JP2020517787A - Lubricating composition - Google Patents

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Abstract

ZDTPと煤の存在下での摩耗を低減するための潤滑組成物における窒素含有無灰分散剤の使用であって、その窒素含有無灰分散剤は1.4を超える官能価(F)を有する、使用。Use of a nitrogen-containing ashless dispersant in a lubricating composition for reducing wear in the presence of ZDTP and soot, the nitrogen-containing ashless dispersant having a functionality (F) of greater than 1.4. ..

Description

本発明は、潤滑油組成物、特に、内燃機関を潤滑するのに好適であり、かつ低減した摩耗特性を有する潤滑油組成物に関する。 The present invention relates to lubricating oil compositions, particularly lubricating oil compositions suitable for lubricating internal combustion engines and having reduced wear characteristics.

排気ガスおよび燃料効率に関して増々厳しくなる自動車規制により、エンジンメーカーおよび潤滑油配合業者の双方に、燃費を改善するための効果的な解決法を提供するという需要が高まっている。 Increasingly stringent automotive regulations regarding exhaust gas and fuel efficiency are increasing the demand for both engine manufacturers and lubricant formulators to provide effective solutions to improve fuel economy.

高性能ベースストックおよび新規添加剤を使用して潤滑剤を最適化することは、増大する課題に対する柔軟な解決法である。 Optimizing lubricants using high performance basestocks and new additives is a flexible solution to increasing challenges.

耐摩耗性添加剤は、燃料消費量を減らすために低粘度の配合物を使用することから起こる問題を緩和するために重要であり、そのような様々な添加剤は当技術分野ですでに知られている。 Antiwear additives are important for alleviating the problems that result from using low viscosity formulations to reduce fuel consumption, and such various additives are already known in the art. Has been.

潤滑組成物における使用がよく知られている一般的な耐摩耗性添加剤は、ジチオリン酸亜鉛、例えば、ジアルキル−、ジアリール−、またはアルキルアリール−ジチオリン酸亜鉛である。ジチオリン酸亜鉛は、一般式IIによって好都合に表すことができ、

Figure 2020517787
式中、R〜Rは同じでも異なっていてもよく、各々、1〜20個の炭素原子、好ましくは3〜12個の炭素原子を含有する第一級アルキル基、3〜20個、好ましくは3〜12個の炭素原子を含有する第二級アルキル基、アリール基、またはアルキル基で置換されたアリール基であり、当該アルキル置換基は1〜20個の炭素原子、好ましくは3〜18個の炭素原子を含有する。 Common antiwear additives well known for use in lubricating compositions are zinc dithiophosphates, such as zinc dialkyl-, diaryl-, or alkylaryl-dithiophosphates. Zinc dithiophosphate can be conveniently represented by the general formula II:
Figure 2020517787
In the formula, R 2 to R 5 may be the same or different and each is a primary alkyl group containing 1 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, 3 to 20, It is preferably a secondary alkyl group containing 3 to 12 carbon atoms, an aryl group or an aryl group substituted with an alkyl group, said alkyl substituent being 1 to 20 carbon atoms, preferably 3 to It contains 18 carbon atoms.

市販されている好適なジチオリン酸亜鉛の例としては、商品名「Lz1097」および「Lz1395」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「OLOA267」および「OLOA269R」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛、ならびに商品名「HITEC7197」でAfton Chemicalから入手可能なジチオリン酸亜鉛;C9417、ジチオリン酸亜鉛、商品名Infineum C9417でInfineumから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「Lz677A」、「Lz1095」、および「Lz1371」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「OLOA262」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛、ならびに商品名「HITEC7169」でAfton Chemicalから入手可能なジチオリン酸亜鉛;ならびにジチオリン酸亜鉛、商品名「Lz1370」および「Lz1373」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、ならびに商品名「OLOA260」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛が挙げられる。 Examples of suitable commercially available zinc dithiophosphates include zinc dithiophosphates available from Lubrizol Corporation under the trade names "Lz1097" and "Lz1395", and trade names "OLOA267" and "OLOA269R" available from Chevron Oronite. Zinc dithiophosphate, as well as zinc dithiophosphate available from Afton Chemical under the trade name "HITEC 7197"; C9417, zinc dithiophosphate, trade name Infineum C9417, zinc dithiophosphate available from Infineum, trade names "Lz677A", "Lz1095". , And zinc dithiophosphate available from Lubrizol Corporation under “Lz1371”, zinc dithiophosphate available from Chevron Oronite under the tradename “OLOA262”, and zinc dithiophosphate available from Afton Chemical under the tradename “HITEC7169”; and Zinc dithiophosphates, zinc dithiophosphates available from Lubrizol Corporation under the trade names "Lz1370" and "Lz1373", and zinc dithiophosphates available from Chevron Oronite under the trade name "OLOA260".

ジチオリン酸亜鉛化合物は、潤滑組成物において摩耗を低減するのに有用であるが、煤の存在下で、ジチオリン酸亜鉛は、新たに特定された摩耗メカニズムを介して望ましくない摩耗の増加につながる可能性があることが最近分かった。腐食/摩損の摩耗メカニズムは、2010年に特定され、公開された。Olomolehin,Y.,Kapadia,R.G.,Spikes,H.A.,“Antagonistic interaction of antiwear additives and carbon black.”Trib Letters37,49−58,(2009)を参照されたい。より近時の論文では、このメカニズムが最近再確認されている。Salehi,F.Motamen,D.N.Khaemba,A.Morina,and A.Neville,“Corrosive−Abrasive Wear Induced by Soot in Boundary Lubrication Regime.”Trib Letters63,1−11,(2016)を参照されたい。 Zinc dithiophosphate compounds are useful for reducing wear in lubricating compositions, but in the presence of soot, zinc dithiophosphate can lead to undesired increase in wear via a newly identified wear mechanism Recently, I found out that The corrosion/abrasion wear mechanism was identified and published in 2010. Olomolehin, Y. , Kapadia, R.; G. , Spikes, H.; A. , "Antagonistic interaction of antiwear additive and carbon black." Trib Letters 37, 49-58, (2009). More recent papers have recently reaffirmed this mechanism. Salehi, F.; Motamen, D.M. N. Khaemba, A.; Morina, and A.M. See Nillele, "Corrosive-Abrasive Wear Induced by Soot in Boundary Lubrication Regime." Trib Letters 63, 1-11, (2016).

したがって、煤の存在下でジチオリン酸亜鉛化合物を含有する潤滑組成物の摩耗を低減する方法を見出すことは望ましい。 Therefore, it is desirable to find a way to reduce the wear of lubricating compositions containing a zinc dithiophosphate compound in the presence of soot.

驚くべきことに、ある特定の窒素含有無灰分散剤を使用することにより、ジチオリン酸亜鉛化合物および煤の存在下での摩耗の減少を示す潤滑油組成物を提供できることを今や見出した。 Surprisingly, it has now been discovered that the use of certain nitrogen-containing ashless dispersants can provide lubricating oil compositions that exhibit reduced wear in the presence of zinc dithiophosphate compounds and soot.

したがって、本発明は、ジチオリン酸亜鉛化合物および煤の存在下で摩耗を低減するための、潤滑組成物における、窒素含有無灰分散剤の使用を提供し、その窒素含有無灰分散剤は1.4を超える官能価(F)を有する Accordingly, the present invention provides for the use of a nitrogen-containing ashless dispersant in a lubricating composition for reducing wear in the presence of a zinc dithiophosphate compound and soot, the nitrogen-containing ashless dispersant being less than 1.4. Have a functionality (F) that exceeds

本明細書で使用される「煤」という用語は、主に非晶質炭素からなる濃黒色の粉状または薄片状の物質を意味する。気相煤は多環芳香族炭化水素(PAH)を含有する。煤は、炭化水素系燃料などの有機物の不完全燃焼によって生成される。直径が6〜30nmの凝集したナノ粒子からなる。煤粒子は、金属酸化物および鉱物と混合することができ、硫酸でコーティングすることができる。内燃機関の文脈では、煤は、燃焼室から潤滑剤に移動し、潤滑剤に蓄積する可能性がある。 As used herein, the term "soot" refers to a dark black, powdery or flaky material consisting primarily of amorphous carbon. Gas soot contains polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Soot is generated by incomplete combustion of organic matter such as hydrocarbon fuel. It consists of agglomerated nanoparticles with a diameter of 6-30 nm. The soot particles can be mixed with metal oxides and minerals and can be coated with sulfuric acid. In the context of internal combustion engines, soot can migrate from the combustion chamber to the lubricant and accumulate in the lubricant.

本発明の文脈において、ジチオリン酸亜鉛化合物を含有する潤滑組成物中の煤の量は、典型的には0.1重量%〜10重量%のレベルである。一実施形態では、煤のレベルは潤滑組成物の2〜7重量%である。別の実施形態では、煤のレベルは潤滑組成物の3.5〜7重量%である。別の実施形態では、煤のレベルは潤滑組成物の5〜6重量%である。 In the context of the present invention, the amount of soot in a lubricating composition containing a zinc dithiophosphate compound is typically at a level of 0.1% to 10% by weight. In one embodiment, the soot level is 2-7% by weight of the lubricating composition. In another embodiment, the soot level is 3.5-7% by weight of the lubricating composition. In another embodiment, the soot level is 5-6% by weight of the lubricating composition.

窒素含有無灰分散剤は、本明細書の潤滑組成物中に、潤滑組成物の重量に基づいて、0.001重量%〜0.15重量%、好ましくは0.05重量%〜0.1重量%の窒素レベルを提供するレベルで存在する。 The nitrogen-containing ashless dispersant is present in the lubricating composition herein in an amount of 0.001% to 0.15% by weight, preferably 0.05% to 0.1% by weight, based on the weight of the lubricating composition. It is present at a level that provides a% nitrogen level.

本明細書では、窒素含有無灰分散剤を使用して、ジチオリン酸亜鉛化合物および煤の存在下で潤滑組成物が示す摩耗を低減する。したがって、本明細書で使用される「摩耗を低減する」という用語は、ジチオリン酸亜鉛および煤を含有するが、本明細書に記載の窒素含有無灰分散剤を含有していない潤滑組成物が示すレベルを下回る摩耗レベルまで低減することを意味する。 Nitrogen-containing ashless dispersants are used herein to reduce the wear exhibited by lubricating compositions in the presence of zinc dithiophosphate compounds and soot. Thus, the term "reduce wear" as used herein refers to lubricating compositions containing zinc dithiophosphate and soot, but not containing the nitrogen-containing ashless dispersant described herein. This means reducing the wear level to below the level.

本明細書の好ましい実施形態では、窒素含有無灰分散剤を使用して、摩耗を、ジチオリン酸亜鉛と煤を含有するが、本明細書に記載の窒素含有無灰分散剤を含有しない類似の潤滑組成物の摩耗と比較して、少なくとも5%だけ、より好ましくは少なくとも10%だけ、さらにより好ましくは少なくとも50%だけ、特に少なくとも80%だけ、よりさらに特に少なくとも90%だけ摩耗を低減する。 In a preferred embodiment herein, a nitrogen-containing ashless dispersant is used to provide wear, a similar lubricating composition containing zinc dithiophosphate and soot, but not the nitrogen-containing ashless dispersant described herein. Compared to the wear of the article, it reduces wear by at least 5%, more preferably by at least 10%, even more preferably by at least 50%, in particular by at least 80%, even more in particular by at least 90%.

本発明で使用するために好適な分散剤は、分散される粒子と会合することができる官能基を有する油溶性ポリマー長鎖骨格を含む。典型的に、そのような分散剤は、しばしば架橋基を介してポリマー骨格に結合したアミン、アミンアルコール、またはアミド極性部分を有する。分散剤は、例えば、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;そこに直接に結合されたポリアミン部分を有する長鎖脂肪族炭化水素;および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させることにより形成されるマンニッヒ縮合生成物から選択することができる。 Suitable dispersants for use in the present invention include an oil-soluble polymer long chain backbone having functional groups that can associate with the particles to be dispersed. Typically, such dispersants have amine, amine alcohol, or amide polar moieties attached to the polymer backbone, often through cross-linking groups. Dispersants are, for example, oil-soluble salts, esters, aminoesters, amides, imides, and oxazolines of long-chain hydrocarbon-substituted mono- and polycarboxylic acids or their anhydrides; thiocarboxylate derivatives of long-chain hydrocarbons; Long chain aliphatic hydrocarbons having directly attached polyamine moieties; and Mannich condensation products formed by condensing long chain substituted phenols with formaldehyde and polyalkylene polyamines.

一般に、各モノまたはジカルボン酸生成部分は、求核基(アミンまたはアミド)と反応し、ポリアルケニル置換カルボン酸アシル化剤の官能基の数は、完成した分散剤の求核基の数を決定する。 Generally, each mono- or dicarboxylic acid-forming moiety reacts with a nucleophilic group (amine or amide) and the number of functional groups on the polyalkenyl-substituted carboxylic acylating agent determines the number of nucleophilic groups on the finished dispersant. To do.

PIBの説明
本発明で使用される分散剤のポリアルケニル部分は、約700〜約3000、好ましくは950〜3000、例えば950〜2800、より好ましくは約950〜2500、および最も好ましくは約950〜約2400の数平均分子量を有する。分散剤の分子量は、一般にポリアルケニル部分の分子量で表される。それは、その分散剤の正確な分子量範囲は、分散剤を誘導するために使用されるポリマーのタイプ、官能基の数、および使用される求核基のタイプを含む多数のパラメーターに依存するためである。
Description of PIB The polyalkenyl moiety of the dispersant used in the present invention is from about 700 to about 3000, preferably 950 to 3000, such as 950 to 2800, more preferably about 950 to 2500, and most preferably about 950 to about 950. It has a number average molecular weight of 2400. The molecular weight of the dispersant is generally represented by the molecular weight of the polyalkenyl moiety. It is because the exact molecular weight range of the dispersant depends on a number of parameters including the type of polymer used to derive the dispersant, the number of functional groups, and the type of nucleophilic group used. is there.

高分子量分散剤が誘導されるポリアルケニル部分は、好ましくは、重量平均分子量(M)の数平均分子量(M)に対する割合によって決定され、多分散性とも称される、狭い分子量分布(MWD)を有する。具体的には、本発明で使用される分散剤が誘導されるポリマーは、約1.5〜約2.0、好ましくは約1.5〜約1.9、最も好ましくは約1.6〜約1.8のM/Mを有する。 The polyalkenyl moiety from which the high molecular weight dispersant is derived is preferably defined by the ratio of the weight average molecular weight (M w ) to the number average molecular weight (M n ) and is also referred to as polydispersity, a narrow molecular weight distribution (MWD). ) Has. Specifically, the dispersant-derived polymer used in the present invention is from about 1.5 to about 2.0, preferably from about 1.5 to about 1.9, and most preferably from about 1.6 to. It has a M w /M n of about 1.8.

本発明で使用される分散剤の形成において使用される好適な炭化水素またはポリマーとしては、ホモポリマー、インターポリマー、または低分子量炭化水素が挙げられる。そのようなポリマーの1つのファミリーは、エチレンかつ/または式HC=CHRを有する少なくとも1つのC〜C28アルファ−オレフィンのポリマーを含み、式中、Rは、1〜26個の炭素原子を含む直鎖または分枝鎖アルキルラジカルであり、ポリマーは、炭素−炭素不飽和、好ましくは高度な末端エテニリデン不飽和を含有する。好ましくは、そのようなポリマーは、エチレンと上記式の少なくとも1つのアルファ−オレフィンとのインターポリマーを含み、式中、Rは、1〜18個の炭素原子のアルキルであり、より好ましくは1〜8個の炭素原子のアルキルであり、さらにより好ましくは1〜2個の炭素原子のアルキルである。したがって、有用なアルファ−オレフィンモノマーおよびコモノマーとしては、例えば、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1,4−メチルペンテン−1、デセン−1、ドデセン−1、トリデセン−1、テトラデセン−1、ペンタデセン−1、ヘキサデセン−1、ヘプタデセン−1、オクタデセン−1、ノナデセン−1、およびそれらの混合物(例えば、プロピレンとブテン−1との混合物など)が挙げられる。そのようなポリマーの例は、プロピレンホモポリマー、ブテン−1ホモポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−ブテン−1コポリマー、プロピレン−ブテンコポリマーなどであり、そのポリマーは少なくともいくらかの末端および/または内部不飽和を含有する。好ましいポリマーは、エチレンとプロピレンおよびエチレンとブテン−1の不飽和コポリマーである。本明細書で使用されるインターポリマーは、少量の、例えば0.5〜5モル%のC〜C18非共役ジオレフィンのコモノマーを含有することができる。しかしながら、本発明で使用されるポリマーは、アルファ−オレフィンホモポリマー、アルファ−オレフィンコモノマーのインターポリマー、およびエチレンとアルファ−オレフィンコモノマーのインターポリマーのみを含むことが好ましい。本発明で使用されるポリマーのモルエチレン含量は、好ましくは0〜80%、より好ましくは0〜60%の範囲である。プロピレンおよび/またはブテン−1がエチレンとのコモノマー(複数可)として使用されるとき、そのようなコポリマーのエチレン含有量は、最も好ましくは15〜50%であるが、より高いまたはより低いエチレン含有量であってもよい。 Suitable hydrocarbons or polymers used in forming the dispersants used in the present invention include homopolymers, interpolymers, or low molecular weight hydrocarbons. One family of such polymers, at least one C 3 -C 28 alpha having an ethylene and / or formula H 2 C = CHR 1 - comprises a polymer of an olefin, wherein, R 1 is 1 to 26 pieces A straight or branched chain alkyl radical containing up to 8 carbon atoms, the polymer containing carbon-carbon unsaturation, preferably a high degree of terminal ethenylidene unsaturation. Preferably, such a polymer comprises an interpolymer of ethylene and at least one alpha-olefin of the above formula, wherein R 1 is alkyl of 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 Is alkyl of 8 carbon atoms, and even more preferably alkyl of 1 to 2 carbon atoms. Thus, useful alpha-olefin monomers and comonomers include, for example, propylene, butene-1, hexene-1, octene-1,4-methylpentene-1, decene-1, dodecene-1, tridecene-1, tetradecene-. 1, pentadecene-1, hexadecene-1, heptadecene-1, octadecene-1, nonadecene-1, and mixtures thereof (for example, a mixture of propylene and butene-1). Examples of such polymers are propylene homopolymers, butene-1 homopolymers, ethylene-propylene copolymers, ethylene-butene-1 copolymers, propylene-butene copolymers, etc., which polymers have at least some terminal and/or internal deficiency. Contains saturation. Preferred polymers are unsaturated copolymers of ethylene and propylene and ethylene and butene-1. Interpolymers used herein may contain a comonomer a small amount of, for example, of 0.5 to 5 mol% C 4 -C 18 non-conjugated diolefin. However, it is preferred that the polymers used in the present invention include only alpha-olefin homopolymers, interpolymers of alpha-olefin comonomers, and interpolymers of ethylene and alpha-olefin comonomers. The molar ethylene content of the polymers used in the present invention is preferably in the range of 0-80%, more preferably 0-60%. When propylene and/or butene-1 is used as comonomer(s) with ethylene, the ethylene content of such copolymers is most preferably from 15 to 50%, but with higher or lower ethylene content. It may be the amount.

これらのポリマーは、少なくとも1つのメタロセン(例えば、シクロペンタジエニル−遷移金属化合物)およびアルモキサン化合物を含む触媒系の存在下で、アルファ−オレフィンモノマー、またはアルファ−オレフィンモノマーの混合物、またはエチレンと少なくとも1つのC〜C28アルファ−オレフィンモノマーを含む混合物を重合することによって、調製することができる。このプロセスを使用して、ポリマー鎖の95%以上が末端エテニリデン型不飽和を有するポリマーを提供することができる。末端エテニリデン不飽和を示すポリマー鎖の百分率は、FTIR分光分析、滴定、またはC13NMRによって決定できる。この後者のタイプのインターポリマーは、式POLY−C(R)=CHによって特徴付けることができ、式中、Rは、C〜C26アルキルであり、好ましくはC〜C18アルキル、より好ましくはC〜C、最も好ましくはC〜Cアルキル(例えば、メチルまたはエチル)であり、POLYはポリマー鎖を表す。Rアルキル基の鎖長は、重合で使用するために選択されるコモノマー(複数可)に応じて変わる。少量のポリマー鎖は、末端エテニル、すなわちビニル、不飽和、すなわちPOLY−CH=CHを含有することができ、ポリマーの一部は、内部モノ不飽和、例えばPOLY−CH=CH(R)を含有することができ、式中Rは上で定義したとおりである。これらの末端不飽和インターポリマーは、既知のメタロセン化学によって調製することができ、また、米国特許第5,498,809号、同第5,663,130号、同第5,705,577号、同第5,814,715号、同第6,022,929号、および同第6,030,930号に記載されているように調製することもできる。 These polymers include alpha-olefin monomers, or mixtures of alpha-olefin monomers, or at least ethylene and at least ethylene, in the presence of a catalyst system comprising at least one metallocene (eg, cyclopentadienyl-transition metal compound) and alumoxane compound. one C 3 -C 28 alpha - by polymerizing a mixture comprising olefin monomer, can be prepared. This process can be used to provide polymers in which 95% or more of the polymer chains have terminal ethenylidene type unsaturation. The percentage of polymer chains exhibiting terminal ethenylidene unsaturation can be determined by FTIR spectroscopy, titration, or C 13 NMR. This latter type of interpolymer can be characterized by the formula POLY-C(R 1 )═CH 2 , where R 1 is C 1 -C 26 alkyl, preferably C 1 -C 18 alkyl. , More preferably C 1 -C 8 , most preferably C 1 -C 2 alkyl (eg methyl or ethyl), where POLY represents the polymer chain. The chain length of the R 1 alkyl group depends on the comonomer(s) selected for use in the polymerization. A minor amount of polymer chains may contain terminal ethenyls, ie vinyls, unsaturated, ie POLY-CH═CH 2 , part of the polymer being internal monounsaturated, eg POLY-CH═CH(R 1 ). Can be included, where R 1 is as defined above. These terminally unsaturated interpolymers can be prepared by known metallocene chemistry and are also described in US Pat. Nos. 5,498,809, 5,663,130, 5,705,577, It can also be prepared as described in U.S. Pat. Nos. 5,814,715, 6,022,929, and 6,030,930.

別の有用なクラスのポリマーは、イソブテン、スチレンなどのカチオン重合により調製されたポリマーである。このクラス由来の一般的なポリマーとしては、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素などのルイス酸触媒の存在下で、約35〜約75質量%のブテン含有量および約30〜約60質量%のイソブテン含有量を有するC製油所流の重合によって得られるポリイソブテンが挙げられる。ポリ−n−ブテンを作製するためのモノマーの好ましい供給源は、ラフィネートIIなどの石油供給流である。これらの供給原料は、米国特許第4,952,739号などの技術分野で開示されている。ポリイソブチレンは、ブテン流からのカチオン重合により(例えば、AlClまたはBF触媒を使用して)容易に入手可能であるため、本明細書で最も好ましい骨格である。そのようなポリイソブチレンは、一般に、鎖に沿って配置されたポリマー鎖当たり約1つのエチレン性二重結合の量で、残留不飽和を含有する。好ましい実施形態は、純粋なイソブチレン流またはラフィネートI流から調製されたポリイソブチレンを利用して、末端ビニリデンオレフィンを有する反応性イソブチレンポリマーを調製する。好ましくは、高反応性ポリイソブチレン(HR−PIB)と称されるこれらのポリマーは、少なくとも65%、例えば70%、より好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも85%の末端ビニリデン含有量を有する。そのようなポリマーの調製は、例えば、米国特許第4,152,499号に記載されている。HR−PIBは既知であり、HR−PIBは商品名Glissopal(商標)(BASFから)およびUltravis(商標)(BP−Amocoから)で市販されている。 Another useful class of polymers are those polymers prepared by cationic polymerization of isobutene, styrene and the like. Typical polymers from this class include butene content of about 35 to about 75 wt% and isobutene of about 30 to about 60 wt% in the presence of a Lewis acid catalyst such as aluminum trichloride or boron trifluoride. Mention may be made of polyisobutene obtained by C 4 refinery-stream polymerization having a content. A preferred source of monomers for making poly-n-butene is a petroleum feed stream such as Raffinate II. These feedstocks are disclosed in the technical field such as US Pat. No. 4,952,739. Polyisobutylene is the most preferred scaffold herein because it is readily available by cationic polymerization from butene streams (eg, using AlCl 3 or BF 3 catalysts). Such polyisobutylenes generally contain residual unsaturation in an amount of about 1 ethylenic double bond per polymer chain arranged along the chain. A preferred embodiment utilizes polyisobutylene prepared from a pure isobutylene stream or a Raffinate I stream to prepare a reactive isobutylene polymer having a terminal vinylidene olefin. Preferably, these polymers referred to as highly reactive polyisobutylene (HR-PIB) have a terminal vinylidene content of at least 65%, for example 70%, more preferably at least 80% and most preferably at least 85%. .. The preparation of such polymers is described, for example, in US Pat. No. 4,152,499. HR-PIB is known and is commercially available under the trade names Glissopal™ (from BASF) and Ultravis™ (from BP-Amoco).

使用することができるポリイソブチレンポリマーは、一般に、約700〜3000の炭化水素鎖に基づいている。ポリイソブチレンを作製するための方法は既知である。ポリイソブチレンは、ハロゲン化(例えば、塩素化)、熱「エン」反応によって、または触媒(例えば、過酸化物)を使用したフリーラジカルグラフト化によって、官能化することができる。 The polyisobutylene polymers that can be used are generally based on about 700 to 3000 hydrocarbon chains. Methods for making polyisobutylene are known. Polyisobutylene can be functionalized by halogenation (eg, chlorination), thermal “ene” reaction, or by free radical grafting using a catalyst (eg, peroxide).

炭化水素またはポリマー骨格は、例えば、上記の3つのプロセスのいずれかまたはそれらの組み合わせを任意の順序で使用して、ポリマーもしくは炭化水素鎖上の炭素−炭素不飽和の部位において選択的に、または鎖に沿ってランダムに、カルボン酸生成部分(好ましくは酸または無水物部分)によって官能化することができる。 The hydrocarbon or polymer backbone may be selected, for example, at any of the carbon-carbon unsaturation sites on the polymer or hydrocarbon chain using any of the above three processes or combinations thereof in any order, or It can be functionalized randomly with a carboxylic acid generating moiety (preferably an acid or anhydride moiety) along the chain.

ポリマー炭化水素を不飽和カルボン酸、無水物、またはエステルと反応させるためのプロセス、およびそのような化合物からの誘導体の調製は、米国特許第3,087,936号、同第3,172,892号、同第3,215,707号、同第3,231,587号、同第3,272,746号、同第3,275,554号、同第3,381,022号、同第3,442,808号、同第3,565,804号、同第3,912,764号、同第4,110,349号、同第4,234,435号、同第5,777,025号、同第5,891,953号、およびEP 0 382 450 B1、CA−1,335,895、およびGB−A−1,440,219で開示されている。 Processes for reacting polymeric hydrocarbons with unsaturated carboxylic acids, anhydrides, or esters, and the preparation of derivatives from such compounds are described in US Pat. Nos. 3,087,936, 3,172,892. No. 3, No. 3,215,707, No. 3,231,587, No. 3,272,746, No. 3,275,554, No. 3,381,022, No. 3 No. 442,808, No. 3,565,804, No. 3,912,764, No. 4,110,349, No. 4,234,435, No. 5,777,025. No. 5,891,953, and EP 0 382 450 B1, CA-1,335,895, and GB-A-1,440,219.

ポリマーまたは炭化水素は、例えば、ハロゲン支援官能化(例えば、塩素化など)プロセスまたは熱「エン」反応を使用して、ポリマーまたは炭化水素鎖上において、主に炭素間不飽和(エチレン性不飽和またはオレフィン性不飽和とも称される)の部位において、官能部分または官能剤、すなわち酸、無水物、エステル部分などの添加をもたらす条件下で、ポリマーまたは炭化水素を反応させることによって、ポリマーまたは炭化水素は、カルボン酸生成部分(好ましくは酸または無水物)で官能化することができる。 Polymers or hydrocarbons are predominantly carbon-carbon unsaturated (ethylenically unsaturated) on the polymer or hydrocarbon chain using, for example, halogen-assisted functionalization (eg, chlorination, etc.) processes or thermal “ene” reactions. (Also referred to as olefinic unsaturation), by reacting the polymer or hydrocarbon under conditions that result in the addition of a functional moiety or agent, ie, acid, anhydride, ester moiety, etc. The hydrogen can be functionalized with a carboxylic acid generating moiety, preferably an acid or anhydride.

官能化
選択的官能化は、60〜250℃、好ましくは110〜160℃、例えば120〜140℃の温度で、約0.5〜10時間、好ましくは1〜7時間、塩素または臭素をポリマー中に通すことにより、不飽和α−オレフィンポリマーを、ポリマーまたは炭化水素の重量に基づいて約1〜8質量%、好ましくは3〜7質量%の塩素または臭素でハロゲン化、例えば塩素化または臭素化することによって、達成することができる。次いで、ハロゲン化ポリマーまたは炭化水素(以下、骨格)を、必要な数の官能部分を骨格に付加することができる十分なモノ不飽和反応物、例えばモノ不飽和カルボン酸反応物と、100〜250℃、通常は約180℃〜235℃において、約0.5〜10時間、例えば3〜8時間、反応させる。その得られた生成物は、ハロゲン化骨格の1モル当たり所望のモル数のモノ不飽和カルボン酸反応物を含有する。あるいは、その高温材料に対して塩素を添加しながら、骨格およびモノ不飽和カルボン酸反応物を混合し、加熱する。
Functionalization Selective functionalization involves chlorine or bromine in the polymer at a temperature of 60-250°C, preferably 110-160°C, such as 120-140°C, for about 0.5-10 hours, preferably 1-7 hours. The unsaturated α-olefin polymer by halogenation, for example chlorination or bromination, with about 1 to 8% by weight, preferably 3 to 7% by weight of chlorine or bromine, based on the weight of the polymer or hydrocarbons. Can be achieved by: Then, a halogenated polymer or hydrocarbon (hereinafter, skeleton) is added to a sufficient amount of monounsaturated reactant capable of adding a necessary number of functional moieties to the skeleton, for example, a monounsaturated carboxylic acid reactant and 100 to 250. The reaction is carried out at 0°C, usually about 180°C to 235°C for about 0.5 to 10 hours, for example 3 to 8 hours. The resulting product contains the desired number of moles of monounsaturated carboxylic acid reactant per mole of halogenated backbone. Alternatively, the framework and the monounsaturated carboxylic reactant are mixed and heated while adding chlorine to the hot material.

塩素化は、通常は、出発オレフィンポリマーとモノ不飽和官能化反応物との反応性を高めるのに役立つが、本発明での使用が考えられるポリマーまたは炭化水素のいくつかに関しては、特に、高い末端結合含有量および反応性を有するそれらの好ましいポリマーまたは炭化水素に関しては、必要ない。したがって、好ましくは、骨格とモノ不飽和官能性反応物、例えばカルボン酸反応物を、高温で接触させて、初期の熱「エン」反応を起こさせることが好ましい。各反応は既知である。 Chlorination usually helps to increase the reactivity of the starting olefin polymer with the monounsaturated functionalized reactants, but is particularly high for some of the polymers or hydrocarbons contemplated for use in the present invention. Not necessary for those preferred polymers or hydrocarbons that have end-link content and reactivity. Therefore, it is preferred to contact the backbone with a monounsaturated functional reactant, such as a carboxylic acid reactant, at an elevated temperature to initiate the initial thermal "ene" reaction. Each reaction is known.

炭化水素またはポリマー骨格は、様々な方法によってポリマー鎖に沿って官能基をランダムに結合させることによって官能化することができる。例えば、溶液または固体形態のポリマーは、フリーラジカル開始剤の存在下で、上記のように、モノ不飽和カルボン酸反応物でグラフト化してもよい。溶液状態で行われる場合、グラフト化は、約100〜260℃、好ましくは120〜240℃の範囲の高温で起こる。好ましくは、フリーラジカル開始グラフト化は、初期総油溶液に基づいて、例えば1〜50質量%、好ましくは5〜30質量%のポリマーを含有する鉱物潤滑油溶液で達成されるはずである。 The hydrocarbon or polymer backbone can be functionalized by randomly attaching functional groups along the polymer chain by a variety of methods. For example, the solution or solid form of the polymer may be grafted with a monounsaturated carboxylic acid reactant as described above in the presence of a free radical initiator. When performed in solution, the grafting occurs at elevated temperatures in the range of about 100-260°C, preferably 120-240°C. Preferably, free radical initiated grafting should be accomplished with a mineral lubricating oil solution containing, for example, 1 to 50 wt% polymer, preferably 5 to 30 wt% polymer, based on the initial total oil solution.

使用できるフリーラジカル開始剤は、過酸化物、ヒドロペルオキシド、およびアゾ化合物であり、好ましくは、約100℃を超える沸点を有し、グラフト温度範囲内で熱分解してフリーラジカルを提供するものである。これらのフリーラジカル開始剤の代表例は、アゾブチロニトリル、2,5−ジメチルヘキサ−3−エン−2、5−ビス−第三級ブチルペルオキシドおよびジクメンペルオキシドである。開始剤は、使用されるとき、典型的には、反応混合物溶液の重量に基づいて0.005重量%〜1重量%の量で使用される。典型的には、前記モノ不飽和カルボン酸反応物質材料およびフリーラジカル開始剤は、約1.0:1〜30:1、好ましくは3:1〜6:1の重量比範囲で使用される。グラフトは、好ましくは、窒素ブランケット下などの不活性雰囲気で実施される。得られたグラフト化ポリマーは、ポリマー鎖に沿ってランダムに結合されたカルボン酸(またはエステルまたは無水物)部分を有することを特徴としている。上記フリーラジカルグラフトは、本発明で使用される他のポリマーおよび炭化水素のために使用することができる。 Free radical initiators that can be used are peroxides, hydroperoxides, and azo compounds, which preferably have boiling points above about 100° C. and which pyrolyze within the grafting temperature range to provide free radicals. is there. Representative examples of these free radical initiators are azobutyronitrile, 2,5-dimethylhex-3-ene-2, 5-bis-tertiary butyl peroxide and dicumene peroxide. The initiator, when used, is typically used in an amount of 0.005% to 1% by weight based on the weight of the reaction mixture solution. Typically, the monounsaturated carboxylic reactant material and free radical initiator are used in a weight ratio range of about 1.0:1 to 30:1, preferably 3:1 to 6:1. Grafting is preferably carried out in an inert atmosphere such as under a nitrogen blanket. The resulting grafted polymer is characterized by having carboxylic acid (or ester or anhydride) moieties randomly attached along the polymer chain. The free radical grafts described above can be used for other polymers and hydrocarbons used in the present invention.

骨格を官能化するために使用される好ましいモノ不飽和反応物は、モノおよびジカルボン酸材料、すなわち、酸材料、無水物材料、または酸エステル材料、例えば、(i)モノ不飽和C〜C10ジカルボン酸であって、(a)カルボキシル基がビシニル(すなわち、隣接する炭素原子に位置する)であり、および(b)当該隣接する炭素原子の少なくとも1個、好ましくは両方が当該モノ不飽和の一部である、モノ不飽和C〜C10ジカルボン酸;(ii)(i)の誘導体、例えば(i)の無水物またはC〜Cアルコール由来のモノ−またはジエステル;(iii)炭素−炭素二重結合が、カルボキシ基、すなわち、構造−C=C−CO−と共役しているモノ不飽和C〜C10モノカルボン酸;(iv)(iii)の誘導体、例えば(iii)のモノまたはジエステルから誘導されたC〜Cアルコールを含む。モノ不飽和カルボン酸材料(i)〜(iv)の混合物も使用することができる。骨格との反応により、モノ不飽和カルボン酸反応物のモノ不飽和は飽和する。したがって、例えば、無水マレイン酸は骨格置換無水コハク酸になり、アクリル酸は骨格置換プロピオン酸になる。そのようなモノ不飽和カルボン酸反応物の例は、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、クロロマレイン酸、クロロマレイン酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、および前述したものの低級アルキル(例えば、C〜Cアルキル)酸エステル、例えばマレイン酸メチル、フマル酸エチル、およびフマル酸メチルである。 Preferred monounsaturated reactants used to functionalize the backbone, mono- and dicarboxylic acids material, i.e., acid materials, anhydride material or ester materials include, for example, (i) monounsaturated C 4 -C 10 dicarboxylic acids, wherein (a) the carboxyl group is vicinyl (ie located on adjacent carbon atoms), and (b) at least one, and preferably both, of said adjacent carbon atoms are said monounsaturated. which is part of, monounsaturated C 4 -C 10 dicarboxylic acids; (ii) derivatives of (i), such as anhydrides of (i) or C 1 -C 5 alcohol derived mono - or diesters; (iii) carbon - carbon double bond, a carboxyl group, i.e., monounsaturated C 3 -C 10 monocarboxylic acids are structurally -C = C-CO- and conjugate; derivative (iv) (iii), for example (iii ) Mono- or diester-derived C 1 -C 5 alcohols. Mixtures of monounsaturated carboxylic acid materials (i) to (iv) can also be used. The reaction with the skeleton saturates the monounsaturation of the monounsaturated carboxylic acid reactant. Thus, for example, maleic anhydride becomes a backbone-substituted succinic anhydride and acrylic acid becomes a backbone-substituted propionic acid. Examples of such monounsaturated carboxylic acid reactants are fumaric acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, chloromaleic acid, chloromaleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and Lower alkyl (eg C 1 -C 4 alkyl) acid esters of the foregoing, such as methyl maleate, ethyl fumarate, and methyl fumarate.

必要な官能価を提供するために、モノ不飽和カルボン酸反応物、好ましくは無水マレイン酸は、典型的には、ポリマーまたは炭化水素のモルに基づいて、ほぼ等モル量から約100質量%過剰、好ましくは5〜50質量%までの範囲の量で使用される。未反応の過剰なモノ不飽和カルボン酸反応物は、必要であれば、例えば、通常は真空下でストリッピングすることによって、最終的な分散剤生成物から除去することができる。 To provide the required functionality, the monounsaturated carboxylic reactant, preferably maleic anhydride, is typically in an approximately equimolar amount to about 100% by weight excess, based on the moles of polymer or hydrocarbon. , Preferably in amounts ranging from 5 to 50% by weight. Unreacted excess monounsaturated carboxylic acid reactant can be removed from the final dispersant product, if necessary, for example by stripping, usually under vacuum.

誘導体化
次いで、官能化された油溶性ポリマー炭化水素骨格は、アミン、アミノアルコール、アミド、またはそれらの混合物などの窒素含有求核反応物で誘導体化され、対応する誘導体を形成する。アミン化合物が好ましい。官能化ポリマーを誘導体化するのに有用なアミン化合物は、少なくとも1つのアミンを含み、かつ、1つ以上の追加のアミンまたは他の反応性基または極性基を含むことができる。これらのアミンは、ヒドロカルビルアミンであってもよく、またはヒドロカルビル基が、他の基、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミド基、ニトリル、イミダゾリン基などを含む主にヒドロカルビルアミンであってもよい。特に有用なアミン化合物としては、モノアミンおよびポリアミンが挙げられ、例えば、1分子当たり、約1〜12個、例えば3〜12個、好ましくは3〜9個、最も好ましくは約6〜約7個の窒素原子を有する、総炭素原子2〜60個、例えば2〜40個(例えば、3〜20個)のポリアルケンおよびポリオキシアルキレンポリアミンが挙げられる。例えばアルキレンジハライドとアンモニアとの反応により調製される、アミン化合物の混合物は、好都合に使用することができる。好ましいアミンは、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン;1,4−ジアミノブタン;ポリエチレンアミン、例えば1,6−ジアミノヘキサン;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;およびポリプロピレンアミン、例えば1,2−プロピレンジアミン;およびジ−(1,2−プロピレン)トリアミンを含む、脂肪族飽和アミンである。そのようなポリアミン混合物はPAMとして知られており、市販されている。特に好ましいポリアミン混合物は、PAM生成物からライトエンドを蒸留することによって誘導される混合物である。「重い」PAM、またはHPAMとして知られている、得られた混合物も市販されている。PAMおよび/またはHPAMの両方の特性および属性は、例えば、米国特許第4,938,881号、同第4,927,551号、同第5,230,714号、同第5,241,003号、同第5,565,128号、同第5,756,431号、同第5,792,730号、および同第5,854,186号に記載されている。
Derivatization The functionalized oil-soluble polymeric hydrocarbon backbone is then derivatized with a nitrogen-containing nucleophile, such as amines, amino alcohols, amides, or mixtures thereof to form the corresponding derivatives. Amine compounds are preferred. Amine compounds useful for derivatizing functionalized polymers include at least one amine, and can include one or more additional amines or other reactive or polar groups. These amines may be hydrocarbyl amines or may be predominantly hydrocarbyl amines in which the hydrocarbyl group contains other groups such as hydroxy, alkoxy, amide, nitrile, imidazoline and the like. Particularly useful amine compounds include monoamines and polyamines, eg, about 1-12, such as 3-12, preferably 3-9, and most preferably about 6 to about 7, molecules per molecule. Mention may be made of polyalkenes and polyoxyalkylene polyamines having 2 to 60, for example 2 to 40 (eg 3 to 20) total carbon atoms having a nitrogen atom. Mixtures of amine compounds, prepared for example by reaction of alkylene dihalides with ammonia, can be conveniently used. Preferred amines are, for example, 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane; 1,4-diaminobutane; polyethyleneamines such as 1,6-diaminohexane; diethylenetriamine; triethylenetetramine; tetraethylenepentamine; and Aliphatic saturated amines, including polypropyleneamines such as 1,2-propylenediamine; and di-(1,2-propylene)triamine. Such a polyamine mixture is known as PAM and is commercially available. A particularly preferred polyamine mixture is a mixture derived by distilling the light ends from the PAM product. The resulting mixture, known as "heavy" PAM, or HPAM, is also commercially available. Properties and attributes of both PAM and/or HPAM are described, for example, in US Pat. Nos. 4,938,881, 4,927,551, 5,230,714, 5,241,003. No. 5,565,128, No. 5,756,431, No. 5,792,730, and No. 5,854,186.

他の有用なアミン化合物としては、1,4−ジ(アミノメチル)シクロヘキサンなどの脂環式ジアミンおよびイミダゾリンなどの複素環式窒素化合物が挙げられる。別の有用なクラスのアミンは、米国特許第4,857,217号、同第4,956,107号、同第4,963,275号、および同第5,229,022号に開示されているポリアミドおよび関連のアミドアミンである。米国特許第4,102,798号、同第4,113,639号、同第4,116,876号、およびUK989,409に記載されているトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TAM)を使用することもできる。デンドリマー、星状アミン、櫛状構造アミンも使用することができる。同様に、米国特許第5,053,152号に記載されているように、縮合アミンを使用することができる。官能化ポリマーは、例えば、米国特許第4,234,435号および同第5,229,022号、ならびにEP−A−208,560に記載されている従来の技術を使用して、アミン化合物と反応させる。 Other useful amine compounds include cycloaliphatic diamines such as 1,4-di(aminomethyl)cyclohexane and heterocyclic nitrogen compounds such as imidazoline. Another useful class of amines is disclosed in US Pat. Nos. 4,857,217, 4,956,107, 4,963,275, and 5,229,022. Polyamide and related amidoamines. Tris(hydroxymethyl)aminomethane (TAM) described in US Pat. Nos. 4,102,798, 4,113,639, 4,116,876, and UK989,409 is used. You can also Dendrimers, star amines, comb-structured amines can also be used. Similarly, fused amines can be used, as described in US Pat. No. 5,053,152. The functionalized polymer is treated with an amine compound using conventional techniques described in, for example, US Pat. Nos. 4,234,435 and 5,229,022, and EP-A-208,560. React.

好ましい分散剤
本発明で使用するために好ましい分散剤は、少なくとも1つのポリアルケニルスクシンイミドを含むものであり、それは、ポリアルケニル置換無水コハク酸(例えば、PIBSA)と、約0.65〜約1.25、好ましくは約0.8〜約1.1、最も好ましくは約0.9〜約1のカップリング比を有するポリアミン(PAM)との反応生成物である。本開示の文脈において、「カップリング比」は、PIBSAにおけるスクシニル基の数の、ポリアミン反応物における第一級アミン基の数に対する比と定義することができる。
Preferred Dispersants Preferred dispersants for use in the present invention are those that include at least one polyalkenyl succinimide, which is a polyalkenyl substituted succinic anhydride (eg, PIBSA) and from about 0.65 to about 1. 25, preferably about 0.8 to about 1.1, and most preferably a reaction product with a polyamine (PAM) having a coupling ratio of about 0.9 to about 1. In the context of this disclosure, "coupling ratio" can be defined as the ratio of the number of succinyl groups in PIBSA to the number of primary amine groups in the polyamine reactant.

別のクラスの高分子量無灰分散剤は、マンニッヒ塩基縮合生成物を含む。一般に、これらの生成物は、例えば米国特許第3,442,808号に開示されているように、約1モルの長鎖アルキル置換モノ−またはポリヒドロキシベンゼンを、約1〜2.5モルのカルボニル化合物(複数可)(例えば、ホルムアルデヒドおよびパラホルムアルデヒド)および約0.5〜2モルのポリアルキレンポリアミンと縮合させることによって、調製される。そのようなマンニッヒ塩基縮合生成物は、ベンゼン基上の置換基としてメタロセン触媒重合のポリマー生成物を含むことができるか、または、米国特許第3,442,808号に記載されているのと同様の方法で、無水コハク酸で置換されたそのようなポリマーを含有する化合物と反応することができる。メタロセン触媒系を使用して合成された官能化および/または誘導体化オレフィンポリマーの例は、上記特定した刊行物に記載されている。 Another class of high molecular weight ashless dispersants comprises Mannich base condensation products. Generally, these products contain about 1 mole of long chain alkyl-substituted mono- or polyhydroxybenzene, as disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 3,442,808, to about 1-2.5 moles. It is prepared by condensing with a carbonyl compound(s) (eg formaldehyde and paraformaldehyde) and about 0.5-2 moles of a polyalkylene polyamine. Such Mannich base condensation products can include polymer products of metallocene-catalyzed polymerization as a substituent on the benzene group, or similar to those described in US Pat. No. 3,442,808. Can be reacted with a compound containing such a polymer substituted with succinic anhydride. Examples of functionalized and/or derivatized olefin polymers synthesized using metallocene catalyst systems are described in the publications identified above.

本発明で使用するために好ましい分散剤は、1.4を超える、より好ましくは1.5を超える、例えば、約1.5〜約2.2、より好ましくは約1.5〜約2.0、または約1.5〜約1.9の官能価(F)を有する。官能価(F)は、以下の式に従って決定することができ、
F=(SAP x M)/((1122 x A.I.)−(SAP x MW))(1)
式中、SAPは、鹸化数(すなわち、ASTM D94に従って決定された1グラムのコハク酸含有反応生成物の酸基の完全中和に消費されたKOHのミリグラム数)であり、Mは、出発オレフィンポリマー(ポリブテン)の数平均分子量であり、A.I.は、コハク酸含有反応生成物の活性成分の百分率(残りは未反応のポリブテンおよび希釈剤である)であり、MWは、ジカルボン酸生成部分の分子量(無水マレイン酸の場合は98)である。一般に、各ジカルボン酸生成部分(コハク酸基)は、求核基(ポリアミン部分)と反応し、PIBSAにおけるコハク酸基の数は、完成した分散剤における求核基の数を決定する。
Preferred dispersants for use in the present invention are greater than 1.4, more preferably greater than 1.5, for example about 1.5 to about 2.2, more preferably about 1.5 to about 2. It has a functionality (F) of 0, or about 1.5 to about 1.9. The functionality (F) can be determined according to the formula:
F=(SAP x M n )/((1122 x AI)-(SAP x MW))(1)
Where SAP is the saponification number (ie, the number of milligrams of KOH consumed for complete neutralization of the acid groups of 1 gram of succinic acid-containing reaction product, determined according to ASTM D94) and M n is the starting The number average molecular weight of the olefin polymer (polybutene), I. Is the percentage of active components of the succinic acid-containing reaction product (the rest is unreacted polybutene and diluent) and MW is the molecular weight of the dicarboxylic acid-forming moiety (98 for maleic anhydride). Generally, each dicarboxylic acid producing moiety (succinic acid group) reacts with a nucleophilic group (polyamine moiety) and the number of succinic acid groups in the PIBSA determines the number of nucleophilic groups in the finished dispersant.

ポリマーの分子量、具体的にはMは、様々な既知の技術によって決定することができる。簡便な方法の1つは、分子量分布情報をさらに提供するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)である(W.W.Yau,J.J.Kirkland and D.D.Bly,”Modern Size Exclusion Liquid Chromatography”,John Wiley and Sons,New York,1979を参照されたい)。特に低分子量ポリマーについて分子量を決定するための別の有用な方法は、蒸気圧浸透圧測定法である(例えば、ASTM D3592を参照されたい)。 The molecular weight of a polymer, specifically M n , can be determined by various known techniques. One convenient method is gel permeation chromatography (GPC), which further provides molecular weight distribution information (WW Yau, JJ Kirkland and DD Bly, "Modern Size Excitation Liquid Chromatography"). , John Wiley and Sons, New York, 1979). Another useful method for determining molecular weight, especially for low molecular weight polymers, is vapor pressure osmometry (see, eg, ASTM D3592).

分散剤の形成に使用される好適な炭化水素またはポリマーとしては、イソブテンのカチオン重合により調製されるポリマーが挙げられる。このクラスの一般的なポリマーとしては、三フッ化ホウ素(BF)などのルイス酸触媒の存在下における、ブテン含有量が約35〜約75重量%およびイソブテン含有量が約30〜約60重量%のC精製流の重合により得られるポリイソブテンが挙げられる。好ましくは、ポリイソブチレンを、純粋なイソブチレン流またはラフィネートI流から調製して、末端ビニリデンオレフィンを有する反応性イソブチレンポリマーを調製する。好ましくは、高反応性ポリイソブチレン(HR−PIB)と称されるこれらのポリマーは、少なくとも60%、例えば70%、より好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも85%の末端ビニリデン含有量を有する。そのようなポリマーの調製は、例えば、米国特許第4,152,499号に記載されている。そのようなポリマーは、従来HR−PIBと称され、HR−PIBは、Texas Petrochemical Corporation(TPC)から、または(商品名Glissopal(商標)で)BASFから市販されている。HR−PIBを不飽和カルボン酸または無水物と加熱反応させ、得られたアシル化剤(PIBSA)をアミンとさらに反応させるプロセスは、良く知られており、例えば、米国特許第4,152,499号およびEP 0 355 895に記載されている。 Suitable hydrocarbons or polymers used to form the dispersant include polymers prepared by cationic polymerization of isobutene. Typical polymers in this class include butene content of about 35 to about 75 wt% and isobutene content of about 30 to about 60 wt% in the presence of a Lewis acid catalyst such as boron trifluoride (BF 3 ). % Polyisobutene obtained by polymerization of a C 4 purified stream. Preferably, polyisobutylene is prepared from a pure isobutylene stream or a Raffinate I stream to prepare a reactive isobutylene polymer having a terminal vinylidene olefin. Preferably, these polymers referred to as highly reactive polyisobutylene (HR-PIB) have a terminal vinylidene content of at least 60%, for example 70%, more preferably at least 80% and most preferably at least 85%. .. The preparation of such polymers is described, for example, in US Pat. No. 4,152,499. Such a polymer is conventionally referred to as HR-PIB, which is commercially available from Texas Petrochemical Corporation (TPC) or from BASF (under the trade name Glissopal™). Processes in which HR-PIB is heated to react with unsaturated carboxylic acids or anhydrides and the resulting acylating agent (PIBSA) is further reacted with amines are well known and are described, for example, in US Pat. No. 4,152,499. And EP 0 355 895.

必要な官能価を提供するために、モノ不飽和カルボン酸反応物、(無水マレイン酸)は、典型的には、ポリマーのモルに基づいて、約5〜約300%過剰、好ましくは約10〜200%、例えば20〜100%過剰の範囲の量で使用される。未反応の過剰なモノ不飽和カルボン酸反応物は、必要であれば、例えば、真空下でストリッピングすることによって、最終的な分散剤生成物から除去することができる。 To provide the required functionality, the monounsaturated carboxylic acid reactant, (maleic anhydride), is typically about 5 to about 300% excess, preferably about 10%, based on the moles of polymer. It is used in an amount in the range of 200%, for example 20-100% excess. Unreacted excess monounsaturated carboxylic acid reactant can be removed from the final dispersant product if necessary, for example by stripping under vacuum.

分散剤の形成に有用なポリアミンとしては、1分子当たり、3〜8個の窒素原子、好ましくは1分子当たり約5〜約8個の窒素原子を有するか、または平均して有するポリアミンが挙げられる。これらのアミンは、ヒドロカルビルアミンであってもよく、またはヒドロカルビル基が他の基、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミド基、ニトリル、イミダゾリン基などを含む主にヒドロカルビルアミンであってもよい。例えばアルキレンジハライドとアンモニアとの反応により調製される、アミン化合物の混合物は、好都合に使用することができる。好ましいアミンは、例えば、ポリエチレンアミン、例えば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、およびポリプロピレンアミン、例えばジ−(1,2−プロピレン)トリアミンを含む、脂肪族飽和アミンである。そのようなポリアミン混合物はPAMとして知られており、市販されている。有用なポリアミン混合物としては、PAM生成物からライトエンドを蒸留することによって誘導される混合物が挙げられる。「重い」PAM、またはHPAMとして知られている、得られた混合物も市販されている。PAMおよび/またはHPAMの両方の特性および属性は、例えば、米国特許第4,938,881号、同第4,927,551号、同第5,230,714号、同第5,241,003号、同第5,565,128号、同第5,756,431号、同第5,792,730号、および同第5,854,186号に記載されている。 Polyamines useful in forming the dispersants include those having or averaging from 3 to 8 nitrogen atoms per molecule, preferably from about 5 to about 8 nitrogen atoms per molecule. .. These amines may be hydrocarbyl amines or may be predominantly hydrocarbyl amines in which the hydrocarbyl group contains other groups such as hydroxy, alkoxy, amide, nitrile, imidazoline and the like. Mixtures of amine compounds, prepared for example by reaction of alkylene dihalides with ammonia, can be conveniently used. Preferred amines are saturated aliphatic amines including, for example, polyethyleneamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and polypropyleneamines such as di-(1,2-propylene)triamine. Such a polyamine mixture is known as PAM and is commercially available. Useful polyamine mixtures include those derived by distilling the light ends from the PAM product. The resulting mixture, known as "heavy" PAM, or HPAM, is also commercially available. Properties and attributes of both PAM and/or HPAM are described, for example, in US Pat. Nos. 4,938,881, 4,927,551, 5,230,714, 5,241,003. No. 5,565,128, No. 5,756,431, No. 5,792,730, and No. 5,854,186.

本発明の潤滑油組成物に組み込まれる基油の総量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは60〜92重量%の範囲の量、より好ましくは75〜90重量%の範囲の量、最も好ましくは75〜88重量%の範囲の量である。 The total amount of base oil incorporated into the lubricating oil composition of the present invention is preferably in the range of 60-92% by weight, more preferably in the range of 75-90% by weight, based on the total weight of the lubricating oil composition. Amounts, most preferably in the range 75-88% by weight.

本発明で使用される基油に関しては特に制限はなく、様々な従来の既知の鉱油および合成油を好都合に使用することができる。 There is no particular limitation on the base oil used in the present invention, and various conventionally known mineral oils and synthetic oils can be conveniently used.

本発明で使用される基油は、1つ以上の鉱油および/または1つ以上の合成油の混合物を都合よく含むことができる。 The base oil used in the present invention may conveniently comprise a mixture of one or more mineral oils and/or one or more synthetic oils.

鉱油としては、水素化仕上げプロセスおよび/または脱蝋によりさらに精製することができる、流動石油および溶媒処理または酸処理されたパラフィン、ナフテン、もしくはパラフィン/ナフテン混合型の鉱物潤滑油が挙げられる。 Mineral oils include liquid petroleum and solvent-treated or acid-treated paraffin, naphthene, or mixed paraffin/naphthene mineral lubricating oils that can be further refined by hydrofinishing processes and/or dewaxing.

ナフテン系基油は、粘度指数(VI)が低く(通常40〜80)、流動点が低い。そのような基油は、ナフテンが豊富でワックス含有量が低い供給原料から製造され、主として、色と色の安定性が重要で、VIおよび酸化安定性が二次的に重要な潤滑剤のために使用される。 The naphthenic base oil has a low viscosity index (VI) (usually 40 to 80) and a low pour point. Such base oils are produced from feedstocks that are rich in naphthenes and low in wax content and are primarily for lubricants where color and color stability are important and VI and oxidative stability are secondarily important. Used for.

パラフィン系基油は、VIが高く(一般に>95)、流動点が高い。当該基油は、パラフィンが豊富な供給原料から製造され、VIおよび酸化安定性が重要な潤滑剤のために使用される。 Paraffinic base oils have high VI (generally >95) and high pour points. The base oil is made from paraffin-rich feedstock and is used for lubricants where VI and oxidative stability are important.

フィッシャー・トロプシュ誘導基油は、本発明の潤滑油組成物において基油として好都合に使用することができ、例えば、フィッシャー・トロプシュ誘導基油は、EP−A−776959、EP−A−668342、WO−A−97/21788、WO−00/15736、WO−00/14188、WO−00/14187、WO−00/14183、WO−00/14179、WO−00/08115、WO−99/41332、EP−1029029、WO−01/18156、およびWO−01/57166に開示されている。 Fischer-Tropsch derived base oils can be conveniently used as base oils in the lubricating oil compositions of the present invention, for example Fischer-Tropsch derived base oils are described in EP-A-776959, EP-A-668342, WO -A-97/21788, WO-00/15736, WO-00/14188, WO-00/14187, WO-00/14183, WO-00/14179, WO-00/08115, WO-99/41332, EP -1029029, WO-01/18156, and WO-01/57166.

合成プロセスにより、より単純な物質から分子を構築したり、必要な正確な特性を付与するために構造を変更したりすることができる。 The synthetic process allows one to construct molecules from simpler materials or to modify the structure to confer the exact properties required.

合成油としては、オレフィンオリゴマー(PAOs)などの炭化水素油、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、および脱蝋ワックス状ラフィネートが挙げられる。Royal Dutch/Shell Group of Companiesから「XHVI」(商標)の名称で販売されている合成炭化水素基油は好都合に使用することができる。 Synthetic oils include hydrocarbon oils such as olefin oligomers (PAOs), dibasic acid esters, polyol esters, and dewaxed waxy raffinates. The synthetic hydrocarbon base oil sold under the name "XHVI"™ by Royal Dutch/Shell Group of Companies may be conveniently used.

好ましくは、基油は、ASTM D2007に従って測定すると、80重量%超、好ましくは90重量%超の飽和物を含有する鉱油および/または合成油を含む。 Preferably, the base oil comprises mineral and/or synthetic oils containing greater than 80% by weight, preferably greater than 90% by weight saturates, as measured according to ASTM D2007.

基油は、元素硫黄として計算され、ASTM D2622、ASTM D4294、ASTM D4927、またはASTM D3120に従って測定すると、1.0重量%未満、好ましくは0.1重量%未満の硫黄を含有することがさらに好ましい。 More preferably the base oil contains less than 1.0% by weight, preferably less than 0.1% by weight of sulfur, calculated as elemental sulfur and measured according to ASTM D2622, ASTM D4294, ASTM D4927 or ASTM D3120. ..

好ましくは、基油流体の粘度指数は、ASTM D2270に従って測定すると、80を超え、より好ましくは120を超える。 Preferably, the viscosity index of the base oil fluid is greater than 80, more preferably greater than 120, measured according to ASTM D2270.

好ましくは、潤滑油組成物は、100℃で2〜80mm/sの範囲、より好ましくは3〜70mm/sの範囲、最も好ましくは4〜50mm/sの範囲の動粘度を有する。 Preferably, the lubricating oil composition is in the range of 2~80mm 2 / s at 100 ° C., more preferably in the range of 3~70mm 2 / s, and most preferably have a kinematic viscosity in the range of 4~50mm 2 / s.

本発明の潤滑油組成物におけるリンの総量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは0.04〜0.12重量%の範囲、より好ましくは0.04〜0.09重量%の範囲、最も好ましくは0.045〜0.08重量%の範囲である。 The total amount of phosphorus in the lubricating oil composition of the present invention is preferably in the range of 0.04 to 0.12% by weight, more preferably 0.04 to 0.09% by weight, based on the total weight of the lubricating oil composition. Is the most preferable range, and the most preferable range is 0.045 to 0.08% by weight.

本発明の潤滑油組成物は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは2.0重量%以下、より好ましくは1.0重量%以下、最も好ましくは0.8重量%以下の硫酸化灰分含有量を有する。 The lubricating oil composition of the present invention is preferably 2.0% by weight or less, more preferably 1.0% by weight or less, most preferably 0.8% by weight or less, based on the total weight of the lubricating oil composition. Has a ash content.

本発明の潤滑油組成物は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは1.2重量%以下、より好ましくは0.8重量%以下、最も好ましくは0.2重量%以下の硫黄含有量を有する。 The lubricating oil composition of the present invention preferably has 1.2 wt% or less, more preferably 0.8 wt% or less, most preferably 0.2 wt% or less sulfur, based on the total weight of the lubricating oil composition. Has a content.

本発明の潤滑油組成物は、酸化防止剤、耐摩耗性添加剤、清浄剤、分散剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、腐食防止剤、消泡剤、およびシール固定剤またはシール相溶剤(seal fix or seal compatibility agents)などの追加の添加剤をさらに含むことができる。 The lubricating oil composition of the present invention comprises an antioxidant, an antiwear additive, a detergent, a dispersant, a friction modifier, a viscosity index improver, a pour point depressant, a corrosion inhibitor, an antifoaming agent, and a seal fixing agent. Additional additives such as agents or seal compatibilities can be further included.

好都合に使用できる酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤および/またはフェノール系酸化防止剤の群から選択されるものが挙げられる。 Advantageously used antioxidants include those selected from the group of amine antioxidants and/or phenolic antioxidants.

好ましい実施形態では、当該抗酸化剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、0.1〜5.0重量%の範囲の量で、より好ましくは0.3〜3.0重量%の範囲の量で、最も好ましくは0.5〜1.5重量%範囲の量で存在する。 In a preferred embodiment, the antioxidant is present in an amount ranging from 0.1 to 5.0% by weight, more preferably 0.3 to 3.0% by weight, based on the total weight of the lubricating oil composition. It is present in an amount in the range, most preferably in the range 0.5 to 1.5% by weight.

好都合に使用することができるアミン系酸化防止剤の例としては、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、フェニル−β−ナフチルアミン、およびアルキル化α−ナフチルアミンが挙げられる。 Examples of amine antioxidants that can be conveniently used include alkylated diphenylamines, phenyl-α-naphthylamines, phenyl-β-naphthylamines, and alkylated α-naphthylamines.

好ましいアミン系酸化防止剤としては、ジアルキルジフェニルアミン、例えばp,p’−ジオクチル−ジフェニルアミン、p,p’−ジ−α−メチルベンジル−ジフェニルアミン、およびN−p−ブチルフェニル−N−p’−オクチルフェニルアミン、モノアルキルジフェニルアミン、例えばモノ−t−ブチルジフェニルアミン、およびモノ−オクチルジフェニルアミン、ビス(ジアルキルフェニル)アミン、例えばジ−(2,4−ジエチルフェニル)アミン、およびジ(2−エチル−4−ノニルフェニル)アミン、アルキルフェニル−1−ナフチルアミン、例えばオクチルフェニル−1−ナフチルアミン、n−t−ドデシルフェニル−1−ナフチルアミン、1−ナフチルアミン、アリールナフチルアミン、例えばフェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、N−ヘキシルフェニル−2−ナフチルアミン、およびN−オクチルフェニル−2−ナフチルアミン、フェニレンジアミン、例えばN,N’−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、およびN,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、およびフェノチアジン、例えばフェノチアジンおよび3,7−ジオクチルフェノチアジンが挙げられる。 Preferred amine-based antioxidants include dialkyldiphenylamines such as p,p'-dioctyl-diphenylamine, p,p'-di-α-methylbenzyl-diphenylamine, and Np-butylphenyl-Np'-octyl. Phenylamine, monoalkyldiphenylamines such as mono-t-butyldiphenylamine, and mono-octyldiphenylamines, bis(dialkylphenyl)amines such as di-(2,4-diethylphenyl)amine, and di(2-ethyl-4-). Nonylphenyl)amine, alkylphenyl-1-naphthylamine, such as octylphenyl-1-naphthylamine, n-t-dodecylphenyl-1-naphthylamine, 1-naphthylamine, arylnaphthylamine, such as phenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine. , N-hexylphenyl-2-naphthylamine, and N-octylphenyl-2-naphthylamine, phenylenediamines such as N,N'-diisopropyl-p-phenylenediamine, and N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine, and Mention may be made of phenothiazines such as phenothiazine and 3,7-dioctylphenothiazine.

好ましいアミン系酸化防止剤としては、次の商品名:「Sonoflex OD−3」(Seiko Kagaku Co.から)、「Irganox L−57」(Ciba Specialty Chemicals Co.から)、およびフェノチアジン(Hodogaya Kagaku Co.から)で市販されているものが挙げられる。 Preferred amine-based antioxidants include the following trade names: “Sonoflex OD-3” (from Seiko Kagaku Co.), “Irganox L-57” (from Ciba Specialty Chemicals Co.), and phenothiazine (Hodokauga. From) are commercially available.

好都合に使用することができるフェノール系酸化防止剤の例としては、3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパン酸のC7−C9分岐アルキルエステル、2−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メトキシフェノール、3−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、2,6−ジ−t−ブチル−4−アルキルフェノール、例えば2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−アルコキシフェノール、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノールおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−エトキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプトオクチルアセテート、アルキル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、例えばn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n−ブチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートおよび2’−エチルヘキシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−dt−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,2’−メチレン−ビス(4−アルキル−6−t−ブチルフェノール)、例えば2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール、2,2−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、ビスフェノール、例えば4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−(ジ−p−ヒドロキシフェニル)プロパン、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、4,4’−シクロヘキシリデンビス(2,6−t−ブチルフェノール)、ヘキサメチレングリコール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、2,2’−チオ−[ジエチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)プロピオニルオキシ]エチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)および2,2’−チオビス(4,6−ジ−t−ブチルレゾルシノール)、ポリフェノール、例えばテトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス−[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)酪酸]グリコールエステル、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−(2”,4”−ジ−t−ブチル−3”−ヒドロキシフェニル)メチル−6−t−ブチルフェノールおよび2,6−ビス(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、およびp−t−ブチルフェノール−ホルムアルデヒド縮合物およびp−t−ブチルフェノール−アセトアルデヒド縮合物が挙げられる。 Examples of phenolic antioxidants that can be conveniently used include C7-C9 branched alkyl esters of 3,5-bis(1,1-dimethyl-ethyl)-4-hydroxy-benzenepropanoic acid, 2-t. -Butylphenol, 2-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2,4-di-t-butylphenol, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, 2-t -Butyl-4-methoxyphenol, 3-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,6-di-t-butyl-4-alkylphenol, for example 2,6-di -T-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-alkoxyphenol, For example, 2,6-di-t-butyl-4-methoxyphenol and 2,6-di-t-butyl-4-ethoxyphenol, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylmercaptooctyl acetate, alkyl -3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, for example n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, n-butyl- 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate and 2'-ethylhexyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 2,6-dt -Butyl-α-dimethylamino-p-cresol, 2,2'-methylene-bis(4-alkyl-6-t-butylphenol), for example 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2-methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), bisphenol such as 4,4′-butylidenebis(3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4′-methylenebis(2,6-di-) t-butylphenol), 4,4'-bis(2,6-di-t-butylphenol), 2,2-(di-p-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-di-t). -Butyl-4-hydroxyphenyl)propane, 4,4'-cyclohexylidenebis(2,6-t-butylphenol), hexamethyleneglycol-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-) Hydroxyphenyl)propionate], triethyleneglycol Bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], 2,2'-thio-[diethyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) ) Propionate], 3,9-bis{1,1-dimethyl-2-[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methyl-phenyl)propionyloxy]ethyl}2,4,8,10 -Tetraoxaspiro[5,5]undecane, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol) and 2,2'-thiobis(4,6-di-t-butylresorcinol), polyphenols, For example, tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane, 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl). Butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, bis-[3,3'-bis(4'-hydroxy- 3'-t-butylphenyl)butyric acid]glycol ester, 2-(3',5'-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)methyl-4-(2",4"-di-t-butyl- 3"-hydroxyphenyl)methyl-6-t-butylphenol and 2,6-bis(2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylbenzyl)-4-methylphenol, and pt-butylphenol -Formaldehyde condensates and pt-butylphenol-acetaldehyde condensates.

好ましいフェノール系酸化防止剤としては、次の商品名、「Irganox L−135」(Ciba Specialty Chemicals Co.から)、「Yoshinox SS」(Yoshitomi Seiyaku Co.から)、「Antage W−400」(Kawaguchi Kagaku Co.から)、「Antage W−500」(Kawaguchi Kagaku Co.)、「Antage W−300」(Kawaguchi Kagaku Co.から)、「Irganox L109」(Ciba Specialty Chemicals Co.から)、「Tominox917」(Yoshitomi Seiyaku Co.から)、「Irganox L115」(Ciba Speciality Chemicals Co.から)、「Sumilizer GA80」(Sumitomo Kagaku)、「Antage RC」(Kawaguchi Kagaku Co.から)、「Irganox L101」(Ciba Speciality Chemicals Co.から)、「Yoshinox930」(Yoshitomi Seiyaku Co.から)で入手可能なフェノール系酸化防止剤が挙げられる。 Preferred phenolic antioxidants are the following trade names, "Irganox L-135" (from Ciba Specialty Chemicals Co.), "Yoshinox SS" (from Yoshitomi Seiyaku Co.), and "Antawa Kwage 400". Co.), "Antage W-500" (Kawaguchi Chi Kagaku Co.), "Antage W-300" (Kawaguchi Chi Kagaku Co.), "Irganox Cozy", "Ciba Species". Seiyaku Co.), "Irganox L115" (from Ciba Specialty Chemicals Co.), "Sumilizer GA80" (Sumitomo Cogai cuacu Caku), "Antage RC" (Kawaguchi). ), and "Yoshinox 930" (from Yoshitomi Seiyaku Co.).

本発明の潤滑油組成物は、1つ以上のフェノール系酸化防止剤と1つ以上のアミン系酸化防止剤との混合物を含むことができる。 The lubricating oil composition of the present invention can include a mixture of one or more phenolic antioxidants and one or more amine antioxidants.

好ましい実施形態では、潤滑油組成物は、耐摩耗性添加剤として単一のジチオリン酸亜鉛または2つ以上のジチオリン酸亜鉛の組み合わせを含むことができ、そのまたは各ジチオリン酸亜鉛は、ジアルキル−、ジアリール−、またはアルキルアリール−ジチオリン酸亜鉛から選択される。 In a preferred embodiment, the lubricating oil composition may comprise a single zinc dithiophosphate or a combination of two or more zinc dithiophosphates as an antiwear additive, wherein each or each zinc dithiophosphate is a dialkyl-, Selected from diaryl- or alkylaryl-zinc dithiophosphates.

ジチオリン酸亜鉛化合物は、潤滑組成物の重量に基づいて、好ましくは0.01重量%〜0.16重量%、より好ましくは0.06重量%〜0.12重量%のリンを提供するような量で潤滑組成物中に存在する。 The zinc dithiophosphate compound is preferably such that it provides 0.01% to 0.16% by weight, more preferably 0.06% to 0.12% by weight of phosphorus, based on the weight of the lubricating composition. Present in the lubricating composition in an amount.

ジチオリン酸亜鉛は、当技術分野で良く知られている添加剤であり、一般式IIによって好都合に表すことができ、

Figure 2020517787
式中、R〜Rは同じでも異なっていてもよく、各々1〜20個の炭素原子、好ましくは3〜12個の炭素原子を含有する第一級アルキル基、3〜20個の炭素原子、好ましくは3〜12個の炭素原子を含有する第二級アルキル基、アリール基またはアルキル基で置換されたアリール基、であり、当該アルキル置換基は、1〜20個の炭素原子、好ましくは3〜18個の炭素原子を含有する。 Zinc dithiophosphate is an additive well known in the art and may conveniently be represented by the general formula II:
Figure 2020517787
In the formula, R 2 to R 5 may be the same or different and each is a primary alkyl group containing 1 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, 3 to 20 carbon atoms. An atom, preferably a secondary alkyl group containing 3 to 12 carbon atoms, an aryl group or an aryl group substituted with an alkyl group, wherein the alkyl substituent is 1 to 20 carbon atoms, preferably Contains 3 to 18 carbon atoms.

〜Rが全て互いに異なるジチオリン酸亜鉛化合物は、単独で、またはR〜Rが全て同じであるジチオリン酸亜鉛化合物と混合して、使用することができる。 The zinc dithiophosphate compounds in which R 2 to R 5 are all different from each other can be used alone or in a mixture with the zinc dithiophosphate compound in which R 2 to R 5 are all the same.

好ましくは、本発明で使用される、そのまたは各々のジチオリン酸亜鉛は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛である。 Preferably, the or each zinc dithiophosphate used in the present invention is a zinc dialkyldithiophosphate.

市販されている好適なジチオリン酸亜鉛の例としては、商品名「Lz1097」および「Lz1395」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「OLOA267」および「OLOA269R」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛、および商品名「HITEC7197」でAfton Chemicalから入手可能なジチオリン酸亜鉛;ジチオリン酸亜鉛、商品名Infineum C9417でInfineumから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「Lz677A」、「Lz1095」、および「Lz1371」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、商品名「OLOA262」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛、および商品名「HITEC7169」でAfton Chemicalから入手可能なジチオリン酸亜鉛;およびジチオリン酸亜鉛、商品名「Lz1370」および「Lz1373」でLubrizol Corporationから入手可能なジチオリン酸亜鉛、および商品名「OLOA260」でChevron Oroniteから入手可能なジチオリン酸亜鉛が挙げられる。 Examples of suitable commercially available zinc dithiophosphates include zinc dithiophosphates available from Lubrizol Corporation under the trade names "Lz1097" and "Lz1395", and trade names "OLOA267" and "OLOA269R" available from Chevron Oronite. Zinc dithiophosphate, and zinc dithiophosphate available from Afton Chemical under the trade name "HITEC 7197"; Zinc dithiophosphate, zinc dithiophosphate available from Infineum under the trade name Infinium C9417, trade names "Lz677A", "Lz1095", and Zinc dithiophosphate available from Lubrizol Corporation under "Lz1371", zinc dithiophosphate available from Chevron Oronite under the trade name "OLOA262", and zinc dithiophosphate available from Afton Chemical under the trade name "HITEC7169"; and dithiophosphate. Zinc, zinc dithiophosphates available from Lubrizol Corporation under the trade names "Lz1370" and "Lz1373", and zinc dithiophosphates available from Chevron Oronite under the trade name "OLOA260".

本発明による潤滑油組成物は、一般に、潤滑油組成物の総重量に基づいて0.4〜1.2重量%の範囲でジチオリン酸亜鉛を含むことができる。 The lubricating oil composition according to the present invention may generally include zinc dithiophosphate in the range of 0.4 to 1.2 wt% based on the total weight of the lubricating oil composition.

追加のまたは代替の耐摩耗性添加剤を好都合に便利に本発明の組成物において使用することができる。 Additional or alternative antiwear additives may be conveniently and conveniently used in the compositions of this invention.

本発明の潤滑油において使用され得る典型的な清浄剤としては、1つ以上のサリチラートおよび/またはフェネートおよび/またはスルホネート清浄剤が挙げられる。 Typical detergents that may be used in the lubricating oils of the present invention include one or more salicylate and/or phenate and/or sulfonate detergents.

しかしながら、清浄剤として使用される金属有機および無機の塩基塩は、潤滑油組成物の硫酸化灰分含有量の原因となり得るため、本発明の好ましい実施形態では、係る添加剤の量は最小限に抑えられる。 However, since metal organic and inorganic base salts used as detergents can contribute to the sulfated ash content of the lubricating oil composition, in preferred embodiments of the invention, the amount of such additives is minimized. It can be suppressed.

さらに、低硫黄レベルを維持するために、サリチレート清浄剤が好ましい。 Further, salicylate detergents are preferred to maintain low sulfur levels.

したがって、好ましい実施形態では、本発明の潤滑油組成物は、1つ以上のサリチレート清浄剤を含むことができる。 Thus, in a preferred embodiment, the lubricating oil composition of the present invention can include one or more salicylate detergents.

本発明の潤滑油組成物の全硫酸化灰分含有量を、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは2.0重量%以下のレベル、より好ましくは1.0重量%以下のレベル、最も好ましくは0.8重量%以下のレベルに維持するために、当該清浄剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、好ましくは0.05〜20.0重量%、より好ましくは1.0〜10.0重量%、最も好ましくは2.0〜5.0重量%の範囲の量で使用する。 The total sulfated ash content of the lubricating oil composition of the present invention is preferably at a level of 2.0 wt% or less, more preferably at a level of 1.0 wt% or less, based on the total weight of the lubricating oil composition, Most preferably, to maintain the level at 0.8 wt% or less, the detergent is preferably 0.05-20.0 wt%, more preferably 1. 2 wt%, based on the total weight of the lubricating oil composition. It is used in an amount ranging from 0 to 10.0% by weight, most preferably 2.0 to 5.0% by weight.

さらに、当該清浄剤は独立して、ISO3771で測定すると、10〜500mg.KOH/gの範囲、より好ましくは30〜350mg.KOH/gの範囲、最も好ましくは50〜300mg.KOH/gの範囲のTBN(全アルカリ価)値を有することが好ましい。 Further, the detergent is independently 10-500 mg. KOH/g range, more preferably 30-350 mg. KOH/g range, most preferably 50-300 mg. It is preferable to have a TBN (total alkalinity) value in the range of KOH/g.

本発明の潤滑油組成物に好都合に使用することができる粘度指数向上剤の例としては、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレン星状コポリマーおよびポリメタクリレートコポリマー、およびエチレン−プロピレンコポリマーが挙げられる。そのような粘度指数向上剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、1〜20重量%の範囲の量で好都合に使用することができる。 Examples of viscosity index improvers that may be conveniently used in the lubricating oil composition of the present invention include styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene star and polymethacrylate copolymers, and ethylene-propylene copolymers. Such viscosity index improvers can be conveniently used in amounts ranging from 1 to 20% by weight, based on the total weight of the lubricating oil composition.

ポリメタクリレートは、効果的な流動点降下剤として本発明の潤滑油組成物において好都合に使用することができる。 Polymethacrylates can be conveniently used in the lubricating oil compositions of the present invention as effective pour point depressants.

さらに、アルケニルコハク酸またはそのエステル部分、ベンゾトリアゾール系化合物、およびチオジアゾール系化合物などの化合物は、本発明の潤滑油組成物において腐食防止剤として好都合に使用することができる。 In addition, compounds such as alkenyl succinic acid or its ester moieties, benzotriazole compounds, and thiodiazole compounds can be conveniently used as corrosion inhibitors in the lubricating oil compositions of the present invention.

ポリシロキサン、ジメチルポリシクロヘキサン、およびポリアクリレートなどの化合物は、消泡剤として本発明の潤滑油組成物において好都合に使用することができる。 Compounds such as polysiloxanes, dimethylpolycyclohexane, and polyacrylates can be conveniently used in the lubricating oil compositions of the present invention as antifoam agents.

本発明の潤滑油組成物においてシール固定剤またはシール適合剤として好都合に使用できる化合物としては、例えば、市販の芳香族エステルが挙げられる。 Compounds that may be conveniently used as seal fixatives or seal compatibilizers in the lubricating oil composition of the present invention include, for example, commercially available aromatic esters.

本明細書の潤滑組成物は、60℃の温度で基油を液晶化合物および1つ以上の添加剤と混合することによって、従来の配合技術を使用して好都合に調製することができる。 The lubricating compositions herein can be conveniently prepared using conventional compounding techniques by mixing the base oil with the liquid crystal compound and one or more additives at a temperature of 60°C.

本発明を次の実施例によって以下で説明するが、本発明の範囲を限定することは何ら意図していない。 The invention is illustrated below by the following examples, without any intention to limit the scope of the invention.

基油(GTL4,100℃において約4cStの動粘度を有するフィッシャー・トロプシュ誘導基油、Shellから入手可能)をZDTPと組み合わせることによって、様々な潤滑組成物を調製した。ZDTPは、最終潤滑組成物に0.08重量%のリンが提供されるような量で添加した。配合物はまた、窒素含有無灰分散剤(以下の表1においてD1、D2、D3、またはD4と明示してある)を様々な量で含有して、様々な量の窒素を有する潤滑組成物(最終潤滑組成物の重量に基づいて0.05重量%のN、0.07重量%のN、または0.1重量%のN)も含有した。潤滑組成物における煤の存在の影響をシミュレートするために、最終潤滑組成物の5重量%にあたる量で潤滑組成物にカーボンブラックも添加した。 Various lubricating compositions were prepared by combining base oil (GTL 4, Fischer-Tropsch derived base oil having a kinematic viscosity at 100° C. of about 4 cSt, available from Shell) with ZDTP. ZDTP was added in an amount to provide 0.08 wt% phosphorus in the final lubricating composition. The formulation also contains a nitrogen-containing ashless dispersant (designated D1, D2, D3, or D4 in Table 1 below) in various amounts to provide a lubricating composition having various amounts of nitrogen ( It also contained 0.05 wt% N, 0.07 wt% N, or 0.1 wt% N) based on the weight of the final lubricating composition. Carbon black was also added to the lubricating composition in an amount equal to 5% by weight of the final lubricating composition to simulate the effect of the presence of soot in the lubricating composition.

本実施例で使用される窒素含有無灰分散剤は、以下の表1に列挙した特性を有するポリイソブチレンスクシンイミドであった。

Figure 2020517787
The nitrogen-containing ashless dispersant used in this example was polyisobutylene succinimide having the properties listed in Table 1 below.
Figure 2020517787

HFRR摩耗試験
潤滑剤配合物に関してHFRR摩耗試験を行った。HFRR(高摩擦往復リグ、High−Friction Reciprocating Rig)は、燃料および潤滑剤の性能を評価するために使用される、制御された往復摩擦および摩耗試験デバイスである。テストでは、潤滑剤中に浸漬させた固定スチールディスクの平らな表面に対して荷重をかけ往復運動させる直径6mmのスチールボールを使用する。各試験の終わりに、ボールおよびディスクを試験装置から取り出し、トルエンおよびイソプロパノールですすぎ、次いで、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)の0.05重量%溶液で60秒間処理した。これは、光学系摩耗測定に干渉する可能性があるため、表面のZDTP耐摩耗性フィルムを除去するためであった。次いで、SWLI Veeco Wyko model NT9100を使用して、ボールおよびディスクの摩耗傷の摩耗量を判定するために、トポグラフィー画像を取得し分析した。その装置は、ナノメートルの検出範囲で粗い表面を測定するために較正された垂直走査干渉法(VSI)モードに設定した。
HFRR Abrasion Test The HFRR Abrasion Test was performed on the lubricant formulations. HFRR (High-Friction Reciprocating Rig) is a controlled reciprocating friction and wear test device used to evaluate fuel and lubricant performance. The test uses a 6 mm diameter steel ball that is loaded and reciprocated against the flat surface of a fixed steel disk immersed in a lubricant. At the end of each test, the balls and discs were removed from the test equipment, rinsed with toluene and isopropanol, and then treated with a 0.05 wt% solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) for 60 seconds. This was to remove the ZDTP abrasion resistant film on the surface as it could interfere with optical system abrasion measurements. Topographic images were then acquired and analyzed using a SWLI Veeco Wyko model NT9100 to determine the amount of wear on the ball and disc wear scars. The instrument was set to Vertical Scan Interferometry (VSI) mode calibrated to measure rough surfaces with a detection range of nanometers.

これらの摩耗試験の結果を以下の表2に示す。

Figure 2020517787
The results of these abrasion tests are shown in Table 2 below.
Figure 2020517787

考察
表2の結果から、ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤D3およびD4(それぞれ1.5および1.8の官能価を有する)を含む配合物は、ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤D1およびD2(それぞれ1.3および1.4の官能価Fvを有する)を含有する配合物と比較して、摩耗が低減した(測定された摩耗痕が少ない)ことを認めることができる。
Discussion From the results in Table 2, formulations containing polyisobutylene succinimide dispersants D3 and D4 (having functionality of 1.5 and 1.8, respectively) were tested for polyisobutylene succinimide dispersants D1 and D2 (1.3 and respectively). It can be seen that the wear is reduced (fewer measured wear scars) compared to the formulation containing 1.4 with a functionality Fv of 1.4).

Claims (10)

ジチオリン酸亜鉛化合物および煤の存在下で摩耗を低減するための潤滑組成物における窒素含有無灰分散剤の使用であって、前記窒素含有無灰分散剤が1.4を超える官能価(F)を有する、使用。 Use of a nitrogen-containing ashless dispersant in a lubricating composition for reducing wear in the presence of a zinc dithiophosphate compound and soot, said nitrogen-containing ashless dispersant having a functionality (F) of greater than 1.4. ,use. 前記窒素含有無灰分散剤が、1.5を超える官能価(F)を有する、請求項1に記載の使用。 Use according to claim 1, wherein the nitrogen-containing ashless dispersant has a functionality (F) of greater than 1.5. 前記窒素含有無灰分散剤が、窒素含有求核反応物で誘導体化された官能化油溶性ポリマー炭化水素骨格を含む、請求項1または2に記載の使用。 Use according to claim 1 or 2, wherein the nitrogen-containing ashless dispersant comprises a functionalized oil-soluble polymeric hydrocarbon backbone derivatized with a nitrogen-containing nucleophile. 前記窒素含有求核反応物が、アミン、アミノ−アルコール、アミド、またはそれらの混合物から選択される請求項3に記載の使用。 Use according to claim 3, wherein the nitrogen-containing nucleophilic reactant is selected from amines, amino-alcohols, amides, or mixtures thereof. 前記窒素含有求核反応物が、アミンである請求項3または4に記載の使用。 Use according to claim 3 or 4, wherein the nitrogen-containing nucleophilic reactant is an amine. 前記窒素含有無灰分散剤が、ポリアルケニル置換無水コハク酸とポリアミンとの反応生成物である少なくとも1つのポリアルケニルスクシンイミドを含む、請求項1〜5のいずれかに記載の使用。 Use according to any of claims 1-5, wherein the nitrogen-containing ashless dispersant comprises at least one polyalkenylsuccinimide which is the reaction product of a polyalkenyl-substituted succinic anhydride and a polyamine. 前記窒素含有無灰分散剤が、少なくとも1つのポリイソブチレンスクシンイミドを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。 7. Use according to any of claims 1-6, wherein the nitrogen-containing ashless dispersant comprises at least one polyisobutylene succinimide. 前記窒素含有分散剤が、前記潤滑組成物の重量に基づいて、0.001重量%〜15重量%の窒素レベルを提供するようなレベルで前記潤滑組成物中に存在する、請求項1〜7のいずれかに記載の使用。 8. The nitrogen-containing dispersant is present in the lubricating composition at a level to provide a nitrogen level of 0.001% to 15% by weight, based on the weight of the lubricating composition. Use according to any one of. 前記窒素含有分散剤が、前記潤滑組成物の重量に基づいて、0.05重量%〜0.1重量%の窒素レベルを提供するようなレベルで前記潤滑組成物中に存在する、請求項1〜8のいずれかに記載の使用。 The nitrogen-containing dispersant is present in the lubricating composition at a level to provide a nitrogen level of 0.05% to 0.1% by weight, based on the weight of the lubricating composition. The use according to any one of to 8. 前記潤滑組成物が、基油および1つ以上の添加剤を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の使用。 Use according to any of claims 1 to 9, wherein the lubricating composition comprises a base oil and one or more additives.
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