (例「GTL8」)である。
フィッシャー・トロプシュ誘導基油の粘度指数は(ASTM D 2270により測定して)、100〜200の範囲内である。好ましくは、フィッシャー・トロプシュ誘導基油の粘度指数は少なくとも125、好ましくは、130である。さらに、粘度指数が180未満、好ましくは、150未満が好適である。
本明細書中では、潤滑油組成物の硫酸塩灰分の含量は、潤滑油組成物の総重量を基準に、好ましくは、2.0wt%以下、より好ましくは、1.0wt%以下、そして最も好ましくは0.8wt%以下である。
好適な実施態様では、前記抗酸化剤は、潤滑油組成物の総重量を基準に0.1〜5.0wt%の範囲、より好ましくは、0.3〜3.0wt%の範囲、そして最も好ましくは、0.5〜1.5wt%の範囲の量で存在する。
都合良く使用できる他の耐摩耗剤ならびに既上で列挙したものには、モリブデン含有化合物、ホウ素含有化合物および無灰耐摩耗添加剤、例えば、置換もしくは無置換チオホスホン酸、ならびにそれらの塩等がある。
したがって、好適な実施態様では、本明細書中では潤滑油組成物中は1種またはそれ以上のサリシレート洗浄剤を含有する。
使用できる無灰分散剤の例には、日本特許第1367796号、第1667140号、第1302811号および第1743435号公報に開示されているような、ポリアルケニルスクシンイミドおよびポリアルケニルコハク酸エステル等がある。好適な分散剤にはホウ素化スクシンイミド等がある。
アルコール基中に1〜10個の炭素原子有するビニルエーテルの例には、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル等がある。好適なビニルエーテルは、アルコール基中に1〜8個の炭素原子、より好ましくは、1〜4個の炭素原子を含有する。アルコール基は、線状でも分枝してもよい。
Bは、低分子モノマーから誘導される繰り返し単位のタイプの数であり、前記低分子モノマーは、8〜17個の炭素原子を有するスチレンモノマー、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に1〜11個の炭素原子を有するビニルエステル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するビニルエーテル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルフマレート、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルマレエートおよびそれらの混合物からなる群から選択され、
naは、櫛形ポリマー分子中のタイプaのポリオレフィン系マクロモノマーから誘導される繰り返し単位の数であり、
nbは、櫛形ポリマー分子中のタイプbの低分子モノマーから誘導される繰り返し単位の数であり、前記低分子モノマーは、8〜17個の炭素原子を有するスチレンモノマー、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に1〜11個の炭素原子を有するビニルエステル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するビニルエーテル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルフマレート、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルマレエートおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
好適には、組成物は少なくとも0.1wt%の流動点降下剤を含有する。例として、アルキル化ナフタレンおよびフェノール性ポリマー、ポリメタクリレート、マレエート/フマレートコポリマーエステルを有効な流動点降下剤として都合よく使用できる。好ましくは、0.3wt%以下の流動点降下剤を使用する。
本明細書中では、シール固定またはシール相容剤(seal fix or seal compatibility agents)として潤滑用組成物中に都合よく使用できる化合物には、例えば、商業的に入手できる芳香族エステル等がある。
− それぞれ、0.5wt%まで、0.8wt%まで、および1.5wt%までのサルフェート灰含量(ASTM D 874準拠);
− それぞれ、0.05wt%まで、0.08wt%まで、および典型的には0.1wt%までのリン含量(ASTM D 5185準拠);ならびに
− それぞれ、0.2wt%まで、0.3wt%まで、および典型的には0.5wt%までのイオウ含量(ASTM D 5185準拠)
を意味する。
− それぞれ、1wt%まで、1wt%まで、および2wt%までのサルフェート灰含量(ASTM D 874準拠);
− それぞれ、0.08wt%(低SAPS)まで、および0.12wt%まで(中間SAPS)のリン含量(ASTM D 5185準拠);ならびに
− それぞれ、0.3wt%(低SAPS)まで、および0.4wt%(中間SAPS)までのイオウ含量(ASTM D 5185準拠)
を意味する。
2種類の潤滑用組成物を配合した(比較例1および実施例1)。比較例1は、表1に示した配合の高馬力ジーゼルエンジンオイルだった。前記配合は、慣用の混合技術を使用して種々の成分を一緒にブレンドすることにより製造した。
2.GTL8は、100℃における動粘度がおおよそ8cst(mm2/s)(ASTM D 445)を有するフィッシャー−トロプシュ誘導基油である。このGTL8基油は、例えば、WO02/070631号公報に記載されている方法により都合良く製造される(この公報の教示を参照として本明細書中に含める)。
3.Chevron−Oroniteから商業的に入手できる防錆剤。
4.Infineumから商業的に入手できるVI改良剤。
5.サリシレート洗浄剤、高分子量分散剤、ZDTP、アミン系抗酸化剤およびフェノール性抗酸化剤を含むHDDEO添加剤パッケージ。
比較例1および実施例1を下記に示す種々の摩擦、摩耗および酸化安定性試験に付した。
ミニトラクション機械 (Mini Traction Machine: MTM;PCS Instruments製)でスライド−ローリングボール−オン−ディスク設定において摩擦測定を行った。MTMは、カムおよび従動部(followers)、ギアおよび転がり要素軸受け(rolling element bearings)のような非正角成分(non-conformal components) に見出される潤滑領域をシミュレーションする。この試験接触は研磨した3/4インチボールと高度に研磨した46mm直径ディスク間で形成され、双方ともAISI52100スティール(硬度750〜770HV)から製造され、各々独立して駆動され、スライド−ローリング接触をもたらす。ボールおよびディスクの二乗平均平方根粗さは11±3nmであり、複合表面粗さは16nmである。試験を行うために、流体の小試料を試験貯蔵室中に入れ、システムは、一連の荷重、速度、スライド/ロール比および温度ステップにより行った。ボールおよびプレート接触間で発生した摩擦をボールシャフトに設けられたトルク変換器により測定した。新たな試験標本(ボールおよびディスク)を各試験に使用し、イソプロパノール、ヘプタン、およびアセトンからなる三溶媒混合物で超音波浴中で10分間洗浄してから試験を行った。試験中、温度を一定(115℃)に保った。適用した荷重は30Nであり、平均ヘルツ圧力0.94GPaに等しい。スライド速度(μb - μd)対同伴速度(μb + μd)/2の比(ここで、μbおよびμdは、接触に関する、ボールおよびディスクの速度である)として定義されるスライド−ロール比(SRR)は50%だった。この試験に使用した試験条件は次の通りである:
ボール速度 100mm/s
法線力 30N
算出接触圧力 935MPa
SRR 50%
温度 115℃
総接触時間 120分。
摩耗分析を、Optimol SRV−4機器でシリンダーオンディスクモードにおいて荷重200N、ストローク長さ3mm、130℃で行った。硬化済みスティールシリンダーは11×15mm(直径×長さ)だった。試料パンホルダーはスティールディスク(6.9×22mm)に適合するように製造した。試料パンはおおよそ2mlのオイルを保持した。ディスク状試験標本はスティールまたはDLC被覆スティールのいずれかであり;シリンダーはつねにスティール表面だった。2個の試験標本(例えば、シリンダーおよびディスク)を試験室中に組み込み、特定した法線力で一緒に加圧した。頂部試験標本は底部試験標本上を振動する。振動数、ストローク(stroke)、試験荷重、試験温度および試験期間を予備設定し;摩擦力を連続的に測定した。全試験期間で摩擦係数を自動的に算出し、記録した。試験中および/または試験後のいずれかで摩耗を測定し、記録した。
法線力 200N
ストローク 3.0mm
振動数 20Hz
温度 130℃
試験期間 180分
初期最大圧力(Pmax initial) 192MPa。
産業標準試験であるCEC−L−85−99試験方法を使用して圧力示差走査熱量計(pressure differential scanning calorimeter:pDSC)で酸化誘導時間を測定した。この試験の試験条件次の通りである:
パンタイプ TA密封、アルミニウム
試料重量 2.0mg±0.05mg
空気雰囲気 100(±7)psig、690(48)kpa g
流量 静止、流れなし
試料
荷重温度 <40℃
平衡温度 50℃(±2)
平衡時間(50℃で) 5分
温度 ランプ速度 40(±1)℃/分
等温試験
温度V 210℃(±0.5)
試験期間 等温試験温度で最大120分。
実際の部品(クロスヘッド)およびCummins M11エンジンから改造したスライド−ロール条件に基づく摩耗便試験を使用して追加の摩耗分析を行った。光学粗面計を使用してクロスヘッドの摩耗を測定した。この試験に使用した試験条件は次の通りである:
法線力 600N
ストローク 6.2mm
振動数 20Hz
温度 115℃
試験期間 15時間。
比較例1および実施例1の摩擦、摩耗および酸化安定性を下記の表2に示す。
表2は、すす代用物としてのカーボンブラックの存在下でも比較例1の0.95wt%のZDTPの0.76wt%のDAAPの置換が摩擦係数および摩耗容量の双方の減少をもたらすことを示す。
表2は、すす代用物としてのカーボンブラックの存在下でも比較例1の0.95wt%のZDTPの0.76wt%のDAAPの置換が摩擦係数および摩耗容量の双方の減少をもたらすことを示す。
さらに、実施例1の酸化安定性は比較例1の酸化安定性に匹敵する。
出願時の特許請求の範囲の内容を以下に記載する。
[1]
(i)基油および(ii)一般式 P(=O)(R1)(OR2)(OR3)(式中、R1、R2およびR3は同じかまたは異なり、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C22アルキル基から選択される)を有する金属不含ホスホン酸塩化合物を含む潤滑用組成物。
[2]
R1、R2およびR3が、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C12アルキル基である、前記1に記載の潤滑用組成物。
[3]
R1、R2およびR3が、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C8アルキル基である、前記1または2に記載の潤滑用組成物。
[4]
R1、R2およびR3が、各々直鎖アルキル基である、前記1〜3のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[5]
R1、R2およびR3が、各々飽和の直鎖アルキル基である、前記1〜4のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[6]
R2およびR3が同じである、前記1〜5のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[7]
R1、R2およびR3が同じである、前記1〜6のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[8]
潤滑用組成物がさらに金属含有チオホスフェート化合物を含む、前記1〜7のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[9]
潤滑用組成物が、潤滑用組成物の重量を基準に、0.08wt%以下のリンを含む、前記1〜8のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[10]
潤滑用組成物が金属含有チオホスフェート化合物を含まない、前記1〜9のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[11]
基油がフィッシャー・トロプシュ誘導基油を含む、前記1〜10のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[12]
潤滑用組成物が乗用車用モーターオイルである、前記1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[13]
潤滑用組成物が高馬力ジーゼルエンジンオイルである、前記1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[14]
潤滑用組成物がバイク用オイルである、前記1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
[15]
減少した摩耗を付与するための前記1〜14のいずれかに記載の潤滑用組成物の使用。
Claims (15)
- (i)基油および(ii)一般式 P(=O)(R1)(OR2)(OR3)(式中、R1、R2およびR3は同じかまたは異なり、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C22アルキル基から選択される)を有する金属不含ホスホン酸塩化合物を含む潤滑用組成物。
- R1、R2およびR3が、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C12アルキル基である、請求項1に記載の潤滑用組成物。
- R1、R2およびR3が、各々独立して直鎖または分枝した飽和または不飽和のC4−C8アルキル基である、請求項1または2に記載の潤滑用組成物。
- R1、R2およびR3が、各々直鎖アルキル基である、請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- R1、R2およびR3が、各々飽和の直鎖アルキル基である、請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- R2およびR3が同じである、請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- R1、R2およびR3が同じである、請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物がさらに金属含有チオホスフェート化合物を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物が、潤滑用組成物の重量を基準に、0.08wt%以下のリンを含む、請求項1〜8のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物が金属含有チオホスフェート化合物を含まない、請求項1〜9のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 基油がフィッシャー・トロプシュ誘導基油を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物が乗用車用モーターオイルである、請求項1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物が高馬力ジーゼルエンジンオイルである、請求項1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 潤滑用組成物がバイク用オイルである、請求項1〜11のいずれかに記載の潤滑用組成物。
- 減少した摩耗を付与するための請求項1〜14のいずれかに記載の潤滑用組成物の使用。
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