JP2020522585A - 多成分洗浄剤システムによるタイミングチェーンの摩耗に対する耐性を改善するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
主要量の基油と、
少量の添加剤パッケージであって、
a)ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも150mg KOH/gの総塩基価を有する、少なくとも1種以上の過塩基性カルシウムフェネート洗浄剤、
b)少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤、および
c)少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤、を含む、添加剤パッケージと、を含み、
潤滑油組成物は、少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤からの総カルシウムと潤滑油組成物中の総カルシウムおよびマグネシウムとの重量比が約0.06〜約0.45未満である。
(a)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)置換基、および芳香族置換基、脂肪族置換基および脂環式置換芳香族置換基、ならびに環が分子の他の部分を介して完成する(例えば、2個の置換基が一緒になって脂環式部分を形成する)置換基と、
(b)置換された炭化水素置換基、すなわち、本開示の範囲において主な炭化水素置換基を変化させない非炭化水素基(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、アミノ、アルキルアミノおよびスルホキシ)を含む置換基と、
(c)ヘテロ置換基、すなわち、本開示範囲において、主な炭化水素特性を有する一方で環または鎖中に炭素以外のものを含み、それ以外は炭素原子からなる置換基と、が含まれる。ヘテロ原子は硫黄、酸素、および窒素を含み、かつ具体的にはピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルなどの置換基を含んでもよい。一般的には、ヒドロカルビル基中の10個の炭素原子毎に2個以下、例えば1個以下の非炭化水素置換基が存在し、通常、ヒドロカルビル基中には非炭化水素置換基は存在しない。
主要量の基油と、
少量の添加剤パッケージであって、
a)ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも150mg KOH/gの総塩基価を有する、少なくとも1種以上の過塩基性カルシウムフェネート洗浄剤、
b)少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤、および
c)少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤、を含む、添加剤パッケージと、を含む。
本明細書の潤滑油組成物中に使用される基油は、米国石油協会(American Petroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelinesに明記される、I〜V群における基油のいずれかから選択されてもよい。5つの基油の群は、以下の通りである。
タイミングチェーンの伸びを低減する方法において使用するための本開示の潤滑剤組成物は、ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも150mg KOH/gの総塩基価を有する、少なくとも1種以上の過塩基性カルシウムフェネート洗浄剤と、少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤とを含有する。
本開示の潤滑油組成物は、1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェート耐摩耗剤を任意に含有してもよい。ジアルキルジチオホスフェート塩中の金属は、アルカリ金属、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、チタン、または亜鉛であってもよい。特に有用な金属ジアルキルジチオホスフェート塩は、亜鉛ジアルキルジチオホスフェートであり得る。
潤滑剤組成物は、任意選択で、1つ以上の追加の分散剤またはそれらの混合物をさらに含んでもよい。分散剤は、潤滑油組成物への混合前にそれらが灰形成金属を含有せず、潤滑剤への添加時にそれらが通常いかなる灰にも寄与しないため、しばしば無灰型分散剤として知られる。無灰型分散剤は、比較的高分子または量の炭化水素鎖に結合した極性基を特徴とする。典型的な無灰分散剤には、N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドが含まれる。N−置換長鎖アルケニルスクシンイミドの例には、約350〜約5000、または約500〜約3000の範囲の数平均分子量のポリイソブチレン置換基を有するポリイソブチレンスクシンイミドが含まれる。スクシンイミド分散剤およびその調製方法は、例えば米国特許第7,897,696号および米国特許第4,234,435号に開示されている。スクシンイミド分散剤は、典型的には、ポリアミン、典型的にはポリ(エチレンアミン)から形成されたイミドである。
本開示の潤滑油組成物は、任意に、1つ以上のモリブデン含有化合物を含有してもよい。油溶性モリブデン化合物は、耐摩耗剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、またはそれらの混合物の機能的性能を有してもよい。油溶性モリブデン化合物は、モリブデンジチオカルバメート、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、ジチオホスフィン酸モリブデン、モリブデン化合物のアミン塩、キサントゲン酸モリブデン、チオキサントンモリブデン、モリブデン硫化物、カルボン酸モリブデン、モリブデンアルコキシド、三核有機モリブデン化合物、および/またはこれらの混合物を含んでもよい。モリブデン硫化物は二硫化モリブデンを含む。二硫化モリブデンは安定な分散液の形態であってもよい。一実施形態では、油溶性モリブデン化合物は、モリブデンジチオカルバメート、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、モリブデン化合物のアミン塩、およびこれらの混合物から選択されてもよい。一実施形態では、油溶性モリブデン化合物は、モリブデンジチオカルバメートであってもよい。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択で、1つ以上の酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤化合物は既知のものであり、例えば、フェネート、フェネートスルフィド、硫化オレフィン、ホスホ硫化テルペン、硫化エステル、芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン(例えば、ノニルジフェニルアミン、ジ−ノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジ−オクチルジフェニルアミン)、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−アルファ−ナフチルアミン、ヒンダード非芳香族アミン、フェノール、ヒンダードフェノール、油溶性モリブデン化合物、高分子酸化防止剤、またはそれらの混合物を含む。酸化防止剤化合物は単独または組み合わせて用いられてもよい。
本明細書における潤滑油組成物はまた、任意に、1つ以上の極圧剤を含有してもよい。油に可溶性である極圧(EP)剤は、硫黄およびクロロ硫黄含有EP剤、塩素化炭化水素EP剤、ならびにリンEP剤を含む。そのようなEP剤の例として、塩素化ワックス;ジベンジルジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフェノール、硫化ジペンテン、硫化テルペン、および硫化ディールス−アルダー付加物などの有機スルフィドおよびポリスルフィド;硫化リンとテレピンまたはオレイン酸メチルとの反応生成物などのリン硫化炭化水素;例えば、ジブチルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジシクロヘキシルホスファイト、ペンチルフェニルホスファイトといった、ジヒドロカルビルおよびトリヒドロカルビルホスファイトなどのリンエステル;ジペンチルフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、ジステアリルホスファイト、およびポリプロピレン置換フェニルホスファイト;亜鉛ジオクチルジチオカルバメートおよびバリウムヘプチルフェノール二酸などの金属チオカルバメート;例えば、ジアルキルジチオリン酸とプロピレンオキシドとの反応生成物のアミン塩を含む、アルキルおよびジアルキルリン酸のアミン塩;およびそれらの混合物が挙げられる。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1つ以上の摩擦調整剤を含有してもよい。好適な摩擦調整剤は、金属含有および金属を含有しない摩擦調整剤を含んでもよい、限定されるものではないが、イミダゾリン類、アミド類、アミン類、スクシンイミド類、アルコキシル化アミン類、アルコキシル化エーテルアミン類、アミンオキシド類、アミドアミン類、ニトリル類、ベタイン類、第四級アミン類、イミン類、アミン塩類、アミノグアニジン類、アルカノールアミド類、ホスホン酸類、金属含有化合物類、グリセロールエステル類、硫化脂肪族化合物およびオレフィン類、ヒマワリ油その他の天然に存在する植物油または動物油、ジカルボン酸エステル、ポリオールと1種以上の脂肪族または芳香族カルボン酸とのエステルもしくは部分エステルなどを含んでもよい。
本明細書の潤滑油組成物は、上記に論じられるホウ酸化分散剤以外に、任意に、1種以上のホウ素含有化合物を含有してもよい。
本発明の潤滑油組成物に使用され得る別の分類の任意の添加剤は、油溶性チタン化合物である。油溶性チタン化合物は、耐摩耗剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、沈着制御添加剤、またはこれらの機能のうちの1つ以上として機能してもよい。一実施形態では、油溶性チタン化合物は、チタン(IV)アルコキシドであってもよい。チタンアルコキシドは、一価アルコール、ポリオール、またはそれらの混合物から形成されてもよい。一価アルコキシドは、2〜16、または3〜10個の炭素原子を有してもよい。一実施形態では、チタンアルコキシドは、チタン(IV)イソプロポキシドであってもよい。一実施形態では、チタンアルコキシドは、チタン(IV)2−エチルヘキソキシドであってもよい。一実施形態では、チタン化合物は、1,2−ジオールまたはポリオールのアルコキシドであってもよい。一実施形態では、1,2−ジオールは、オレイン酸などの、グリセロールの脂肪酸モノエステルを含む。一実施形態では、油溶性チタン化合物は、チタンカルボキシレートであってもよい。一実施形態では、チタン(IV)カルボキシレートは、チタンネオデカノエートであってもよい。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1種以上の粘度指数向上剤を含有してもよい。好適な粘度指数向上剤としては、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、エチレン/プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素化スチレン−イソプレンポリマー、スチレン/マレイン酸エステルコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンコポリマー、水素化イソプレンポリマー、アルファ−オレフィン無水マレイン酸コポリマー、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアルキルスチレン、水素化アルケニルアリール共役コポリマー、またはそれらの混合物を挙げることができる。粘度指数向上剤は星型ポリマーを含み得、好適な例は米国公開第2012/0101017 A1号に記載されている。
他の添加剤は、潤滑流体に要求される1つ以上の機能を実行するように選択されてもよい。さらに、1つ以上の上記添加剤は多官能性であってもよく、本明細書で記述される機能にさらなる機能を提供してもよく、またはそれ以外の機能を提供してもよい。
タイミングチェーンのチェーン伸びに対する摩耗の重要性を実証するために、対照潤滑油組成物を使用した。この組成物は、粘度等級が5W−40であり、約70重量%超の基油と、意図的に添加されたマグネシウム洗浄剤を含まない添加剤パッケージとを含有した。比較例Aの組成物で使用される洗浄剤成分の詳細を以下の表3に示す。
実施例1の潤滑油組成物は、粘度等級が5W−40であり、約70重量%超の基油と、最終流体に約910ppmのMgを供給する量のマグネシウム洗浄剤を含有する添加剤パッケージとを含有した。実施例1の組成物で用いられる洗浄剤成分の詳細を以下の表3に示す。
実施例2の潤滑油組成物は、粘度等級が5W−40であり、約70重量%超の基油と、マグネシウム洗浄剤を含有する添加剤パッケージとを含有した。実施例2の組成物中の洗浄剤成分の詳細を以下の表3に示す。
実施例3の潤滑油組成物は、粘度等級が5W−20であり、約80重量%超の基油と、マグネシウム洗浄剤を含有する添加剤パッケージとを含有した。実施例3の組成物に含有される洗浄剤成分の詳細を以下の表3に示す。
実施例4の潤滑油組成物は、粘度等級が0W−20であり、約80重量%超の基油と、マグネシウムスルホネート洗浄剤を含有する添加剤パッケージとを含有した。実施例4の組成物の洗浄剤成分の詳細を以下の表3に示す。
上記の比較例Aおよび実施例1〜4の潤滑油を、216時間の試験時間を使用してフォードチェーン摩耗試験で試験し、次いでタイミングチェーンの伸びについて、タイミングチェーンを試験した。
Claims (18)
- エンジンにおけるタイミングチェーンの伸びを低減する方法であって、前記タイミングチェーンを潤滑油組成物で潤滑するステップを含み、前記潤滑油組成物が、
主要量の基油と、
少量の添加剤パッケージであって、
a)ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも150mg KOH/gの総塩基価を有する、少なくとも1種以上の過塩基性カルシウムフェネート洗浄剤、
b)少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤、および
c)少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤、を含む、添加剤パッケージと、を含み、
前記潤滑油組成物は、前記少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤からの総カルシウムと前記潤滑油組成物中の総カルシウムおよびマグネシウムとの重量比が0.06〜0.35である、方法。 - 前記少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤が、ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも225mg KOH/gの総塩基価を有する過塩基性である、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤が、過塩基性マグネシウムフェネート、過塩基性マグネシウム硫黄含有フェネート、過塩基性マグネシウムスルホネート、過塩基性マグネシウムカリキサレート、過塩基性マグネシウムサリキサレート、過塩基性マグネシウムサリチレート、過塩基性マグネシウムカルボン酸、過塩基性マグネシウムリン酸、過塩基性マグネシウムモノチオリン酸および/もしくはジチオリン酸、過塩基性マグネシウムアルキルフェノール、過塩基性マグネシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、過塩基性マグネシウムメチレン架橋フェノール、ならびにこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤が、ASTM D−2896の方法により測定して、少なくとも225mg KOH/gの総塩基価を有する過塩基性である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物は、前記少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤からの総カルシウムと前記潤滑油組成物中の総カルシウムおよびマグネシウムとの重量比が約0.06〜約0.4である、請求項1に記載の方法。
- 前記添加剤パッケージが、酸化防止剤、摩擦調整剤、流動点降下剤、および粘度指数向上剤からなる群から選択される1種以上の添加剤をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記酸化防止剤が油溶性モリブデン錯体である、請求項6に記載の方法。
- 前記基油は、粘度等級が5W−Xまたは0W−Xであり、前記潤滑油組成物は、芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、およびアルキル化フェニル−アルファ−ナフチルアミンから選択される1つ以上の酸化防止剤を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、前記潤滑油組成物の総重量に基づき、前記少なくとも1種のカルシウムスルホネート洗浄剤により提供される約50ppm〜約1650ppmのカルシウムを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、前記潤滑油組成物の総重量に基づき、前記少なくとも1種のカルシウムフェネート洗浄剤により提供される約100ppm〜約2000ppmのカルシウムを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、前記潤滑油組成物の総重量に基づき、前記過塩基性カルシウム含有洗浄剤の全てにより提供される約400ppm〜約2200ppmのカルシウムを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中の前記カルシウムの総量が、約1000ppm〜約3090ppm未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、前記潤滑油組成物の総重量に基づき、前記少なくとも1種のマグネシウム含有洗浄剤により提供される約50ppm〜約1650ppmのマグネシウムを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、前記潤滑油組成物の総重量に基づき、合計で約500ppm〜3100ppm未満のマグネシウムおよびカルシウムを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、金属ジアルキルジチオホスフェートをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記エンジンが火花点火式エンジンである、請求項1に記載の方法。
- 前記エンジンが火花点火式乗用車ガソリンエンジンである、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、216時間にわたるフォードチェーン摩耗試験によって測定して、エンジンにおける前記タイミングチェーンの伸びを0.1%以下に低減することができる、請求項1に記載の方法。
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