JP2020502340A - エーテルベースの潤滑剤組成物、製法および使用 - Google Patents

エーテルベースの潤滑剤組成物、製法および使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、潤滑粘度の基油を含み、基油が式(A)のエーテル基油を含む、内燃機関用潤滑剤組成物を提供する。ここで:RaおよびRbは、脂肪族ヒドロカルビル基であり、同一であっても異なっていてもよく、RaおよびRbの少なくとも1つは、分枝鎖アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルである。潤滑剤組成物は、以下をさらに含む。i) モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のモリブデン化合物。ii) 潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のポリメタクリレート化合物。潤滑剤組成物は、内燃機関の表面を潤滑するために、ならびに内燃機関に関連する自動車などのエンジンおよび/または車両の燃料経済性能および/またはピストン清浄性能および/またはターボチャージャ清浄性能を改善するために使用されてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に使用することを意図した潤滑剤組成物に使用するのに適した特定のエーテルベースを含むベースを含有する潤滑剤組成物に関する。また、潤滑剤組成物およびエーテルベースの方法および使用も提供される。
潤滑組成物は、一般に、例えば、低減された摩擦および摩耗、改善された粘度指数、改善された分散性、洗浄力、ならびに酸化および腐食に対する耐性を含む特性をもたらすために、1つ以上の添加剤と共に潤滑粘度の基油を含む。潤滑基油は、1つ以上の潤滑基油を含んでもよい。
自動車エンジン潤滑剤に使用される潤滑剤ベースストックは、一般に、石油化学供給源から得られ、例えば、それらは、原油の精製の間に単離された高沸点留分として、または石油化学供給源からの供給原料の化学反応の生成物として得られ得る。潤滑剤ベースストックは、フィッシャー―トロプシュワックスから製造することもできる。
潤滑油ベースストックは、表1に示されるように、API規格1509、「エンジンオイルライセンシングおよび証明システム」、第17版、付属書E(2015年10月、Errata March)に従って、群I、II、III、IV、およびVベースストックとして分類することができる。
Figure 2020502340
 群Iベースストックは、典型的には、例えば、溶媒抽出および溶媒脱ロウ、または溶媒抽出および接触脱ロウを含む既知のプロセスによって製造される。第II群および第III群ベースストックは、典型的には、例えば、接触水素化および/または接触水素化分解、ならびに接触水素化異性化を含む既知のプロセスによって製造される。第IV族ベースストックには、例えば、アルファオレフィンの水素化オリゴマーが含まれる。
特性の組み合わせは、それを含む潤滑剤組成物に付与するための基材において望ましい。場合によっては、例えば乗用車エンジン油では、例えば、より薄い油膜の結果として、燃料経済性の改善につながるので、ベースが潤滑剤組成物に低粘度プロファイルを付与することが望ましいことがある。特に、ベースストックは、低い動粘度ならびに良好な低温粘度特性、例えば、ミニロータリー粘度計(MRV)を用いて測定されるような低流動点または低粘度を有することが望ましい。しかし、一般的な傾向は、基油の粘度プロフィールの改善(すなわち、粘度パラメーターの減少)が、望ましくない揮発性の増加を伴うことである。粘度が低いと、過度の摩耗が生じ、その結果、エンジンの表面を潤滑するためのオイル膜が薄くなる結果、エンジン寿命が短くなる。
より厳しい燃費規制に対応するために、ターボチャージャを装備したより小型のエンジンを構築する動きがある。しかし、高温で作動するターボチャージャは、コークス化に関連する堆積物の形成を促進し、とりわけ、スカッフィングに関連するエンジン故障を引き起こす可能性があることが知られている。したがって、潤滑剤組成物は、高温誘起堆積物形成を低減するように、良好な高温安定性性能を示すことも望ましい。
したがって、所与の粘度プロファイルに対して低い揮発性を有するが、内燃機関での使用にも適した潤滑剤組成物が必要とされている。また、高温安定性と共に良好な燃費性能を提供する潤滑剤組成物が必要とされている。
したがって、第1の態様では、本発明は、潤滑粘度の基油を含む内燃機関用潤滑剤組成物を提供し、基油は、式(A)のエーテル基油を含む。
Figure 2020502340
 ここで:
RaおよびRbは、脂肪族ヒドロカルビル基であり、同一であっても異なっていてもよく、RaおよびRbの少なくとも1つは、分枝鎖アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルである。
潤滑剤組成物は、以下をさらに含む。
i) 潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量でモリブデン元素基準で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のモリブデン化合物;または
ii) 潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のポリメタクリレート化合物。
特に好ましい実施形態では、潤滑剤組成物のエーテルベースは、式(A)の化合物、すなわち式(1)の化合物のサブセットから選択される。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R9はHまたはアルキルであり、
Xはアルキレンであるか、または存在せず;
pは0、1、2または3であり;
mおよびnは0、1、2または3であり、mはR4およびR5がHである場合0である。
また、潤滑剤組成物を製造する方法も提供される。
また、潤滑剤組成物を使用して表面を潤滑するための方法、ならびに表面を潤滑するための潤滑剤組成物の使用も提供される。
また、潤滑剤組成物の高温安定性を改善し、エンジンにおけるターボチャージャ堆積物またはピストンスカッフィングを低減または防止し、ならびにエンジンおよび/または内燃機関に関連する自動車などの車両の燃料経済性能および/またはターボチャージャ清浄性能を改善する方法および使用が提供される。
詳細な説明
潤滑粘度の基油を含み、基油が式(A)のエーテル基油を含む、内燃機関用潤滑剤組成物が提供される。
Figure 2020502340
 ここで:
RaおよびRbは、脂肪族ヒドロカルビル基であり、同一であっても異なっていてもよく、RaおよびRbの少なくとも1つは、分枝鎖アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルである。
潤滑剤組成物は、以下をさらに含む。
i) ―モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のモリブデン化合物。
ii) 潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のポリメタクリレート化合物。
本発明の目的のために、本明細書中で使用される以下の用語は、他に示されない限り、以下の意味を有すると理解されるべきである。
本明細書で使用される「脂肪族ヒドロカルビル」という用語は、水素および炭素原子を含む群を指し、ここで、1つ以上の炭素原子は、任意選択で―O―で置換されてもよく、この群は、飽和または不飽和であってもよく、好ましくは飽和であってもよく、1〜40ヒドロカルビル群の例には、2〜28個の炭素原子、例えば3〜26個の炭素原子または4〜24個の炭素原子を含有するヒドロカルビル群が含まれる。1つ以上の炭素原子が―O―で置換される場合、炭素原子の2%〜35%が好ましくは―O―または5%〜25%で置換される。他の例では、脂肪族ヒドロカルビル基は、―O―で置換された1〜3個の炭素原子、例えば―O―で置換された2個の炭素原子を有する。他の例では、炭素原子のいずれも―O―で置換されていない。
脂肪族ヒドロカルビル群の例には、非環式群、非芳香族環式群、および非環式部分および非芳香族環式部分の両方を含む群が含まれる。脂肪族ヒドロカルビル基は、直鎖または分枝鎖であってもよい。脂肪族ヒドロカルビル基は、特定されるような一価基および多価基を含む。一価ヒドロカルビル基の例としては、アルキル、アルケニル、アルキニルおよびカルボシクリル(例えば、シクロアルキルまたはシクロアルケニル)が挙げられる。
本明細書で使用される用語「アルキル」は、1〜40個の炭素原子を含有する一価の直鎖または分枝鎖アルキル部分を指す。アルキル群の例には、1〜30個の炭素原子、例えば2、3または4個の炭素原子〜24、25または26個の炭素原子、例えば1〜20個の炭素原子、1〜14個の炭素原子、2〜26個の炭素原子および3〜24個の炭素原子を含有するアルキル群が含まれる。特定の例には、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29および30個の炭素原子を含有するアルキル基が含まれる。アルキル基の例には、メチル、エチル、n―プロピル、イソプロピル、n―ブチル、sec―ブチル、tertブチル、ペンチル、ヘキシルなどが含まれる。特に断らない限り、「アルキル」という用語は、任意の置換基を含まない。
本明細書で使用される「シクロアルキル」という用語は、3〜40個の炭素原子を含み、少なくとも1個の環を含み、前記環が少なくとも3個の環炭素原子を有する、1価の飽和脂肪族ヒドロカルビル部分を指す。本明細書に記載のシクロアルキル基は、任意に、それに結合したアルキル基を有していてもよい。シクロアルキル群の例には、3〜16個の炭素原子、例えば3〜10個の炭素原子を含有するシクロアルキル群が含まれる。特定の例には、3、4、5または6個の環炭素原子を含むシクロアルキル基が含まれる。シクロアルキル群の例には、単環式、多環式(例えば、二環式)または架橋環系である群が含まれる。シクロアルキル基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが含まれる。
本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、2〜40個の炭素原子を含み、さらに、特定されない限り、EまたはZ配置のいずれかの少なくとも1つの炭素―炭素二重結合を含む、一価の直鎖または分岐鎖アルキル基を指す。アルケニル群の例には、2〜28個の炭素原子、例えば3〜26個の炭素原子、例えば4〜24個の炭素原子を含有するアルケニル群が含まれる。特定の例には、2、3、4、5または6個の炭素原子を含むアルケニル基が含まれる。アルケニル基の例には、エテニル、2―プロペニル、1―ブテニル、2―ブテニル、3―ブテニル、1―ペンテニル、2―ペンテニル、3―ペンテニル、1―ヘキセニル、2―ヘキセニル、3―ヘキセニルなどが含まれる。
用語「アルキレン」は、水素および炭素原子からなり、1〜30個の炭素原子を含有する二価の直鎖または分枝鎖飽和ヒドロカルビル基を指す。アルキレン群の例には、1〜20個の炭素原子、例えば1〜12個の炭素原子、例えば1〜10個の炭素原子を含有するアルキレン群が含まれる。特定の例には、1、2、3、4、5または6個の炭素原子を含有するアルキレン基が含まれる。
用語「アルコキシ」は、本明細書で使用される場合、―O―アルキルを指し、ここで、アルキルは、本明細書で定義されるとおりである。いくつかの例では、アルコキシ基は、1〜40個の炭素原子、例えば1〜28個の炭素原子、または1〜26個の炭素原子、または1〜24個の炭素原子、例えば1〜10個の炭素原子を含有する。特定の例には、1、2、3、4、5または6個の炭素原子を含有するアルコキシ基が含まれる。アルコキシ基の例には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、tert―ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシなどが含まれる。
用語「アルコキシ置換アルキル」および「シクロアルキル置換アルキル」は、アルキル鎖の水素の1つが、本明細書中に記載されるように、それぞれアルコキシまたはシクロアルキル基で置換されている、直鎖または分枝鎖アルキル基を指す。
いくつかの実施形態では、式(A)のRaおよびRbは、独立して、アルキル、アルコキシ置換アルキル、およびシクロアルキル置換アルキルから選択されるが、ただし、RaおよびRbは両方とも、RaおよびRbの少なくとも1つが分岐鎖アルキルである。好ましい態様において、RaおよびRbが両方ともアルキルである場合、RaおよびRbは両方とも分岐鎖アルキルである。
いくつかの実施形態では、式(A)のRaおよびRbは、C2-20アルキルなどのC1-30アルキル、C5-25シクロアルキル置換アルキルなどのC5-30シクロアルキル置換アルキル、またはC2-20アルコキシ置換アルキルなどのC2-30アルコキシ置換アルキルから独立して選択される。
いくつかの実施形態では、式(A)のRaは、Rbよりも多くの炭素原子を含有する。
いくつかの実施形態では、式(A)のRaは、12〜30個の炭素原子、好ましくは12〜26個の炭素原子を含み、および/またはRbは、2〜20個の炭素原子、好ましくは2〜12個の炭素原子を含む。
特に好ましい実施形態では、潤滑剤組成物のエーテルベースは、式(1)の化合物である。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R9はHまたはアルキルであり、
Xはアルキレンであるか、または存在せず、
pは0、1、2または3であり、
mおよびnは0、1、2または3であり、mはR4およびR5がHである場合0である。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。
いくつかの実施形態では、R3、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R5はHである。
いくつかの実施態様において、R6は、C1-20アルキルまたは
Figure 2020502340
 例えばC1-16アルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、mおよびnは、0、1または2、例えば0または1である。
R1およびR2は、アルキルとして、またはそれらが結合している炭素原子と一緒に、シクロアルキルとして記載されている。R1およびR2が両方ともアルキル基である場合、それらは互いに同じであっても異なっていてもよいことが理解されるであろう。同様の考察が、置換基の群の一部として定義される他の置換基に適用される。したがって、考察は、例えば、R3、R4およびR5、R7およびR8、ならびにmおよびnによって取られる値に適用される。例えば、R3、R4およびR5がHまたはアルキルであると記載される場合、R3、R4およびR5の各々はHであり得、R3、R4およびR5の各々はアルキルであり得、またはR3、R4およびR5のサブセットはHであり得、R3、R4およびR5の別のサブセットはアルキルであり得ることが理解される。R3、R4およびR5、またはそれらのasubsetがアルキルである場合、R3、R4およびR5のそれぞれは、同じアルキル基であってもよく、またはそれらは異なるアルキル基であってもよい。対照的に、R1(または任意の他の表記法)が、式中のいくつかの位置で使用される場合、R1は、これらの位置のそれぞれにおける同じ基の存在を示すために使用される。
本明細書中に開示される実施形態の各々において、潤滑剤組成物のエーテル化合物は、約20〜約50の炭素原子の総数を含み得る。例えば、エーテル化合物中の炭素の総数は、約25〜約45、例えば、約28〜約40または約28〜約36であり得る。
先に示したように、本明細書で言及されるアルキル群およびアルキレン群、すなわちRa、Rb、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびXによって表され得るアルキル群およびアルキレン群は、直鎖アルキル群またはアルキレン群であってもよいが、分岐していてもよい。いくつかの実施形態では、各アルキル群および各アルキレン群は、単一の分岐点を含むか、または直鎖アルキルもしくはアルキレン群である。例えば、RaおよびRbが両方ともアルキル基である場合、これらのアルキル基の少なくとも1つは分岐しており、好ましくは両方である。いくつかの実施形態では、例えば、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびX群に関して、アルキル群およびアルキレン群は、直鎖アルキルまたはアルキレン群である。アルキル分枝(存在する場合)の他に、アルキル基およびアルキレン基は、他に示されない限り、置換されておらず、したがって、炭素または水素以外の原子を含まなくてもよいことが理解されるであろう。
本明細書に記載のエーテル化合物は、潤滑剤組成物の高温安定性を改善するため、エンジンのピストンシステムにおけるスカッフィングを低減または防止するため、またはエンジンのターボチャージャまたは他の高温表面、例えばピストンアンダークラウンにおける堆積物を低減または防止するために使用することができる。本発明の潤滑剤組成物中の、本明細書で定義されるモリブデン化合物またはポリメタクリレート化合物、ならびにフェネートおよび/または中性スルホネート洗浄剤の存在はまた、エーテル系潤滑剤組成物中の高温安定性を増強し、および/または本明細書で定義されるエーテル系組成物中の高温安定性に関して、従来の非エーテル系潤滑剤組成物と比較してより良好に許容されることが見出された。
したがって、本発明の潤滑剤組成物はまた、エンジンのピストンにおけるスカッフィングを低減または防止するために、またはエンジンのターボチャージャまたは他の高温表面における堆積物を低減または防止するために使用されてもよい。また、内燃機関に関連する自動車のようなエンジン及び/又は車両の燃料経済性能及び/又はピストン清浄性能及び/又はターボチャージャ清浄性能を改善するための本発明の潤滑剤組成物の使用が提供される。
したがって、i)エンジンのピストンにおけるスカッフィングおよび/またはii)エンジンのターボチャージャにおける堆積物を低減または防止する方法であって、本明細書に記載の潤滑剤組成物をエンジンに提供するステップを含む方法も提供される。エンジンおよび/または車両に本明細書に記載の潤滑剤組成物を提供するステップを含む、内燃機関に関連する自動車などのエンジンおよび/または車両の燃料経済性能および/またはピストン清浄性能および/またはターボチャージャ清浄性能を改善する方法も提供される。
式(A)および/または式(1)の化合物は、40℃で約25 cSt未満、例えば約20 cSt未満、または約17 cSt未満の動粘度を有し得る。化合物は、100℃で約7 cSt未満、例えば約5 cSt未満、または約4 cSt未満の動粘度を有することができる。化合物は、約100を超える、例えば約110を超える、または約120を超える粘度指数を有してもよい。40℃での動粘度および100℃での動粘度は、ASTM D7279に従って測定することができる。粘度指数は、ASTM D2270に従って測定することができる。
化合物は、約26重量%未満、例えば、約20重量%未満、約16重量%未満、または約12重量%未満のNoack揮発性を有し得る。Noack揮発度は、CEC-L-40-A-93に従って測定することができる。
化合物は、150℃での粘性および1.7 cP以下、例えば1.5 cP以下の106 s-1のせん断速度を有し得る。この高温高剪断粘度は、CEC―L―36―A―90に従って測定することができる。
本明細書に記載のエーテル化合物は、―10℃未満、例えば約―25℃未満、または約―35℃未満の流動点を有することができる。流動点は、ASTM D5950に従って測定することができる。
エーテル化合物は、―35℃で約1800 cP未満、例えばASTM D5293に従って測定して約1500 cP未満、または約1200 cP未満のコールドクランクケースシミュレータ粘度を有することができる。
エーテル化合物は、例えばASTM E2009(方法B)に従って測定した場合、約165℃を超える、例えば約175℃を超える、または約185℃を超える示差酸化開始温度を有してもよい。
特定の実施形態では、式(A)または式(1)のエーテル化合物は、100℃で約3〜約4 cStの動粘度、および約20重量%未満、例えば約16重量%未満、または約12重量%未満のNoack揮発度、または100℃で約2〜約3 cStの動粘度、および約40重量%未満、例えば約30重量%未満のNoack揮発度を有してもよい。
式(A)または式(1)のエーテル化合物は、潤滑剤組成物にブレンドするのに特に適している。特に、化合物は、炭化水素ベースストックを含む従来のベースストック、ならびに従来の潤滑剤添加剤と混和性である。さらに、化合物は、潤滑剤組成物のエラストマー適合性要件を満たしながら、潤滑剤組成物中に比較的多量(例えば、約10重量%超、例えば、約20重量%超または約30重量%超)で使用することができる。
式(A)および式(1)の化合物は、広範囲の市販の供給原料から調製することができる。
いくつかの実施形態では、化合物は、生物由来原料から調製される。例えば、化合物は、約50重量%を超える、例えば約70重量%を超える、または約80重量%を超えるバイオベース炭素を含有してもよい。化合物のバイオベースの炭素含有量は、ASTM D6866に従って測定することができる。
ゲルべ誘導ベースストック
好ましい実施形態において、式(1)の化合物は、β―アルキル化アルコールから誘導される。これらの実施形態では、化合物は、式(2)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R3およびR5はHまたはアルキルであり、
R4はアルキルであり、
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R9はHまたはアルキルである。
Xは、アルキレンであるか、または存在せず;そして
pは、0、1、2または3であり;そして
nは、0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態において、R3およびR5は、HまたはC1-15アルキル(例えば、HまたはC2-12アルキル)である。好ましくは、R3およびR5はHである。
いくつかの実施形態では、R4は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施態様において、R6は、C1-15アルキルまたは
Figure 2020502340
 例えばC1-12アルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、nは、0、1または2、例えば0または1である。
化合物がβ―アルキル化アルコールから誘導される場合、それは、好ましくは、少なくとも部分的に、Guerbetアルコールから誘導される。Guerbetアルコールから少なくとも部分的に誘導される化合物は、式(3)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1はアルキルであり、
R3およびR5はHまたはアルキルであり、
R4はアルキルであり、
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルである。
R9はHまたはアルキルである。
X は、アルキレンであるか、または存在せず;そして
pは、0、1、2または3であり;そして
nは、0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1は、C2-10アルキルなどのC1-12アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3は、HまたはC1-12アルキル、例えばHまたはC2-10アルキルである。好ましくは、R3はHである。
いくつかの実施形態では、R4は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R5はHである。
いくつかの実施態様において、R6は、C1-15アルキルまたは
Figure 2020502340
 例えばC1-12アルキルまたは
Figure 2020502340
 である。好ましくは、R6はC1-15アルキル、例えばC1-12アルキルである。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、nは、0、1または2、例えば0または1である。
式(3)の化合物の1つの部分は、ゲルベ・アルコール(すなわち、R1およびR3を含有する部分)から誘導され得る構造を有し、他の部分は、ゲルベ・アルコール(すなわち、R4、R5およびR6を含有する部分)から誘導される必要はない。しかし、好ましい実施形態では、化合物は、2つのGuerbetアルコールの組合せから誘導することができる。このようにして調製された化合物は、式(4)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR4はアルキルであり、
R3およびR5はHまたはアルキルである。
いくつかの実施形態では、R1およびR4は、C2-10アルキルなどのC1-12アルキルである。
いくつかの実施形態において、R3およびR5は、HまたはC1-12アルキル(例えば、HまたはC2-10アルキル)である。好ましくは、R3およびR5はHである。
特定の実施形態では:
R1は、C6-10アルキルなどのC4-12アルキルであり、
R3はHであり、
R4はC2-8アルキルのようなC1-10アルキルであり、
R5はHである。
2つの異なるGuerbetアルコールを組み合わせて式(4)の化合物を形成することができ、この場合、R1およびR4は異なり得る。あるいは、R3とR5は異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、R1およびR4は異なり、R3およびR5も異なる。
しかし、いくつかの実施形態では、化合物は、同じゲルベアルコールが組み合わされる反応から誘導されてもよい。このようにして調製された化合物は、式(5)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1はアルキルであり、
R3はHまたはアルキルである。
いくつかの実施形態では、R1は、C2-9アルキルなどのC1-10アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3は、HまたはC1-9アルキル、例えばHまたはC2-8アルキルである。好ましくは、R3はHである。
特定の実施形態では:
R1はC4-8アルキルのようなC3-10アルキルであり、
R3はHである。
Guerbetアルコールから誘導される化合物には、表2に示すように、化合物GE1〜GE3、GE5、GE7〜GE9、SE1、SE2およびTE1が含まれる。
Guerbetアルコールは、例えば、Guerbet反応において第一級アルコールを二量体化してβ―アルキル化アルコール生成物を形成することによって調製することができる。
Figure 2020502340
 ここで、R1およびR3は、前に定義した通りであり、
および/または:
Figure 2020502340
 ここで、R4およびR5は、前に定義した通りである。
ゲルベ反応は、当業者に周知である。反応は、典型的には、触媒の存在下、高温で行われる。
化合物は、例えば、以下の反応に従って、Guerbetアルコールから調製することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
Yは脱離基であり、
R1、R3、R4、R5、R6およびnは、式(3)の化合物について先に定義したとおりである。
2つのGuerbetアルコールが化合物を形成するために組み合わされる場合、Guerbetアルコールの1つは、脱離基Yを含むように最初に修飾されてもよく、次いで、化合物が調製される。
Figure 2020502340
 次に、
Figure 2020502340
 または:
Figure 2020502340
 次に、
Figure 2020502340
 ここで:
Yは脱離基であり、
R1、R3、R4およびR5は、式(4)の化合物について先に定義した通りである。
同じゲルベアルコールが化合物を形成するために組み合わされる場合、それらは、例えば、以下の反応に従って組み合わされてもよい。
Figure 2020502340
 次に、
Figure 2020502340
 ここで:
Yは脱離基であり、R1およびR3は、式(5)の化合物について先に定義したとおりである。
Guerbetアルコールが脱離基Yを含有するようにGuerbetアルコールを修飾する方法および反応条件は、当業者に知られている。例えば、メシレート群は、Guerbetアルコールをトリエチルアミンの存在下で塩化メシルと反応させることによって導入することができる。臭化物基は、GuerbetアルコールをN―ブロモスクシンイミドおよびトリフェニルホスフィンと反応させることによって導入することができる。
エーテル化反応を実施するための方法および反応条件は、当業者に知られている。塩基(例えば、水酸化カリウムまたはカリウムtert―ブトキシド)、触媒(例えば、Starks'触媒:N―メチル―N,N,N―トリオクチロクタン―1―塩化アンモニウム)またはその両方を、上記化合物形成反応、すなわちエーテル化反応において使用することができる。
上述の化合物形成反応において、Yは、ハロゲン(例えば、臭素、塩素またはヨウ素)またはスルホネートエステル(例えば、メシレートまたはトシレート)などの任意の適切な脱離基であってもよい。
第二級および第三級エーテルベース
いくつかの好ましい実施形態において、式(1)の化合物は、第二級または第三級エーテル化合物である。これらの実施形態では、化合物は、式(6)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素と一緒になって、シクロアルキルである。
R3、R4およびR5はHまたはアルキルである。
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルである。
R9はHまたはアルキルである。
X は、アルキレンであるか、または存在せず;そして
pは、0、1、2または3であり;そして
nは、0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R5はHである。
いくつかの実施態様において、R6は、C1-20アルキルまたは
Figure 2020502340
 例えばC1-16アルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、nは、0、1または2、例えば0または1である。
第二級および第三級エーテル化合物は、式(7)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素と一緒になって、シクロアルキルであり、
R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、
R6はアルキルである。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはC2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっているか、またはC5-25シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっている。
いくつかの実施形態では、R3、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R5はHである。
いくつかの実施形態では、R6は、C1-16アルキルなどのC1-20アルキルである。
化合物は、式(8)の第二級エーテル化合物であってもよい。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素と一緒になって、シクロアルキルである。
R4およびR5はHまたはアルキルであり、R6はアルキルである。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
他の実施形態では、第二級エーテルは、環状化合物から得ることができる。この場合、R1およびR2は、それらが結合している炭素と共に、C5-30シクロアルキルまたはC5-25シクロアルキルなどのシクロアルキル基を形成する。シクロアルキル基は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、またはシクロヘプチル基を含んでいてもよく、シクロヘプチル基は、C1-12アルキルまたはC1-8アルキルなどの1つ以上のアルキル基が結合していてもよい。
いくつかの実施形態において、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル(例えば、HまたはC2-12アルキル)である。好ましくは、R5はHである。
いくつかの実施形態では、R6は、C1-16アルキルなどのC1-20アルキルである。
特定の実施形態では:
R1およびR2は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
R4およびR5はHであり、R6はC4-20アルキル、例えばC6-15アルキルである。
他の特定の実施形態では、以下の通りである。
R1およびR2は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
R4は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
R5はHであり、
R6はC5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
化合物は、式(9)の第三級エーテル化合物であってもよい。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素と一緒になって、シクロアルキルである。
R3はアルキルである。
R4およびR5はHまたはアルキルであり、
R6はアルキルである。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはC2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっているか、またはC5-25シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっている。好ましくは、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3は、C1-10アルキルなどのC1-12アルキルである。
いくつかの実施形態において、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル(例えば、HまたはC2-12アルキル)である。
いくつかの実施形態では、R6は、C1-16アルキルなどのC1-20アルキルである。
特定の実施形態では:
R1およびR2は、C4-10アルキルなどのC2-12アルキルである。
R3は、C1-8アルキルなどのC1-10アルキルである。
R4およびR5はHであり、R6はC4-20アルキル、例えばC6-15アルキルである。
他の特定の実施形態では、以下の通りである。
R1、R2およびR3は、C4-10アルキルなどのC2-12アルキルである。
R3は、C1-8アルキルなどのC1-10アルキルである。
R4は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
R5はHであり、R6はC5-10アルキルなどのC3-12アルキルである。
第二級および第三級エーテル化合物の例には、表2に示すように、SE1、SE2およびTE1が含まれる。
第二級および第三級エーテル化合物は、以下の反応に従って調製することができる。
Figure 2020502340
 または:
Figure 2020502340
 ここで:
Yは脱離基であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6およびnは、式(6)の化合物について先に定義したとおりである。
同様に:
Figure 2020502340
 または:
Figure 2020502340
 ここで:
Yは脱離基であり、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、式(7)の化合物について先に定義したとおりである。
当業者は、これらのエーテル化反応を実施するための方法および反応条件を知っているであろう。例えば、反応は、硫酸マグネシウム、硫酸およびジクロロメタンの存在下で実施することができる。
エーテル化反応に使用するための第二および第三アルコール出発物質は、一般に市販されているか、または市販のケトンから入手することができる。
Figure 2020502340
 これらの基は、脱離基Yをアルコール出発物質に導入することによって調製することができる。脱離基をアルコールに導入するための方法および反応条件は、当業者に公知である。
上記の第二および第三エーテル化合物形成反応において、Yは、ハロゲン(例えば、臭素、塩素またはヨウ素)またはスルホネートエステル(例えば、メシレートまたはトシレート)などの任意の適切な脱離基であってもよい。
Guerbetアルコールに由来する第二級または第三級エーテル
いくつかの実施形態では、化合物は、一方の側が第二級または第三級アルコールから誘導され、他方の側がGuerbetアルコールから誘導されるエーテルを含んでもよい。これらの実施形態では、化合物は、式(10)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR4はアルキルであり、
R3およびR5はHまたはアルキルであり、
R6はアルキルまたは
Figure 2020502340
 である。
ここで:
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルである。
R9はHまたはアルキルである。
X はアルキレンであるか、または存在せず、
pは0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1は、C2-10アルキルなどのC1-12アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3は、HまたはC1-12アルキル、例えばHまたはC2-10アルキルである。好ましくは、R3はHである。
いくつかの実施形態では、R4は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R5はHである。
Figure 2020502340
 いくつかの実施態様において、R6は、C1-15アルキルまたはC1-12アルキルまたはそのようなものである。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
Guerbet―アルコールから誘導される第二級および第三級エーテル化合物の例には、表2に示す化合物SE1、SE2およびTE1が含まれる。
ジエーテルベースストック
一般に、式(1)の化合物はモノエーテルであることが好ましい。しかし、いくつかの実施形態では、化合物はジエーテル化合物である。このような化合物は、式(11)を有することができる。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルである。
R3、R4およびR5はHまたはアルキルである。
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルである。
R9はHまたはアルキルである。
X はアルキレンであるか、または存在せず、
pは0、1、2または3であり;
mおよびnは0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはC2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっているか、またはC5-25シクロアルキルが結合している炭素と一緒になっている。好ましくは、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R3およびR5はHである。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、mおよびnは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、ジエーテル化合物は、少なくとも1つがβ―アルキル化アルコールに由来する、2つのエーテル基を含有してもよい。そのような実施形態では、化合物は、式(12)を有してもよい。
Figure 2020502340
 ここで:
R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、
R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
R9はHまたはアルキルであり、
X はアルキレンであるか、または存在せず、
pは0、1、2または3であり、
nは0、1、2または3である。
いくつかの実施形態では、R1およびR2は、C1-15アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R1およびR2は、C2-12アルキルなどのC1-15アルキルである。
いくつかの実施形態では、R3、R4およびR5は、HまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R3およびR5はHであり、好ましくは、R4はC1-15アルキル、例えばC2-12アルキルである。
いくつかの実施形態では、R7およびR8は、H、C1-20アルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、H、C2-12アルキルなどのC5-30シクロアルキル、またはそれらが結合する炭素原子とともに、C5-25シクロアルキルである。好ましくは、R7およびR8は、C2-12アルキルなどのC1-20アルキルである。
いくつかの実施形態では、R9は、HまたはC1-20アルキル、例えばHまたはC2-12アルキルである。好ましくは、R9はHである。
いくつかの実施形態では、XはC1-20アルキレン、例えばC3-15アルキレンである。
いくつかの実施形態では、pは、0、1または2、例えば0または1である。
いくつかの実施形態では、nは、0、1または2、例えば0または1である。
Guerbet由来ベースストックGE1GE9、二次エーテルベースストックSE1およびSE2、ならびに式(1)の三次エーテルベースストックTE1の例は、好ましくは本出願に関連して使用され得るが、表2に示される。
Figure 2020502340
Figure 2020502340
 基油および潤滑剤組成物
式(A)のエーテル化合物または式(1)のそのサブセットは、本発明による基油の一部として使用される。
ベースは、化合物の有益な特性をベースに付与するのに十分な量の式(A)の化合物、または式(1)のそのサブセットの化合物を含有してもよい。
いくつかの実施形態では、基油は、約5重量%超、例えば約25重量%超、約40重量%超、または50重量%超の式(A)のエーテル化合物、または式(1)のそのサブセットを含む。基油は、約100%まで、例えば約90%までの式(A)の化合物、または式(1)のそのサブセットを含み得る。基油中の式(A)の化合物、または式(1)のそのサブセットは、式(A)の単一の化合物または化合物の組み合わせ、または式(1)のそのサブセットから構成されてもよい。
ベースの残りは、式(A)および式(1)の化合物ではないベースで構成することができる。ベースに使用するのに適した式(A)および式(1)以外のベースには、非水性ベース、例えば、群I、群II、群III、群IVおよび群Vベースが含まれる。ベースの残りは、単一のベースまたは式(A)および式(1)のもの以外のベースの組み合わせを含み得る。
基油は、本発明による潤滑剤組成物の一部として使用される。
潤滑剤組成物は、式(A)の化合物または式(1)のそのサブセットの化合物の有益な特性を潤滑組成物に付与するのに十分な量の基油を含有することができる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、約50重量%を超える、例えば約65重量%を超える、または約80重量%を超える基油を含む。基油は、単一の基油、または式(A)の化合物を含む基油の組み合わせ、または式(1)のそのサブセットから構成されてもよい。
本発明の特定の利点は、式(A)のエーテル化合物または式(1)のそのサブセットの存在によって潤滑剤組成物に与えられる高温安定性に関する。少なくとも1種のモリブデン化合物または少なくとも1種のポリメタクリレート化合物の存在は、高温安定性の観点から、従来の非エーテル組成物と比較して、本発明のエーテル系組成物においてより良好に許容される。したがって、少なくとも1つのモリブデン化合物または少なくとも1つのポリメタクリレート化合物は、本明細書で定義される潤滑剤組成物における高い安定性を高めるために、または潤滑剤組成物の高い安定性に影響を与えることなく組成物に望ましい特性を提供するために使用することができる。例えば、モリブデン化合物は、エンジン摩擦を低下させ、燃料経済性を促進するための摩擦調整剤として機能するために、油配合物の当業者に周知である。しかし、従来の非エーテル組成物中のモリブデンのレベルが高すぎると、過度の摩耗をもたらし、エンジン寿命を短くし得る堆積物の一因となり得る。同様に、ポリメタクリレートは、粘度指数向上剤および流動点降下剤として使用することが知られているが、特定の量を超えて使用すると、エンジン、例えばターボチャージャの高温表面に望ましくない堆積物が形成されることがある。本発明は、潤滑剤組成物の高い安定性を従来の非エーテル系組成物と同程度に低下させることなく、モリブデンまたはポリメタクリレート化合物の利点を利用することを可能にし、モリブデンまたはポリメタクリレート化合物の存在は、場合によっては高い安定性を高めることが見出されている。
高温安定性の欠如に関連する特定の問題は、エンジンスカッフィング、特にピストンスカッフィング及びエンジンの高温領域、特にターボチャージャにおける堆積物である。ASTM用語規格G40は、スカッフィング(scuffing)を、運動の方向に関連する特徴を有する、肉眼で観察可能なテクスチャの変化によって特徴付けられる、不十分に潤滑化された摩擦システムにおいて生じる摩耗の形成として定義する。エンジンスカッフィングは、エンジンの高温領域における堆積物の存在と本質的に関連しており、したがって、スカッフィングは、エンジンを潤滑するために使用される潤滑油の選択によって影響を受ける可能性がある。ここで、ピストンスカッフィング又はピストンシステムスカッフィングについて言及する場合、これは、ピストンリング、スカート又はシリンダライナ上のスカッフィングを指すことが理解されるであろう。
エンジンオイルがエンジンスカッフィングを引き起こす可能性があるか否かは、標準的な方法であるJPI―5S―55―99に対応するコマツホットチューブ試験(KHT)によって決定することができる。KHT試験は、潤滑剤の高温安定性を評価し、Ohkawa, S., Seto, K., Nakashima, T., and Takase, K., "Hot Tube Test"-Analysis of Lubricant Effect on Diesel Engine Scuffing", SAE TechnicKHT試験では、候補油の液滴を、加熱された細いガラス毛細管内で空気によって押し上げ、潤滑剤の薄膜酸化安定性を、ガラス管上のラッカー形成の程度によって測定し、得られた管の色を0〜10のスケールで評価する。
KHT試験の結果は、上記の論文に記載されているように、エンジンスカッフィングに関連し得る堆積物メリット等級に対応する。堆積物のメリット等級0は、重い堆積物の形成を意味し、一方、堆積物のメリット等級10は、試験の終わりにきれいなガラス管を意味する。管内のラッカー形成のレベルは、オイルの高温安定性と、使用中にエンジンの高温領域に堆積物を形成し、それによってスカッフィングを引き起こす傾向とを反映する。KHT試験に合格したエンジンオイルは、堆積物の結果としてのスカッフィングから重負荷用途においてスカッフィングエンジン故障を引き起こす傾向がより低い。
KHT試験はまた、JASOエンジンオイル仕様(DH―1―05、DH―2―08、DH―1―08、文献JASO M 355:2008で入手可能)のためのターボチャージャに関連する表面を含む「高温表面堆積物制御」を評価する。Ernst GreuterおよびStefan Zimaによる「エンジン故障解析:内燃エンジン故障およびそれらの原因」、SAE International、2012年発行、493ページ、ISBN 978―0―7860―0885―2も、高温表面堆積物形成の結果としてのターボチャージャ上の炭素堆積物形成を記載し、高温表面堆積物とKHT試験の下にあるエンジンスカッフィングとの間の接続を支持する。
標準的な方法ASTM D6335に対応する熱酸化エンジンオイルシミュレーション試験(TEOST)33Cは、現代の高性能エンジンのターボチャージャにおけるエンジンオイルの酸化および炭素質堆積物形成特性をシミュレートするベンチ試験である。TEOST 33C試験は、堆積物の物理的測定値を生成し、ターボチャージャにおける堆積物形成に対するオイルの感受性を特に決定するための別の試験を表す。高温液体プロセスシミュレータ(HLPS)試験はまた、高温表面上でオイルを走行させることによってエンジン内に堆積物を生成するオイルの傾向を特徴付けるための手段として使用されてもよい。
本発明による潤滑剤組成物は、TEOST 33Cに悪影響を及ぼすことなく、KHTおよびHLPS試験において、対応する従来の非エーテル系組成物よりも優れていることが見出されており、これは、本発明のエーテル組成物が、エーテル系ストックの非存在下でのみ異なる従来の潤滑剤組成物よりも高い高温安定性を有することを示している。さらに、本発明による少なくとも1種のモリブデン化合物または少なくとも1種のポリメタクリレート化合物の存在は、対応する従来の非エーテル系組成物よりも本発明のエーテル組成物において良好に許容される。
本発明による潤滑剤組成物は、存在する場合、モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量で、少なくとも1種のモリブデン化合物を含む。あるいは、本発明による潤滑剤組成物は、存在する場合、少なくとも1種のポリメタクリレート化合物を潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で含む。
好ましい実施形態では、潤滑剤組成物が潤滑剤添加剤として少なくとも1つのモリブデン化合物を含む場合、少なくとも1つのモリブデン化合物は、モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の0.06重量%〜0.25重量%、0.075重量%〜0.175重量%、または0.075重量%〜0.125重量%の量で存在する。本発明の潤滑剤組成物中に存在するモリブデン元素の量は、例えば、方法ASTM D5185に従って測定することができる。
好ましい実施形態では、潤滑剤組成物が潤滑剤添加剤として少なくとも1つのポリメタクリレート化合物を含む場合、少なくとも1つのポリメタクリレート化合物は、潤滑剤組成物の0.25〜7重量%、1〜6重量%、2〜4重量%の量で存在する。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、少なくとも1つのモリブデン化合物を含む。内燃機関に使用することを意図した潤滑剤組成物の添加剤として使用するのに適した任意のモリブデン化合物を使用することができる。理解されるように、本明細書で使用される用語「モリブデン化合物」は、油溶解性または油分散性を有するモリブデン含有化合物または錯体を指す。本発明の潤滑剤組成物に使用するモリブデン化合物には、有機モリブデン化合物、モリブデンジアルキルジチオカルバメート、モリブデンジアルキルチオホスフェート、二硫化モリブデン、三モリブデンクラスタージアルキルジチオカルバメート、非硫黄モリブデン化合物などが含まれる。好適なモリブデン含有化合物は、例えばEP 1533362 Al、例えば段落[0101]〜[0117]に記載されている。これらの種類の特定のモリブデン化合物は、潤滑剤組成物において摩擦改質剤特性を有することが周知である。
本発明で使用するのに特に好ましいモリブデン化合物は、モリブデン―硫黄化合物、特に、例えば、EP 1 040 115およびWO 99/31113に記載されているような三核モリブデン―硫黄クラスター化合物である。さらに、三核モリブデン―硫黄化合物の例は、WO98/26030、WO99/31113、WO99/66013、EP 1 138 752およびEP 1 138 686にも開示されている。当業者が認識するように、このような化合物は、完全に形成された基油に添加されてもよく、またはこのような化合物は、硫黄含有化合物または錯体(例えば、ZDDP)の存在の結果として、例えば、リガンド交換によって、インサイチュで形成されてもよい。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、ポリメタクリレート化合物を含む。本明細書で使用される用語「ポリメタクリレート化合物」は、様々な鎖長のポリ(メチルアクリレート)ホモポリマー、ならびに様々な鎖長のアルキルメタクリレートのホモポリマーおよびコポリマーを指す。このような化合物は、場合によっては、それらの粘度指数向上剤および/または流動点降下特性について知られている。少なくとも1つのポリメタクリレート化合物の適切な数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーまたは光散乱法によって測定して、約15,000〜約1,000,000、例えば約20,000〜約600,000である。当業者が理解するように、ポリメタクリレート化合物は、固体の形成で、またはポリメタクリレートを適切な溶媒に溶解した溶液として、潤滑剤組成物の調製において基油組成物に添加され得る。本明細書において、潤滑剤組成物に含まれる少なくとも1種のポリメタクリレート化合物の量への言及は、希釈することなく、それ自体使用されるポリメタクリレート化合物の重量を指すと理解されるべきである。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのポリメタクリレート化合物は、櫛型ポリマーであってもよい。当業者が知っているように、櫛型ポリマーは、鎖に沿って多数の分枝を有する直鎖主鎖(バックボーン)を有するポリマーを指す。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのポリメタクリレート化合物は、官能化されてもよい。当業者が知っているように、この文脈における「官能化された」とは、ポリマーに分散性を付与する目的のために、または流動点降下剤の特性を付与するために、修飾された側鎖を有するポリメタクリレート化合物をいう。例えば、好ましい官能化ポリメタクリレート化合物は、アミン官能性(例えば、N,N―ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド単位)を含む。
熱液体プロセスシミュレータ(HLPS)試験は、特定の洗剤、特にフェネートおよび中性スルホネート洗剤もまた、従来の非エーテル系組成物で観察される増強よりもはるかに高い程度までエーテル組成物の高温安定性を増強できることを示した。したがって、さらなる態様では、本発明はまた、潤滑粘度の基油を含む内燃機関用潤滑剤組成物を提供し、基油は、式(A)のエーテル基油を含む。
Figure 2020502340
 ここで:
RaおよびRbは、脂肪族ヒドロカルビル基であり、同一であっても異なっていてもよく、RaおよびRbの少なくとも1つは、分枝鎖アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルである。
潤滑剤組成物は、以下をさらに含む。
a) 少なくとも1種のフェネート洗剤および/または
b) 少なくとも1種の中性スルホネート洗剤。
当業者が理解するように、本発明の第1の態様による潤滑剤組成物の成分に関する好ましい実施形態は、本発明のこのさらなる態様による潤滑剤組成物に等しく適用される。
金属および非金属のフェネートおよび中性スルホネート界面活性剤を、本発明のこの態様に従って使用することができる。
中性および過塩基性金属フェネート洗剤は、潤滑剤添加剤(金属フェネートを調製するためにフェノールと反応するのに必要な化学量論量より多い量の金属を含有する過塩基性化合物)としてのそれらの使用について周知である。金属フェネートとしては、アルカリまたはアルカリ土類金属フェネートが挙げられ、好ましくは、金属は、バリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、およびマグネシウムから選択され、最も好ましくは、カルシウムおよびマグネシウムである。フェネート界面活性剤の調製に使用されるフェノールには、パラ置換フェノールなどのヒドロカルビル置換フェノール、2つ以上のヒドロキシル基を有するフェノール、縮合芳香環を有するフェノールおよび/またはアルキレン架橋ビフェノールが含まれ、これらのいずれも硫化されていてもよい(例えば、モノおよびジスルフィド架橋ビフェノール)。本発明で使用するのに適したフェネート洗剤には、例えば、米国特許第4,221,673号、米国特許第4,104,180号および米国特許第4,973,411号公報に記載されているものが含まれる。
フェネート洗剤は、ASTM D2896に従って測定して、0.1〜400mg KOH/g、または50〜200mg KOH/g、例えば150mg KOH/gの塩基価(BN)を有することができる。好ましい実施形態では、ASTM D2896に従って測定して、150〜400mg KOH/g、好ましくは200〜300mg KOH/g、例えば240〜260mg KOH/gの塩基価(BN)を有する過塩基性フェネート洗剤が使用される。
中性金属スルホン酸塩洗浄剤は、潤滑剤添加剤としてのそれらの使用について周知であり、アルカリまたはアルカリ土類金属スルホン酸塩を含み、好ましくは、金属は、バリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、およびマグネシウムから選択され、最も好ましくは、カルシウムおよびマグネシウムである。本発明で使用するための中性スルホネートは、ASTM D2896に従って測定して、60mg KOH/g未満、好ましくは40mg KOH/g未満のTBNを有し得る。適切には、スルホネートは、アルキル置換芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ジフェニルまたはそれらのハロゲン誘導体、例えばクロロベンゼン、クロロトルエンおよびクロロナフタレンをアルキル化することによって得られるもののスルホン酸から典型的に得られるスルホン酸から調製することができる。アルキル置換アリールスルホネートは、典型的には、約9〜約80個以上の炭素原子、好ましくは約16〜約60個の炭素原子を含有する。
本発明の異なる態様による潤滑剤組成物がフェネート洗剤を含む場合、好ましくはフェネート洗剤は、潤滑剤組成物の0.1〜5重量%、より好ましくは0.25〜2.5重量%、最も好ましくは0.5〜1.5重量%の量で存在する。
本発明の異なる態様による潤滑剤組成物が中性スルホネート洗剤を含む場合、好ましくは中性スルホネート洗剤は、潤滑剤組成物の0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜2.5重量%、最も好ましくは0.25〜1.5重量%の量で存在する。
本発明による潤滑剤組成物はまた、本明細書で言及されるものに加えて、追加の潤滑剤添加剤(すなわち、少なくとも1つのモリブデン化合物/ポリメタクリレート化合物または中性スルホネート/フェネート洗剤)を含んでもよい。追加の潤滑剤添加剤は、典型的には、約2重量%〜約40重量%、例えば約5重量%〜約30重量%の量で潤滑剤組成物中に存在する。
適切な追加の潤滑剤添加剤には、洗剤(金属および非金属洗剤を含む)、摩擦調整剤、粘度調整剤、分散剤(金属および非金属分散剤を含む)、粘度指数調整剤、流動点調整剤、流動点降下剤、耐摩耗性添加剤、防錆剤、腐食防止剤、酸化防止剤(酸化防止剤とも呼ばれる)、消泡剤(時には消泡剤とも呼ばれる)、シール膨潤剤(シール適合剤とも呼ばれる)、極圧添加剤(金属、非金属、リン含有、非リン含有、硫黄含有および非硫黄含有極圧添加剤を含む)、界面活性剤、解乳化剤、抗焼付き剤、ワックス調整剤、潤滑剤、抗染色剤、発色団剤、金属失活剤、およびそれらの2つ以上の混合物が含まれる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は洗剤を含む。洗剤の例には、無灰洗剤(すなわち、非金属含有洗剤)および金属含有洗剤が含まれる。好適な非金属洗剤は、例えば、米国特許第7,622,431号に記載されている。金属含有洗剤は、石鹸または界面活性剤と呼ばれる少なくとも1種の有機酸の少なくとも1種の金属塩を含む。適切な有機酸には、例えば、スルホン酸、フェノール(好適には硫化され、例えば1つより多いヒドロキシル基を有するフェノールを含む)、縮合芳香環を有するフェノール、修飾されたフェノール、例えばアルキレン架橋フェノール、および例えば塩基性条件下でフェノールとアルデヒドとの反応によって生成されるマンニッヒ塩基縮合フェノールおよびサリゲニン型フェノール)、ならびに硫化誘導体、ならびに例えば芳香族カルボン酸(例えばヒドロカルビル置換サリチル酸およびその誘導体、例えばヒドロカルビル置換サリチル酸およびその硫化誘導体)を含むカルボン酸が含まれる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は摩擦調整剤を含む。好適な摩擦調整剤としては、例えば、灰生成添加剤および無灰添加剤が挙げられる。好適な摩擦調整剤の例としては、例えば、脂肪酸エステル、アミド、アミン、およびエトキシル化アミンを含む脂肪酸誘導体が挙げられる。適切なエステル摩擦調整剤の例には、グリセロールのエステル、例えばモノ―、ジ―およびトリ―オレエート、モノ―パルミテートおよびモノ―ミリステートが含まれる。特に好適な脂肪酸エステル摩擦調整剤は、モノオレイン酸グリセロールである。好適な摩擦調整剤の例には、モリブデン化合物、例えば、有機モリブデン化合物、モリブデンジアルキルジチオカルバメート、モリブデンジアルキルチオホスフェート、二硫化モリブデン、三モリブデンクラスタージアルキルジチオカルバメート、非硫黄モリブデン化合物なども含まれる。適切なモリブデン含有化合物は、例えば、EP 1533362 Alに、例えばパラグラフ[0101]から[0117]に記載されている。当業者には理解されるように、潤滑剤組成物が少なくとも1種のモリブデン化合物を含む場合、特にそれらの摩擦改質剤特性のために添加される追加のモリブデン含有化合物が存在してもよい。あるいは、追加のモリブデン化合物の存在は不要であり得る。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は分散剤を含む。適切な無灰分散剤の例には、長鎖炭化水素置換モノおよびポリカルボン酸またはそれらの無水物の油溶性塩、エステル、アミノエステル、アミド、イミドおよびオキサゾリン;長鎖炭化水素のチオカルボキシレート誘導体;それに直接結合したポリアミン部分を含有する長鎖脂肪族炭化水素;長鎖置換フェノールをホルムアルデヒドおよびポリアルキレンポリアミンと縮合することによって形成されるマンニッヒ縮合生成物; Koch反応生成物などが含まれる。
本発明で使用するのに特に好ましい分散剤は、ポリイソブチレンスクシニル無水物―ポリアミン(PIBSA―PAM)のような、ポリアミン部分が直接結合した長鎖脂肪族炭化水素である。
有利には、酸化安定性に悪影響を及ぼすことなく、ホウ素化分散剤を本発明の潤滑剤組成物に使用することもできる。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、0.005重量%〜0.05重量%、好ましくは0.015重量%〜0.035重量%の量でホウ素を含有することができる。このレベルのホウ素元素は、ホウ素化分散剤および/またはホウ素含有耐摩耗性添加剤などの使用から誘導することができる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、分散剤粘度調整剤を含む。好適な分散剤粘度調整剤の例およびそれらを製造する方法は、WO 99/21902、WO 2003/099890およびWO 2006/099250に記載されている。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、粘度指数向上剤を含む。適切な粘度調整剤の例には、高分子量炭化水素ポリマー(例えば、ポリイソブチレン、エチレンとプロピレンとのコポリマーおよび高級α―オレフィン);ポリエステル(例えば、ポリメタクリレート);水素化ポリ(スチレン―コ―ブタジエンまたはイソプレン)ポリマーおよび修飾(例えば、星形ポリマー);およびエステル化ポリ(スチレン―コ―無水マレイン酸)ポリマーが含まれる。油溶性粘度改質ポリマーは、一般に、ゲル浸透クロマトグラフィーまたは光散乱法によって測定して、少なくとも約15,000〜約1,000,000、例えば、約20,000〜約600,000の数平均分子量を示す。当業者には理解されるように、潤滑剤組成物が少なくとも1種のポリメタクリレート化合物を含む場合、特にそれらの粘度指数向上剤特性のために添加される追加のメタクリレートポリマーが存在してもよい。あるいは、追加のメタクリレートポリマーの存在は不要であり得る。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は流動点降下剤を含む。適切な流動点降下剤の例としては、C8からC18までのジアルキルフマレート/酢酸ビニルコポリマー、メチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアルキルメチルメタクリレート、ビニルフマレート、スチレンエステル、ハロパラフィンワックスおよび芳香族化合物の縮合生成物、ビニルカルボキシレートポリマー、ジアルキルフマレートのターポリマー、脂肪酸およびアリルビニルエーテルのビニルエステル、ワックスナフタレンなどが挙げられる。当業者には理解されるように、潤滑剤組成物が少なくとも1種のポリメタクリレート化合物を含む場合、特にそれらの流動点降下特性のために添加される追加のメタクリレートポリマーが存在してもよい。
あるいは、追加のメタクリレートポリマーの存在は不要であり得る。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、少なくとも1つの耐摩耗性添加剤を含む。適切な耐摩耗性添加剤の例には、非リン含有添加剤、例えば硫化オレフィンが含まれる。好適な耐摩耗添加剤の例には、リン含有耐摩耗添加剤も含まれる。適切な無灰リン含有耐摩耗性添加剤の例としては、トリラウリルホスファイトおよびトリフェニルホスホロチオネート、ならびに米国特許出願公開第2005/0198894号公報の段落[0036]に開示されているものが挙げられる。適切な灰形成性リン含有耐摩耗性添加剤の例には、ジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩が含まれる。ジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩の適切な金属の例としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅および亜鉛が挙げられる。特に好適なジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩は、ジヒドロカルビルジチオホスフェート亜鉛(ZDDP)である。当業者には理解されるように、潤滑剤組成物が少なくとも1種のモリブデン化合物を含む場合、特にそれらの耐摩耗性のために添加される追加のモリブデン含有化合物が存在してもよい。あるいは、追加のモリブデン化合物の存在は不要であり得る。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物に含まれるリンの量は、潤滑剤組成物の総重量を基準にして、0.5重量%未満、好ましくは0.001〜0.3重量%、より好ましくは0.025〜0.2重量%である。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、錆抑制剤を含む。適切な錆抑制剤の例には、非イオン性ポリオキシアルキレンポリオールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレンフェノール、ポリオキシアルキレンポリオール、アニオン性アルキルスルホン酸、ジチオリン酸亜鉛、金属フェノレート、塩基性金属スルホネート、脂肪酸およびアミンが含まれる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は腐食防止剤を含む。適切な腐食防止剤の例には、ホスホスルフィル化炭化水素、およびホスホスルフィル化炭化水素とアルカリ土類金属酸化物または水酸化物との反応によって得られる生成物、非イオン性ポリオキシアルキレンポリオールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレンフェノール、チアジアゾール、トリアゾールおよびアニオン性アルキルスルホン酸が含まれる。適切なエポキシ化エステル腐食防止剤の例は、米国特許出願公開第2006/0090393号公報に記載されている。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、酸化防止剤を含む。適切な抗酸化剤の例としては、アルキル化ジフェニルアミン、フェニル―a―ナフチルアミン、アルキル化フェニル―アナフチルアミン、ジメチルキノリン、トリメチルジヒドロキノリンおよびそれらから誘導されるオリゴマー組成物、ヒンダードフェノール(無灰(金属を含まない)フェノール化合物および特定のフェノール化合物の中性および塩基性金属塩を含む)、芳香族アミン(アルキル化および非アルキル化芳香族アミンを含む)、硫化アルキルフェノールおよびアルカリ土類金属塩、アルキル化ヒドロキノン、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、チオプロピオネート、金属ジチオカルバメート、1,3,4―ジメルカプトチアジアゾールおよび誘導体、油溶性銅化合物(例えば 例えば、C8〜C18脂肪酸、不飽和酸または分岐カルボン酸、例えば、アルケニルコハク酸または無水物から誘導される塩基性、中性または酸性Cu(I)および/またはCu(II)塩、C5〜C12アルキル側鎖を適切に含有するアルキルフェノールチオエステルのアルカリ土類金属塩、カルシウムノニルフェノールスルフィド、バリウムt―オクチルフェニルスルフィド、ジオクチルフェニルアミン。 リン硫化または硫化炭化水素、油溶性硫化フェネート、油溶性硫化フェネート、ドデシルフェノール硫化カルシウム、リン硫化炭化水素、硫化炭化水素、リンエステル、低硫黄過酸化物分解剤など。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は消泡剤を含む。適切な消泡剤の例としては、シリコーン、有機ポリマー、シロキサン(ポリシロキサンおよび(ポリ)ジメチルシロキサンを含む)、フェニルメチルシロキサン、アクリレートなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、シール膨潤剤を含む。適切なシール膨潤剤の例としては、長鎖有機酸、有機ホスフェート、芳香族エステル、芳香族炭化水素、エステル(例えば、フタル酸ブチルベンジル)および無水ポリブテニルコハク酸が挙げられる。
潤滑剤組成物は、表3に示す量の潤滑剤添加剤を含むことができる。
Figure 2020502340
潤滑剤組成物は、40℃で約60 cSt未満、例えば約55 cSt未満、または約50 cSt未満の動粘度を有することができる。潤滑剤組成物は、100℃で約12 cSt未満、例えば約10 cSt未満、または約9.5 cSt未満の動粘度を有することができる。潤滑剤組成物は、約100を超える、例えば約110を超える、または約120を超える粘度指数を有してもよい。40℃での動粘度および100℃での動粘度は、ASTM D445に従って測定することができる。粘度指数は、ASTM D2270に従って計算することができる。
潤滑剤組成物は、約25重量%未満、例えば約15重量%未満、または約10重量%未満のNoack揮発度を有してもよい。Noack揮発度は、CEC-L-40-A-93に従って測定することができる。
潤滑剤組成物は、150℃での粘性および3 cP以下、例えば2.8 cP以下の106 s-1のせん断速度を有することができる。この高温高剪断粘度は、CEC―L―36―A―90に従って測定することができる。
潤滑剤組成物は、以下のうちの少なくとも1つを有することができる。
CEC-L-088-02試験における酸化安定性性能は、40℃で45 cSt以下、例えば35 cSt以下又は25 cSt以下の絶対粘度上昇で示され、CEC-L-109-14試験における酸化安定性性能は、100℃で200%未満、好ましくは150%未満の動粘度上昇で示され、CEC-L-054-96試験における燃費性能は、少なくとも2.5%、例えば少なくとも3%であり、CEC-L-088-02試験におけるピストン清浄度性能は、少なくとも8.5、例えば9で示され、及びJPI-5S-55-99に従った280o CでのKHT試験における高温安定性性能は、少なくとも7.0で示されている。
潤滑剤組成物は、―30℃で約3000未満、例えばASTM D5293に従って測定して約2800未満、または約2750未満のコールドクランクケースシミュレータ性能を有することができる。
好ましい潤滑剤組成物は、SAE J300に記載された要件を満たす。
潤滑剤組成物は、表面を潤滑する方法に使用することができる。
好適な表面には、動力伝達システム、例えばドライブライン及びギアボックス、例えば乗用車及び大型車両を含む車両、並びに内燃機関、例えば内燃機関のクランクケースにおけるものが含まれる。また、適切な表面には、タービン軸受、例えば水力タービン軸受におけるものも含まれる。
好適な内燃機関としては、例えば、自動車用途に使用されるエンジン、船舶用途に使用されるエンジン、および陸上発電プラントに使用されるエンジンが挙げられる。潤滑剤組成物は、自動車の内燃機関に使用するのに特に適している。
潤滑剤組成物は、内燃機関および/または内燃機関に関連する自動車などの車両の燃料経済性および/またはピストン清浄度性能および/またはターボチャージャ清浄度性能を改善するために使用することができる。したがって、エンジンおよび/または車両に潤滑剤組成物の少なくとも1つを提供または供給するステップを含む、内燃機関および/または内燃機関に関連する自動車などの車両の燃料経済性および/またはピストン清浄度性能および/またはターボチャージャ清浄度性能を改善する方法が提供される。
本発明は、本質的に限定的ではない添付の図面および実施例を参照して説明される。
Guerbet由来ベースストック(GE3)および/またはグループIIIベースストック(Yubase 4)を異なる洗剤と共に含むブレンド組成物のHLPS分析で観察された最大堆積厚さ(MDT)のグラフである。 Guerbet由来ベースストック(GE3)および/またはグループIIIベースストック(Yubase 4)を異なる洗剤と共に含むブレンド組成物のHLPS分析で観察された堆積体積(cmx 3 10-17)のグラフである。
実施例1 ： エーテルベースの性質
式(1)のGuerbet由来ベースGE3を調製し、その構造を表4に示す。
Figure 2020502340
ベースの以下の特性を試験した。
100℃での動粘度(KV100)および40℃での動粘度(KV40)をASTM D7279に従って試験した。
粘度指数(VI)は、ASTM D2270に従って計算した。
流動点はASTM D7346に従って測定した。
示差走査熱量測定(DSC)酸化開始温度を、ASTM E2009(方法B)に基づく方法を用いて試験した。この方法によれば、基材を50℃から300℃に、50℃/分の速度で、500psiの圧力下、アルミニウムSFIパン中で加熱した。発熱が観察された温度を記録した。
Noack揮発度は、IP 393に基づく方法を用いて測定され、CEC―L―40―A―93と同様であると考えられた。この方法によれば、既知のNoack揮発性の参照油を40℃から550℃に加熱して、参照油の各々のNoack揮発性重量損失に到達した温度を決定した。ベース油と同じ処理を行った。ベース油から得られた結果に基づいて、ベース油のノック重量を決定することができた。
試験の結果を、従来のベースストック(Yubase 4、群IIIベースストック)から得られた結果と共に、表5に要約する。
Figure 2020502340
Guerbet由来ベースエーテルは、従来のベースに比べて揮発性が低く、流動点が低く、動粘度が低いが、示差酸化開始温度は、Guerbet由来ベースの方が従来のベースより低いことが分かる。
実施例2:エーテルベースを含有する潤滑剤組成物の特性。
Guerbet由来エーテルベースGE3を、従来のベース添加剤(添加剤A、潤滑剤組成物の総重量に基づいて7〜10重量%の高性能エンジン油を代表する分散剤レベルを提供する市販の添加剤パッケージ;添加剤B、低温流動性改良剤;添加剤C、酸化防止剤;および添加剤D、粘度指数改良剤)および従来のベース(Yubase 4、III群ベース;およびYubase 6、III群ベース)とブレンドして潤滑剤ブレンドを形成ベースラインブレンドも調製した。ユーバーゼ4は、Guerbet由来エーテルベースストック、GE3と同様のKV100を示すので、ベースラインブレンドの主成分として選択した。ベースラインブレンドは、特定の仕様(ACEA A5/B5、API―SN/GF―4)を満たす5W―30製剤であるので、比較のためのストリンジェントなベースラインであると考えられた。配合組成の詳細を表6に重量%で示す。
Figure 2020502340
混和性に関する問題は、ブレンドされた組成物の調製中に遭遇しなかった。
ブレンドされた組成物を試験して、ベースストックの有利な特性が完全に配合された潤滑剤組成物に反映されるかどうかを調べた。以下の特性を試験した。
100℃での動粘度(KV100)および40℃での動粘度(KV40)を、ASTM D445(SAE J300の一部)に従って試験した。
粘度指数(VI)は、ASTM D2270に従って計算した。
コールドクランキングシミュレーター(CCS)分析を、ASTM D5293(SAE J300の一部)に従って―30℃で行った。
高温高せん断(HTHS)分析をCEC‐L‐36‐A‐90に従って行った。
総塩基価(TBN)は、ASTM D2896に従って決定した。
Noack揮発性をCEC-L-40-A-93に従って試験した。
硫酸化灰分をIP 163に従って測定した。
試験の結果を表7に要約する。

Figure 2020502340
Guerbet由来ベースストックの特性もまた、ブレンドされた組成物において示されることが分かる。特に、有益な粘度、揮発性および低温流動特性が観察される。Guerbet由来のベースストックはまた、ベースラインブレンドと同様のHTHS測定、TBNおよび硫酸化灰分を示した。
実施例3:コマツホットチューブ(KHT)試験。
Guerbet由来ベースストック(GE3)および/またはIII族ベースストック(Yubase 4)を、様々な量のモリブデン―硫黄化合物および/またはポリメタクリレート化合物(溶液中のアルキルメタクリレートの櫛型コポリマー―約1:1希釈比)、ならびに(非ホウ素化)分散剤、ZDDP、洗剤、酸化防止剤および粘度調整剤(VM)を含む追加の潤滑剤添加剤とともに含む完全に処方された組成物を、JPI―5S―55―99およびSAE Technical Paper 840262に従ってKHT試験に供した。堆積メリットの形成でKHT試験から得られた結果を表8に示す(組成データは重量%で示す)。
Figure 2020502340
KHT試験の結果によれば、エーテル含有潤滑剤組成物2は、非エーテル含有潤滑剤組成物1のものと比較して、有意に高いKHTメリット等級(7.5)を示す。これらの結果は、エーテルの存在が、そうでなければスカッフィングにつながるであろう高温誘発堆積物形成を減少させる利点を与えることを示している。さらに、0.08重量%の量のモリブデンを含有するエーテル含有潤滑剤組成物4は、対応する非エーテル含有組成物3と同じKHT堆積メリット等級(6.5)を示す。これは、エーテル組成物が非エーテル組成物よりも低い粘度プロフィールを示し、しかも同等の高温安定性を示すので、特に有利である。これは、本発明のエーテル組成物を従来の非エーテル含有組成物よりも使用することにより、ターボチャージャ堆積物およびピストンスカッフィングの増加を伴わずに、燃料経済性の点で利点が見られ得ることを意味する。以下により詳細に議論されるように、TEOST 33C試験における結果はまた、実施例1において実証されるように、エーテルベースの示差酸化開始温度が従来のIII族ベースのそれより低いにもかかわらず、モリブデンの存在が、エーテル含有組成物における堆積物形成に、非エーテル含有組成物よりも少ない程度まで影響を及ぼすことを実証する。
KHT試験の結果はまた、少なくとも1種のポリメタクリレート化合物の存在下で、特にエーテル含有組成物の場合に、有意な利点を実証する。例えば、ポリメタクリレート化合物も含有するエーテル含有潤滑剤組成物6は、非エーテル含有組成物5と比較して、KHT試験において実質的により高い堆積メリット等級(7.5)を示す。したがって、少なくとも1つのポリメタクリレート化合物が存在する場合、エーテル組成物は、高温安定性の点で、対応する非エーテル組成物をアウトパフォーマンスすることができる。これは、エーテル組成物が非エーテル組成物よりも低い粘度プロフィールを示し、したがって本発明は、ターボチャージャなどのエンジンの高温領域における堆積物を増加させることなく、またはそうでなければエンジン寿命を短くするピストンスカッフィングを引き起こすことなく、燃料経済性の増加から利益を得ることができるので、特に有益である。
実施例4: TEOST 33C試験。
Guerbet由来ベースストック(GE3)および/またはIII族ベースストック(Yubase 4)を、様々な量のモリブデン―硫黄化合物および/またはポリメタクリレート(溶液中のアルキルメタクリレートの櫛型コポリマー―約1:1希釈比)、ならびに(非ホウ素化)分散剤、ZDDP、洗剤、酸化防止剤および粘度指数調整剤(VIM)を含む追加の潤滑剤添加剤とともに含む完全に処方された組成物を、標準方法ASTM D6335に従ってTEOST 33C試験に供した。TEOST 33C試験から得られた結果を、総堆積物(ターボチャージャー中)の形で表9に示す(組成データを重量%で示す)。
Figure 2020502340
Figure 2020502340
 TEOST 33Cの結果は、一般に、予想通りに、非エーテル含有組成物中のターボチャージャー中の堆積物形成を減少させるために、分散剤および洗剤レベルを増加させる一方で、抗酸化剤レベル、特にアミン系抗酸化剤レベルを減少させる利点を実証する(例えば、組成物FおよびGについての結果を比較するか、または組成物DをA―CおよびEとGと比較する)。さらに、結果は、少なくとも1つのポリメタクリレート化合物の存在が、単独で、または少なくとも1つのモリブデン化合物と組み合わせて、TEOST 33C試験において、対応する非エーテル組成物よりもエーテル組成物によって良好に許容されることを実証する(組成物HおよびJならびにIおよびKの結果を比較する)。これは、実施例1で実証されるように、エーテルベースの示差酸化開始安定性が従来のIII群ベースのそれよりも低い場合に驚くべきことである(これに基づいて、TEOST 33C性能がより劣ることが予想される)。これは、エーテル組成物が、対応する非エーテル組成物よりも低い粘度プロフィールを示す一方で、TEOST 33C試験において、対応する非エーテル組成物よりも高い高温安定性を示すので、特に有利である。このことは、エーテル基油を含まない従来のIII群基油組成物と比較して、本発明のエーテル組成物を使用することにより、ターボチャージャーの堆積物およびピストンのスカッフィングの増加を伴わずに、燃料経済性の点で利益が見られ得ることを意味する。
実施例5:熱液体プロセスシミュレータ(HLPS)試験。
様々な量のスルホネート(400BN)、中性スルホネート、およびフェネート(150BN)界面活性剤と共に、Guerbet由来ベースストック(GE3)および/または群IIIベースストック(Yubase 4)を含むブレンド組成物をHLPS試験に供した。HLPS試験は、全ての油組成物を同じ倍、同じ加熱応力に供したホットチューブ試験に相当する。HLPS試験は、加圧オイルラインをシミュレートすることによって、エンジンのホトレギオン内に堆積物を生成するオイルの傾向を特徴付けるための手段として使用される。HLPS管に沿って測定された堆積物の最大厚さに対応する最大堆積物厚さ(「MDT」) (nm)および総堆積物体積(cm3×10-17)の形態でのHLPS試験の結果を、表10に提供する(組成データーは質量%で示される)。
Figure 2020502340
HLPS試験の結果は、所与のTBN値について、フェネート洗剤を含むエーテル系組成物が、対応する非エーテル系組成物よりも有意に低い堆積レベルを示すことを実証する。典型的なレベルの中性スルホネートを含むエーテル組成物はまた、対応する非エーテル系組成物よりも著しく良好に機能する。表10に示された結果は、それぞれ試験された組成物の各々についての最大堆積厚さおよび堆積体積を示す図1および2のグラフにも示されている。これらのデータは、堆積物形成の傾向を低減するために、エーテル系潤滑剤組成物中で、特定の洗剤、例えば、フェネートまたは中性スルホネートを使用することによって得ることができる利点を示す。これは、堆積物を増加させることが知られている他の潤滑剤添加剤、例えば酸化防止剤を、許容できないレベルの堆積物形成を生じることなく、より高いレベルで使用することができることを意味する。
本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳しく限定されるものとして理解されるべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することを意図している。例えば、「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味することが意図される。
本明細書に引用される全ての文献(任意の相互参照または関連する特許または出願を含む)は、明示的に除外されない限り、または他の方法で限定されない限り、その全体が本明細書中に参考として援用される。いずれの文献の引用も、それが本明細書に開示または請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、またはそれが単独で、または任意の他の参照または参考文献との任意の組み合わせで、そのような発明を教示、示唆または開示することを容認するものではない。
さらに、本文書における用語のいかなる意味または定義も、参考として援用される文書における同じ用語のいかなる意味または定義とも矛盾する限り、本文書におけるその用語に割り当てられる意味または定義は、準拠するものとする。
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることは当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲および精神内にあるそのような変更および修正のすべてを、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (28)

  1. 潤滑粘度の基油を含み、基油が式(A)のエーテル基油を含む内燃機関用潤滑剤組成物。
    Figure 2020502340
     （ここで: RaおよびRbは、脂肪族ヒドロカルビル基であり、同一であっても異なっていてもよく、RaおよびRbの少なくとも1つは、分枝鎖アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルであり、
    潤滑剤組成物は、以下をさらに含む；
    i) モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のモリブデン化合物
    ii) 潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で存在する潤滑剤添加剤としての少なくとも1種のポリメタクリレート化合物）
  2. RaおよびRbが、アルキル、アルコキシ置換アルキルまたはシクロアルキル置換アルキルから独立して選択される、ただし、RaおよびRbの両方が、RaおよびRbの少なくとも1つ、好ましくは両方である場合;および好ましくは、RaおよびRbは、C2-26アルキルまたはC3〜24アルキルなどのC1-30アルキル、C2〜20アルコキシ置換アルキルなどのC2〜30アルコキシ置換アルキル、またはC5〜25シクロアルキル置換アルキルなどのC5〜30シクロアルキル置換アルキルから独立して選択される請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  3. RaがRbよりも多くの炭素原子を含有する請求項1または2に記載の潤滑剤組成物。
  4. Raが12〜30個の炭素原子、好ましくは12〜26個の炭素原子を含み、および/またはRbが2〜20個の炭素原子、好ましくは2〜12個の炭素原子を含む請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  5. エーテルベースが式(1)のものである、請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    Figure 2020502340
     （ここで:
    R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
    R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、
    R6はアルキルまたは
    Figure 2020502340
     であり、
    ここで:
    R7およびR8は、H、アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になってシクロアルキルであり、
    R9はHまたはアルキルであり、
    X は、アルキレンであるか、または存在せず;
    pは、0、1、2または3であり;
    mおよびnは、0、1、2または3であり、mは、R4およびR5がHである場合0である）
  6. R1およびR2がC1-15アルキルであるか、またはそれらが結合する炭素原子と共にC5-30シクロアルキル、例えばC2-12アルキルであるか、またはそれらが結合する炭素原子と共にC5-25シクロアルキルである;および/またはR3、R4およびR5がHまたはC1-15アルキル、例えばHまたはC2〜12アルキルであり、好ましくはR5がHである請求項5に記載の潤滑剤組成物。
  7. mおよびnが0、1または2、例えば0または1である請求項5または6に記載の潤滑剤組成物。
  8. エーテルベースが式(4)を有する請求項5〜7のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    Figure 2020502340
     （ここで:
    R1およびR4はアルキルであり、
    R3およびR5は、Hまたはアルキルであり、
    R1は、C6-10アルキルなどのC4-12アルキルであり、
    R3はHであり、
    R4はC2-8アルキルのようなC1-10アルキルであり、R5はHである）
  9. エーテルベースが式(7)を有する請求項5〜7のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    Figure 2020502340
     （ここで:
    R1およびR2は、アルキルであるか、またはそれらが結合している炭素と一緒になって、シクロアルキルであり、
    R3、R4およびR5はHまたはアルキルであり、R6はアルキルである
  10. エーテルベースが、20〜50個、例えば25〜45個、例えば28〜40個、または28〜36個の炭素原子の総数を含有する請求項1〜9のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  11. エーテル基材がバイオ由来原料から調製され、好ましくはエーテル基材が50重量%超、例えば70重量%超、または80重量%超のバイオベース炭素を含有する請求項1〜10のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  12. 少なくとも1種のモリブデン化合物が、モリブデン元素基準で、潤滑剤組成物の0.06重量%〜0.25重量%、好ましくは0.075重量%〜0.175重量%、より好ましくは0.075重量%〜0.125重量%の量で存在する請求項1〜11のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  13. 少なくとも1種のポリメタクリレート化合物が、潤滑剤組成物の0.25〜7重量%、好ましくは1〜6重量%、より好ましくは2〜4重量%の量で存在する請求項1〜11のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  14. 少なくとも1種のポリメタクリレート化合物が櫛型ポリマーである請求項1〜11および13のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  15. 潤滑剤組成物の基油がエーテル基油の10重量%超、例えば25重量%超、または40重量%超、または50重量%超を含む、および/または潤滑剤組成物が基油の50重量%超、例えば65重量%超、または80重量%超を含む請求項1〜14のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  16. 潤滑剤組成物の基油が、群I、群II、群III、群IVおよび群Vの基油およびそれらの混合物から選択される基油をさらに含み、好ましくは、基油が群III基油をさらに含む請求項15に記載の潤滑剤組成物。
  17. 前記潤滑剤組成物が、以下のうちの少なくとも1つを含む請求項1〜16のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    （40℃における動粘度が60 cSt未満、例えば55 cSt未満、または50 cSt未満である、
    100℃での動粘度が12 cSt未満、例えば10 cSt未満、または9.5 cSt未満である、
    100を超える、例えば110を超える、または120を超える粘度指数である、
    150℃における粘性およびせん断速度106での-1は、3 cP以下、例えば2.8 cP以下;およびNoack揮発度は25%未満、例えば20%以下、15%以下、または10質量%未満である）
  18. 前記潤滑剤組成物が、以下のうちの少なくとも1つを含む請求項1〜17のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    （CEC-L-088-02試験での酸化安定性は、40℃での絶対粘度増加が45 cSt以下、例えば35 cSt以下または25 cSt以下であることにより示される、
    CEC―L―109―14試験における酸化安定性性能は、100℃における動粘度の増加が200%未満、好ましくは150%未満であることによって示される、
    CEC-L-054-96試験の燃費性能が少なくとも2.5%、例えば少なくとも3%である、
    CEC-L-088-02試験のピストン清浄度性能は、9のような少なくとも8.5の総合ピストンメリットによって示される、
    JPI-5S-55-99に従った280oCでのKHT試験の高温安定性性能は、少なくとも7.0の総合堆積メリットによって示される）
  19. 組成物が、フェネート洗剤を、好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは0.25〜2.5重量%、最も好ましくは0.5〜1.5重量%の量で、潤滑組成物の活性成分をさらに含む請求項1〜18のいずれかに記載の潤滑組成物。
  20. 組成物が、中性スルホネート洗剤を、好ましくは潤滑組成物の0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜2.5重量%、最も好ましくは0.25〜1.5重量%の量でさらに含む請求項1〜19のいずれかに記載の潤滑組成物。
  21. 請求項1〜16のいずれかに規定される基油を提供するステップと、i)潤滑剤組成物の少なくとも0.06重量%の量でモリブデン元素ベースでモリブデン化合物が存在するように潤滑剤添加剤として使用するのに適した少なくとも1つのモリブデン化合物と、ii)潤滑剤添加剤として使用するのに適した少なくとも1つのポリメタクリレート化合物と、をブレンドするステップとを含み、潤滑剤添加剤として使用するのに適した少なくとも1つのポリメタクリレート化合物潤滑剤組成物の0.1〜7.5重量%の量で存在させる潤滑剤組成物の製造方法。
  22. 前記表面に、請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物を供給することを含む、表面を潤滑する方法であって、前記潤滑剤組成物が内燃機関の表面に供給される、方法。
  23. 前記潤滑剤組成物が、内燃機関の表面を潤滑するために使用されるような、表面を潤滑するための、請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
  24. エンジンのピストンシステムにおけるスカッフィングを低減または防止するための、請求項1〜11のいずれかに記載のエーテルベースストック、または請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
  25. エンジンのターボチャージャ内の堆積物を低減または防止するための、請求項1〜11のいずれかに記載のエーテルベース、または請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
  26. 潤滑剤組成物の高温安定性性能を改善するための、請求項1〜11のいずれかに記載のエーテルベースの使用。
  27. i)エンジンのピストンシステムにおけるスカッフィングおよび/またはii)エンジンのターボチャージャにおける堆積物を低減または防止する方法であって、請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物をエンジンに提供するステップを含む方法。
  28. 内燃機関に関連する自動車などのエンジンおよび/または車両の燃料経済性能および/またはピストン清浄性能および/またはターボチャージャ清浄性能を改善するための、請求項1〜20のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
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