JP2019157131A - 酸性ホスフェートのアミン塩およびヒドロカルビルボレートを含有する潤滑剤 - Google Patents
酸性ホスフェートのアミン塩およびヒドロカルビルボレートを含有する潤滑剤 Download PDFInfo
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Abstract
Description
上述のように本開示は、潤滑油組成物であって、一般に、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて、a)50重量%を超える基油と、b)0.01重量%〜10重量%の、式(I)
i)式(II)の油溶性アミン
ii)式(III)の油溶性アミン
iii)ヒドロカルビル置換スクシンイミド、から選択される、反応生成物と、
c)前記潤滑油組成物の全重量に基づいて、式(IV)
a)50重量%を超える基油と、
b)0.01重量%〜10重量%の式(I)
含窒素化合物との反応生成物であって、前記含窒素化合物は、
i)式(II)
ii)式(III)
R9およびR10は独立して、2〜20個の炭素原子を含有するヒドロカルビレン基から選択され、nは0〜20の整数であり、n>1の場合、各R10は同一でも異なっていてもよく、および各R11は同一でも異なっていてもよい)の油溶性アミン、および
iii)少なくとも一つのアミン基を含む、ヒドロカルビル置換スクシンイミド、から選択される、反応生成物と、
c)式(IV)
本開示によるトランスミッション液組成物、ギアオイルおよびアクスル潤滑剤などの潤滑油の配合に使用するのに適した基油は、適切な潤滑粘度を有する任意の適切な合成油もしくは天然油またはそれらの混合物から選択され得る。天然油としては、動物油および植物油(例えば、ヒマシ油、ラード油)、ならびに液体石油および溶剤処理または酸処理されたパラフィン、ナフテンまたは混合パラフィン−ナフテン型の鉱物系潤滑油などの鉱物系潤滑油が挙げられ得る。石炭または頁岩から誘導された油もまた適切であり得る。基油は、100℃で2〜15cSt、またはさらなる例として2〜10cStの粘度を有することができる。さらに、気液プロセスから誘導された油も適している。
この潤滑組成物は、0.01重量%〜10重量%の含窒素化合物と酸性ホスフェートとの反応生成物を含有する。これらの反応生成物は、少なくとも1種のヒドロカルビルアミンと少なくとも1種のヒドロカルビル酸性ホスフェートの塩であり得る。そのような塩の例は、米国特許第5,354,484号および第5,763,372号に教示されているもののようなリン酸エステルの油溶性アミン塩を含むことができ、それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。リン酸エステルのアミン塩は、リン酸エステルをアミンまたはアンモニアと反応させることによって調製することができる。塩は別々に形成することができ、次いでリン酸エステルの塩を潤滑組成物に添加することができる。
本開示の反応生成物成分(b)を製造するために使用されるヒドロカルビル酸性ホスフェートは、式(I)によって表され、
本開示によれば、1個以上の第一、第二もしくは第三アミノ基を含有する任意の適切なアミンもしくはポリアミン、またはヒドロカルビル置換スクシンイミドを使用して反応生成物(b)を製造することができる。一実施形態では、アミンは式(II)のアミンであってよく、
本開示の油溶性ヒドロカルビルボレート(c)は、式(IV)で表すことができ、
トランスミッション液組成物に添加することができる他の成分は摩擦調整剤である。摩擦調整剤は、低滑り速度で表面(例えば、トルクコンバータクラッチまたはシフトクラッチの部材)間の摩擦を減少または増加させるために、本明細書に記載されるようなトランスミッション液組成物に使用される。典型的には、望ましい結果は、正の勾配を有する摩擦対速度(μ−v)曲線であり、これは順に、「スティックスリップ」挙動(例えば、シャダー、ノイズ、そして激しいシフト)を最小にする滑らかなクラッチ係合をもたらす。
本明細書に記載のトランスミッション液組成物はまた、上記の成分に加えてオートマチックトランスミッション液組成物に使用される種類の従来の添加剤を含んでもよい。そのような添加剤としては、分散剤添加剤、洗浄剤添加剤、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆添加剤、金属不活性化剤、消泡剤、流動点降下剤、空気連行添加剤、シール膨潤剤などが挙げられるが、これらに限定されない。
使用され得る分散剤添加剤は、ヒドロカルビル−ジカルボン酸または無水物とポリアミンとの反応生成物であり得る。ヒドロカルビル−ジカルボン酸またはその無水物のヒドロカルビル部分は、ブテンポリマー、例えばイソブチレンのポリマーから誘導することができる。本明細書に用いるのに好適なポリイソブテンには、少なくとも60%、例えば70%〜90%以上の末端ビニリデン含有量を有するポリイソブチレンまたは高反応性ポリイソブチレンから形成されるものが含まれる。適切なポリイソブテンは、BF3触媒を用いて調製されたものを含み得る。ポリアルケニル置換基の平均数分子量は、上記のようにゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定される、例えば100〜5000、例えば500〜5000の広い範囲にわたって、変化し得る。
本明細書に記載の潤滑組成物に含まれ得る金属清浄剤は、一般的に、長い疎水性尾部を有する極性頭部を含むことができ、そこで極性頭部が酸性有機化合物の金属塩を含む。塩は実質的に化学量論量の金属を含有していてもよく、その場合それらは通常は正塩または中性塩として記載され、0〜150未満の全塩基価またはTBN(ASTM D2896により測定)を有する。酸化物または水酸化物のような過剰の金属化合物を二酸化炭素のような酸性ガスと反応させることによって大量の金属塩基を含ませることができる。得られた過塩基性清浄剤は、無機金属塩基(例えば、水和炭酸塩)のコアを取り囲む中和された清浄剤のミセルを含む。
防錆剤または腐食防止剤もまた、本明細書に記載の潤滑組成物に含まれてもよい。そのような材料には、モノカルボン酸およびポリカルボン酸が含まれる。適切なモノカルボン酸の例は、オクタン酸、デカン酸およびドデカン酸である。適切なポリカルボン酸には、トール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸などのような酸から製造されるような二量体および三量体酸が含まれる。
いくつかの実施形態において、酸化防止剤化合物は、本明細書に記載の潤滑組成物に含まれていてもよい。酸化防止剤としては、とりわけ、フェノール系酸化防止剤、芳香族アミン系酸化防止剤、硫化フェノール系酸化防止剤、および有機亜リン酸エステルが挙げられる。フェノール系酸化防止剤の例には、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、第三ブチル化フェノールの液体混合物、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(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−ter−t−ブチルフェノール)、および混合メチレン架橋ポリアルキルフェノール、および4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)が挙げられる。N、N’−ジ−sec−ブチルアルファフェニレンジアミン、4−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、および環状アルキル化ジフェニルアミン。例としては、立体障害性第三ブチル化フェノール、ビスフェノールおよびケイ皮酸誘導体、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
潤滑剤組成物は任意に1種以上の極圧剤を含有してもよい。油溶性の極圧剤には、硫黄およびクロロ硫黄含有極圧剤、塩素化炭化水素系EP剤およびリン系EP剤が含まれる。そのようなEP剤の例は塩素化ワックス、有機硫化物および多硫化物例えば、硫化ポリイソブチレン、硫化脂肪酸、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、および硫化ディールスアルダー付加物、リン硫化炭化水素例えば、硫化リンとテルペンチンまたはオレイン酸メチルとの反応生成物、亜リン酸エステル(phosphorus ester)例えば、ジヒドロカルビルおよびトリヒドロカルビルホスファイト、例えばジブチルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジシクロヘキシルホスファイト、ペンチルフェニルホスファイト、ジペンチルフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、ジステアリルホスファイトおよびポリプロピレン置換フェニルホスファイト、金属チオカルバメート例えば亜鉛ジオクチルジチオカルバメート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例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を含み、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい極圧剤は硫化ポリイソブチレンおよび硫化脂肪酸である。
本明細書に記載の潤滑組成物は、エラストマー材料の膨潤を引き起こすアルコール、アルキルベンゼン、置換スルホランまたは鉱油などのシール膨潤剤を任意に含有してもよい。アルコール型シール膨潤剤は低揮発性直鎖アルキルアルコールである。適切なアルコールの例には、デシルアルコール、トリデシルアルコールおよびテトラデシルアルコールが含まれる。本明細書に記載の組成物と共に使用するためのシール膨潤剤として有用なアルキルベンゼンの例には、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニル−ベンゼン、ジ(2−エチルヘキシル)ベンゼンなどが含まれる。置換スルホランの例は、米国特許第4,029,588号に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。シール膨潤剤として有用な鉱油は、典型的には、高いナフテン含有量または芳香族含有量を有する低粘度鉱油である。本明細書に記載の潤滑組成物に使用する場合、シール膨潤剤は、潤滑組成物の全重量に基づいて、1〜30重量%、好ましくは2〜20重量%、最も好ましくは5〜15重量%を含むであろう。
いくつかの実施形態では、消泡剤は、本明細書に記載の潤滑組成物での使用に適した他の成分を形成することができる。消泡剤は、シリコーン、ポリアクリレートなどから選択することができる。存在する場合、本明細書に記載の潤滑組成物中の消泡剤の量は、潤滑組成物の全重量に基づいて1.0重量%まで、または0.001重量%〜0.1重量%の範囲であり得る。さらなる例として、消泡剤は0.004重量%〜0.10重量%の好ましい量で存在してもよい。
潤滑剤組成物は任意に1種以上の粘度指数向上剤を含有してもよい。適切な粘度指数向上剤としては、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、エチレン/プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素化スチレン−イソプレンポリマー、スチレン/マレイン酸エステルコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンコポリマー、水素化イソプレンポリマー、α−オレフィン無水マレイン酸コポリマー、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアルキルスチレン、水素化アルケニルアリール共役ジエンコポリマー、またはそれらの混合物が挙げられる。粘度指数向上剤は星型ポリマーを含むことができ、適切な例は米国特許出願公開第2012/0101017(A1)号に記載されている。
潤滑剤組成物は任意に1種以上の流動点降下剤を含有してもよい。適切な流動点降下剤としては、無水マレイン酸−スチレンのエステル、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレートもしくはポリアクリルアミドまたはそれらの混合物が挙げられる。流動点降下剤は、存在する場合、潤滑剤組成物の全重量に基づいて、0.001重量%〜1重量%、または0.01重量%〜0.5重量%、または0.02重量%〜0.04重量%の量で存在してもよい。
A−1:アミルアシッドホスフェートとアミンとの重量比0.64を有する、15.0%のリン含有量を有するアミルアシッドホスフェートとビス−(2−エチルヘキシル)アミンとの反応生成物。
A−2:メチルアシッドホスフェートは分岐第一アミンで塩に処理され、塩に処理された成分は9.5%のリン含有量を有する。
A−3:ジ−ヘキシルおよびモノ−ヘキシルホスフェート混合物は、C12−C14ジアルキルおよびトリアルキルアミで塩に処理され、この塩に処理された成分は、4.8%のリン含有量を有し、ホスフェートとアミンとの重量比が約0.5である。
A−4:オクタデセニルコハク酸無水物とテトラエチレンペンタミン(TEPA)とをモル比2で反応させた後、アミルアシッドホスフェートと反応させて作製されたリン含有量15.0%のアルケニルスクシンイミド反応生成物、表中に別段の記載がない限り、アミルアシッドホスフェートとアルケニルスクシンイミド反応生成物の重量比は0.44である。
B−1:4.7%のBを有するトリブチルボレート。
B−2:7.4%のBを有するトリエチルボレート。
D−1:950MWのPIB基を有するPIBSA−ポリアミン分散剤。
D−2:0.76%のPおよび0.35%のBを有する、950MWのPIB基を有するホスホリレート化およびボレート化PIBSA−ポリアミン分散剤。
以下の各実施例は、グループIVおよびVの基油の混合物を含む。
Claims (37)
- 潤滑油組成物であって、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて、
a)50重量%を超える基油と、
b)0.01重量%〜10重量%の、式(I)
含窒素化合物であって、
i)式(II)
ii)式(III)
R9およびR10は独立して、2〜20個の炭素原子を含有するヒドロカルビレン基から選択され、nは0〜20の整数であり、n>1の場合、各R10は同一でも異なっていてもよく、各R11は同一でも異なっていてもよい)の油溶性アミン、ならびに
iii)ヒドロカルビル置換スクシンイミド、から選択される、含窒素化合物との反応生成物と、
c)式(IV)
- 成分b)により与えられるリンのモル数と、成分c)により与えられるホウ素のモル数とのモル比が1:1〜10:1である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 成分b)により与えられるリンのモル数と、成分c)により与えられるホウ素のモル数とのモル比が、1.3:1〜6:1である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 成分b)により与えられるリンのモル数と、成分c)により与えられるホウ素のモル数とのモル比が、1.4:1〜5.75:1である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- R12、R13およびR14が独立して、直鎖アルキル、分岐鎖、アルキル、およびシクロアルキルから選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記ヒドロカルビル酸性ホスフェートが、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて0.01重量%〜5重量%の量で成分(b)を製造するために使用される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記ヒドロカルビル酸性ホスフェートが、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて0.1重量%〜2重量%の量で成分(b)を製造するために使用される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記ヒドロカルビルボレート(c)が、トリエチルボレートおよびトリブチルボレートから選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記ヒドロカルビル酸性ホスフェートが、アミルアシッドホスフェート、メチルアシッドホスフェート、ヘキシルアシッドホスフェート、および2−エチルヘキシルアシッドホスフェートからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記ヒドロカルビル酸性ホスフェートが、アミルアシッドホスフェート、メチルアシッドホスフェート、およびヘキシルアシッドホスフェートからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が前記式(II)のアミンであり、少なくとも8個の炭素原子を含有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記反応生成物(b)が0.1重量%〜5重量%の量で存在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記反応生成物(b)が0.5重量%〜4重量%の量で存在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記反応生成物(b)が0.75重量%〜3.75重量%の量で存在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 成分b)が、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて50ppm〜1500ppmのリンを与える量で存在する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 成分b)が、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて300〜1500ppmのリンを与える量で存在する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 成分b)が、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて900〜1200ppmのリンを与える量で存在する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 成分c)が、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて5ppm〜400ppmのホウ素を与える量で存在する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 成分c)が、前記潤滑油組成物の全重量に基づいて55ppm〜375ppmのホウ素を与える量で存在する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記成分b)を製造するために、0.2:0.8の前記酸性ホスフェート成分と前記含窒素化合物とのモル比が使用される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記成分b)を製造するために、0.4:0.7の前記酸性ホスフェート成分と前記含窒素化合物とのモル比が使用される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- Rが1〜10個の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、R1が水素および1〜10個の炭素原子を含むヒドロカルビル基から選択される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- Rが1〜6個の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、R1が水素および1〜10個の炭素原子を含むヒドロカルビル基から選択される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- Rが1〜6個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、R1が水素である、請求項1〜21のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、前記式(II)のアミンであり、式中、R2が水素である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、前記式(II)のアミンであり、式中、R2およびR3が水素である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、前記式(III)のアミンであり、n=0であり、R9が2〜20個の炭素原子を含むヒドロカルビレン基である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、前記式(III)のアミンであり、nが2〜5であり、R5〜R8およびR11が水素であり、R9およびR10が2個の炭素原子を含むヒドロカルビレン基である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、成分iii)から選択され、かつモノ−アルケニルスクシンイミド、ビス−アルケニルスクシンイミド、およびポリイソブチレンスクシンイミドからなる群から選択される、請求項1〜24のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記含窒素化合物が、オクタデセニルコハク酸無水物とテトラエチレンペンタミンとを反応させることによって調製されるモノ−アルケニルスクシンイミドである、請求項29に記載の潤滑油組成物。
- 前記基油が、グループIV基油、グループV基油、およびグループIV基油とグループV基油との混合物から選択される、請求項1〜30のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 無灰分散剤をさらに含む、請求項1〜31のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記無灰分散剤がボレート化および/またはホスホリレート化されている、請求項32に記載の潤滑油組成物。
- 清浄剤、腐食防止剤、酸化防止剤、粘度調整剤および摩擦調整剤からなる群から選択される1種以上の成分をさらに含む、請求項1〜33のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記潤滑組成物がトランスミッション液である、請求項1〜34のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 前記潤滑油組成物がギア油である、請求項1〜34のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- トランスミッションにおけるギアスカッフィングを低減させる方法であって、請求項1〜35のいずれか一項に記載の潤滑油組成物を用いて前記トランスミッションを潤滑する工程を含む、方法。
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