JP2022160461A - エーテル系の潤滑剤組成物、方法および使用 - Google Patents

エーテル系の潤滑剤組成物、方法および使用 Download PDF

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Abstract

【課題】酸化安定性と燃料経済性に優れた潤滑油組成物を提供する。【解決手段】潤滑粘度の基油を含む内燃機関用潤滑剤組成物であって、前記基油は下式TIFF2022160461000066.tif74170のエーテル基材を含み、前記潤滑剤組成物は、少なくとも1つのアミン系酸化防止剤及び／又は少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤をさらに含む、潤滑剤組成物とする。【選択図】なし

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基材を含む基油類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基材の製造方法および使用も提供される。
潤滑剤組成物は、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。潤滑剤基油は、1つ以上の潤滑基材を含んでもよい。
自動車エンジン潤滑剤に使用される潤滑基材は、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。潤滑基材は、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。
潤滑基材は、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基材として分類することができる。
Figure 2022160461000001
群I基材は、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。II群および第III群基材は、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族基材には、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、潤滑剤組成物に低粘度プロファイルを付与することが、燃料経済性の改善につながるので、基材が望ましいことがある。特に、基材は、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、望ましくない揮発度の増加を伴うことである。
さらに、潤滑剤組成物は、特に、エンジンにおいて遭遇する高温の結果として酸化劣化が悪化する内燃機関において使用される場合に、良好な酸化安定性を示すことが望ましい。良好な酸化安定性は、潤滑剤組成物の有用な寿命を延ばすことができ、例えば、さもなければ急速に燃料経済性の損失につながる可能性がある酸化的増粘を低減することによって、ならびにさもなければ最終的にエンジン故障につながる可能性がある堆積物およびスラッジ形成を低減することによって、延ばすことができる。典型的には、潤滑剤組成物の酸化安定性は、酸化防止剤の添加によって改善される。高性能エンジンオイルを代表する酸化防止剤レベルは、潤滑剤組成物の5重量%を超えることができる。したがって、組成物のかなりの割合が酸化防止剤から構成されてもよく、したがって、これらは潤滑剤組成物のかなりのコスト成分を表す。内燃機関に使用するための潤滑剤組成物に使用される一般的な酸化防止剤には、フェノール系およびアミン系酸化防止剤が含まれる。しかし、フェノール系酸化防止剤の存在は、有害な環境効果を有することが知られており、一方、アミン系酸化防止剤の存在は、ターボチャージャー沈着物、ピストンワニスおよび銅腐食に寄与することが本発明者らによって見出されており、また、エラストマー適合性に関する問題を引き起こし得る。エンジンに見られる潤滑剤組成物とオイルシールとの間の負の相互作用は、場合によっては、オイルシールの破損によって潤滑剤の損失をもたらすことがある。
したがって、所与の粘度プロファイルに対して低い揮発度を有するが、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、高性能エンジンオイルに典型的に関連するように、高い酸化防止剤処理速度を必要とすることなく、良好な酸化安定性を示す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、潤滑粘度の基油を含み、基油が式(A)のエーテル基材を含む、内燃機関用潤滑剤組成物が提供される。
Figure 2022160461000002
 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、少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤をさらに含み、潤滑剤組成物中のアミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の総量は、潤滑剤組成物の4.0重量%以下である。
特に好ましい実施形態では、潤滑剤組成物のエーテル基材は、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 2022160461000003
 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 2022160461000004
 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、潤滑剤組成物の酸化安定性を改善するとともに、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度性能を改善する方法および使用も提供される。
詳細な説明
潤滑粘度の基油を含み、基油が式(A)のエーテル基材を含む、内燃機関用潤滑剤組成物が提供される。
Figure 2022160461000005
 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、少なくとも1種のアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1種のフェノール系酸化防止剤をさらに含み、潤滑剤組成物中のアミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の総量は、潤滑剤組成物の4.0重量%以下である。
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の炭素原子を含むヒドロカルビル基の例には、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基が含まれる。炭素原子の1つ以上が―O―で置換される場合、炭素原子の2%～35%が―O―、または5%～25%で置換されることが好ましい。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。シクロアルキル基の例には、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基が含まれる。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基材は、式(1)の化合物である。
Figure 2022160461000006
 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 2022160461000007
 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 2022160461000008
 例えば、C1-16アルキルまたは
Figure 2022160461000009
 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、またはそれらのサブセット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群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基に関して、アルキル基およびアルキレン基は、直鎖アルキルまたはアルキレン基である。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。
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揮発度を有し得る。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。
本明細書に記載されるエーテル化合物は、潤滑剤組成物が特定のレベルの酸化安定性性能を達成するために、好ましくは潤滑剤組成物が自動車に関連するものなどの内燃機関用である場合に、潤滑剤組成物に必要とされる酸化防止剤添加剤の総量を低減するために使用されてもよく、酸化防止剤は、少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤を含む。好ましい実施形態では、本明細書に記載のエーテル化合物の使用によって改善するための潤滑剤組成物は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含み、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総合量は、潤滑剤組成物の4.0重量%以下、3.0重量%以下、2.5重量%以下、または2.0重量%以下である。好ましい実施形態では、本明細書に記載のエーテル化合物の使用によって改善するための潤滑剤組成物は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含み、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総合量が、潤滑剤組成物の少なくとも0.25重量%、少なくとも0.5重量%、または少なくとも1.0重量%である。
したがって、潤滑剤組成物が特定のレベルの酸化安定性性能を達成するために、潤滑剤組成物中に必要とされる酸化防止添加剤の総量を減少させる方法であって、酸化防止剤が少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤を含み、本明細書に記載されるエーテル化合物の少なくとも1つを潤滑剤組成物に提供または供給する工程を含む方法も提供される。好ましい実施形態では、潤滑剤組成物は、自動車に関連するような内燃機関用である。好ましい実施形態では、本明細書に記載のエーテル化合物によって改善するための潤滑剤組成物は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含み、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総合量が、潤滑剤組成物の4.0重量%以下、3.0重量%以下、2.5重量%以下、または2.0重量%以下である。好ましい実施形態では、本明細書に記載のエーテル化合物を用いて改善するための潤滑剤組成物は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含み、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量が、潤滑剤組成物の少なくとも0.25重量%、少なくとも0.5重量%、または少なくとも1.0重量%である。
本明細書に記載の潤滑剤組成物は、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度性能を改善する方法が提供される。
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、炭化水素基材を含む従来の基材、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%高い、例えば、約20重量%高いまたは約30重量%高い)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。
Guerbet誘導基材
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 2022160461000010
 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 2022160461000011
 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;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 2022160461000012
 例えばC1-12アルキルまたは
Figure 2022160461000013
 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 2022160461000014
 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 2022160461000015
 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;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 2022160461000016
 例えば、C1-12アルキルまたは
Figure 2022160461000017
 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、Guerbet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、Guerbet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 2022160461000018
 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Guerbet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 2022160461000019
 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 2022160461000020
 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 2022160461000021
 ここで、R4およびR5は、前に定義した通りである。
Guerbet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 2022160461000022
 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 2022160461000023
 次に、
Figure 2022160461000024
 または:
Figure 2022160461000025
 次に、
Figure 2022160461000026
 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、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 2022160461000027
 次に、
Figure 2022160461000028
Figure 2022160461000029
 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―トリオクチルオクタン―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基材
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 2022160461000030
 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、アルキルまたは
Figure 2022160461000031
 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;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。
いくつかの実施形態では、R6は、C1-20アルキルまたは
Figure 2022160461000032
 例えばC1-16アルキルまたは
Figure 2022160461000033
 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 2022160461000034
 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、またはそれらが結合している炭素と一緒になってC5-30シクロアルキルであり、例えばC2-12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 2022160461000035
 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、
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アルキルであり、
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：
R1およびR2は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルであり、
R4は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルであり、
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 2022160461000036
 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は、アルキルであり、
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アルキルであり、
R3は、C1-8アルキルなどのC1-10アルキルであり、
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：
R1、R2およびR3は、C4-10アルキルなどのC2-12アルキルであり、
R3は、C1-8アルキルなどのC1-10アルキルであり、
R4は、C5-10アルキルなどのC3-12アルキルであり、
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 2022160461000037
Figure 2022160461000038
 または:
Figure 2022160461000039
 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 2022160461000040
Figure 2022160461000041
 または:
Figure 2022160461000042
 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。
基
Figure 2022160461000043
 および
Figure 2022160461000044
 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 2022160461000045
 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 2022160461000046
 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 2022160461000047
 例えばC1-12アルキルまたは
Figure 2022160461000048
 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している炭素原子と一緒になってC5-30シクロアルキルであり、例えばH、C2-12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。
ジエーテル基材
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 2022160461000049
 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、
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、またはそれらが結合している炭素と一緒になって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と一緒になって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 2022160461000050
 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由来基材GE1～GE9、二次エーテル基材SE1およびSE2、ならびに式(1)の三次エーテル基材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 2022160461000051
Figure 2022160461000052
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。
基油は、化合物の有益な特性を基油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、または約40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。
基油の残りは、式(A)および式(1)の化合物ではない基材で構成することができる。基油に使用するのに適した式(A)および式(1)以外の基材には、非水性基材、例えば、群I、群II、群III、群IVおよび群V基材が含まれる。基油の残りは、単一の基材または式(A)および式(1)のもの以外の基材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。
潤滑剤組成物は、少なくとも1種のアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1種のフェノール系酸化防止剤を含み、アミン系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤との合計量は、潤滑剤組成物の4重量%以下である。好ましい実施形態では、潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物の3.0重量%以下、2.5重量%以下、または2.0重量%以下の、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量を有する。好ましい実施形態では、潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物の少なくとも0.25重量%、少なくとも0.5重量%、または少なくとも1.0重量%の、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量を有する。
アミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量は、潤滑剤組成物の4重量%を超えない限り、本発明の潤滑剤組成物中に存在してもよい。したがって、上記の範囲内にある酸化防止剤濃度の任意のサブ範囲を本発明に従って使用することができる。例えば、本発明によれば、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5重量パーセントの下限と4.0、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1または2.0重量パーセントの上限との組み合わせから形成されるすべてのサブ範囲を利用することができる。
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酸化安定性に関する。これにより、式(A)または式(1)のエーテル化合物なしで配合される同等の潤滑剤組成物において通常必要とされるのと同じ総濃度のアミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を必要とすることなく、組成物において望ましい酸化安定性を達成することができる。高性能エンジンオイルを代表する総合アミン系及び/又はフェノール系酸化防止剤レベルは、潤滑剤組成物の5重量%を超えることができる。本発明は、式(A)または式(1)のエーテル化合物を全く含まず、同じアミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含むが、より高い濃度で含む従来の潤滑剤組成物と比較して、使用前および使用中の両方で、例えば内燃機関において、同じまたはより良好な酸化安定性を達成するために、はるかに低い濃度の総アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤の組み合わせの使用を可能にする。これは、コストの観点から、ならびに潤滑剤組成物の寿命、燃料経済性およびピストン清浄度性能の観点から、特に有益である。内燃機関のための潤滑剤組成物中のアミン系酸化防止剤の減少は、ターボチャージャーの堆積物の減少、並びに銅腐食の減少及びエラストマーの相溶性の増加において特に有益である。一方、フェノール系酸化防止剤の減少は、潤滑剤組成物の環境毒性の改善につながる。
潤滑剤組成物に1種以上の耐摩耗性添加剤を添加することが一般的であり、その例にはジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛(ZDDP)が含まれる。さらに、本発明の有益な効果のいくつかは、非エーテル系潤滑剤組成物の場合とは対照的に観察されるように、ZDDPの存在によって影響されないことも見出された。驚くべきことに、本発明の有益な効果のいくつかは、潤滑剤組成物中のZDDPの存在によってさえ増強される。例えば、ZDDPの存在は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤を含む非エーテル系組成物に関するCEC―L―109試験において、酸化増粘性を悪化させることが観察されている。対照的に、本発明のエーテル系組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤と共にZDDPの存在は、CEC―L―109試験において驚くほど高い酸化安定性および酸化増粘性に対する耐性を与え、これは、潤滑剤組成物中のエーテル基材とZDDPおよび酸化防止成分との間の相乗作用を示す。したがって、本発明のさらなる利点は、組成物の酸化安定性に有意に影響を及ぼすことなく、より多量のZDDPを本発明のエーテル組成物と共に使用することができ、その結果、ZDDPの完全な耐摩耗性の利点を実現することができることである。
さらに、本発明の有益な効果のいくつかは、潤滑剤組成物中の有意な量のホウ素またはマグネシウムの存在によって、例えば、非エーテル系潤滑剤組成物の場合であることが観察されるように、ホウ酸塩化分散剤またはマグネシウム洗浄剤の形成で、影響を受けないこともまた見出された。ホウ酸塩化分散剤および/または他のホウ素含有添加剤またはマグネシウムの存在は、CEC―L―109試験において、非エーテル系潤滑剤組成物について、100℃での動粘度のパーセンテージ変化の実質的な増加を生じる。対照的に、本発明のエーテル系組成物中のホウ素および/またはマグネシウムの存在は、酸化増粘性の有意な増加なしに、良好に耐える。これは、潤滑剤組成物中のホウ素の増加が、エラストマー相溶性の増加および潤滑された表面の腐食の減少を導き、一方マグネシウムが低速過早点火の発生を減少させるので、特に有益である。
いくつかの実施形態では、本発明の潤滑剤組成物は、アミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の両方を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本発明の潤滑剤組成物は、アミン系酸化防止剤またはフェノール系酸化防止剤を含むことができ、両方ではない。
本発明の組成物中に存在するアミン系および/またはフェノール系酸化防止剤は、内燃機関、例えば自動車の内燃機関での使用を意図した潤滑剤組成物中での使用に適している限り、特に限定されない。
いくつかの実施形態では、フェノール系酸化防止剤は、アルキル化モノフェノール、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、アシルアミノフェノール、および硫化アルキルフェノール、ならびにそれらのアルカリおよびアルカリ土類金属塩から選択される。好ましい態様において、フェノール系酸化防止剤は、2-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2-t-ブチル-4-オクチルフェノール、2-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、2-メチル-6-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2-メチル-6-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、4,4’-メチレンビス（2，6-ジ-t-ブチルフェノール）、2’-ビス（４-ヘプチル-６-t-ブチルフェノール）、2，2’-ビス（４-オクチル-6-t-ブチルフェノール）、2,2’-ビス(4-ドデシル-6-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)、および4,4’-メチレン－ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、およびそれらの誘導体から選択される。
いくつかの実施形態では、アミン系酸化防止剤は、アルキル化および非アルキル化芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン、N―アルキル化フェニレンジアミン、フェニル―α―ナフチルアミン、およびアルキル化フェニル―α―ナフチルアミンから選択される。好ましい実施形態において、アミン系酸化防止剤は、p,p―ジオクチルフェニルアミン、t―オクチルフェニル―α―ナフチルアミン、p―オクチルフェニル―α―ナフチルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、N,N―ジ(2―ナフチル)―p―フェニレンジアミン、フェニル―1―ナフチルアミン、フェニル―2―ナフチルアミン、an アルキルフェニル―1―ナフチルアミンおよび an アルキルフェニル―2―ナフチルアミンおよびそれらの誘導体から選択される。
潤滑剤組成物は、アミン系またはフェノール系ではない他の酸化防止剤も含むことができる。例えば、本発明の潤滑剤組成物は、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、チオプロピオン酸塩、金属ジチオカルバミン酸塩、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、銅ジヒドロカルビルチオリン酸塩またはチオリン酸塩、合成または天然カルボン酸の銅塩、例えば、C8から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)、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、好適にはC5からC12アルキル側鎖、バリウムt―オクチルフェニルスルフィド、ホスホ硫化（phosphosulphised）炭化水素または硫化炭化水素、油溶性フェネート、油溶性硫化フェネート、ホスホ硫化炭化水素、硫化炭化水素、亜リン酸エステル、低硫黄過酸化物分解剤等から選択される酸化防止剤をさらに含んでもよい。
理解されるように、非アミン系および非フェノール系酸化防止剤は、それらが存在する場合には最小量で使用されることが好ましい。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物中の非アミン系および非フェノール系酸化防止剤の総量は、潤滑剤組成物の1.0重量%以下、0.75重量%以下、または0.5重量%以下である。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物中に存在する酸化防止剤は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤からなるか、または本質的にそれからなる。
潤滑剤組成物はまた、酸化防止剤に加えて、他の潤滑剤添加剤を含んでもよい。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3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。
有利には、酸化安定性に悪影響を及ぼすことなく、本発明の潤滑剤組成物にマグネシウム洗剤を使用することもできる。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物に含まれるマグネシウムの量は、0.025重量%～0.5重量%、好ましくは0.05重量%～0.4重量%、より好ましくは0.08重量%～0.35重量%、さらにより好ましくは0.1重量%～0.25重量%である。このレベルの元素状マグネシウムは、マグネシウム洗剤および/または他のマグネシウム含有添加剤または他のもの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―ト、モノ―パルミテ―トおよびモノ―ミリステ―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、欧州特許出願公開第1533362号 A1に、例えば段落[0101]から[0117]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0.0075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、国際公開第99/21902号、国際公開第2003/099890号および国際公開第2006/099250号に記載されている。
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。
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、ポリメタクリレート、ポリアルキルメタクリレート、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。
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。
いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物中に含有されるリンの量は、潤滑剤組成物の総重量に基づいて、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%、さらにより好ましくは0.04～0.12重量%である。
ZDDPは、本発明の潤滑剤組成物の酸化安定性に関して特に良好に許容され、エーテル基材および酸化防止剤と組み合わせて使用される場合に相乗効果を付与するようであるので、本発明の組成物におけるZDDPの使用は、特に耐摩耗性の観点から、潤滑剤組成物の全体的な特性に特に有益である。したがって、いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物中の、好ましくはジヒドロカルビルジチオホスフェート亜鉛(ZDDP)の形態のジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩の量は、0.01重量%～10.0重量%、好ましくは0.1重量%～5重量%、より好ましくは0.2重量%～2.5重量%、さらにより好ましくは0.3重量%～1.0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製品、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 2022160461000053
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℃での粘度および106 s-1のせん断速度は、3 cP以下、例えば2.8 cP以下を有することができる。この高温高せん断粘度は、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試験の酸化安定性性能は、40℃で45 cSt以下、例えば35 cSt以下、または25 cSt以下の絶対粘度増加で示されること、
CEC-L-054-96試験の燃費性能は少なくとも2.5%、例えば少なくとも3%であること、
CEC-L-088-02試験のピストン清浄性能は少なくとも8.5、例えば9の総合ピストン評価値で示されること、
CEC-L-109-14試験の酸化安定性性能は100℃での動粘度増加が216時間で200%未満、好ましくは150%未満であり、および/または168時間で200%未満、好ましくは150%未満であることにより示されること。
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。
適切な内燃機関には、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含まれる。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を改善する方法が提供される。
本発明を、本質的に限定するものではない添付の図面および実施例を参照して説明する。
Guerbet由来基材(GE3)および/またはIII群基材(Yubase 4)を様々な量のアミン酸化剤および/またはフェノール酸化剤ならびに他の潤滑剤添加剤と共に含有するブレンド組成物のCEC―L―109試験の結果に対応する時間に対する100℃での動粘度のパーセンテージ増加のグラフである。
実施例1 - エーテル基材の性質
式(1)のGuerbet由来基材GE3を調製し、その構造を表4に示す。
Figure 2022160461000054
基材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、基準を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揮発度の参照油を40℃から550℃に加熱して、参照油の各々のNoack揮発度重量損失に到達した温度を決定した。基油と同じ処理を行った。基準油から得られた結果に基づいて、基材のNoack重量を決定することができた。
試験の結果を、従来の基材(Yubase 4、群III基材)から得られた結果と共に、表5に要約する。
Figure 2022160461000055
Guerbet由来基材は、従来の基油と比較して、揮発度が低く、流動点が低く、動粘度が低いことが分かる。
実施例2:エーテル基材を含有する潤滑剤組成物の特性
Guerbet由来エーテル基材GE3を、従来の基油添加剤(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)および従来の基油(Yubase 4、III群基油;およびYubase 6、III群基油)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。Yubase 4は、Guerbet由来エーテル基材、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。配合組成物の詳細を表6に重量%で示す。
Figure 2022160461000056
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、基材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揮発度を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 2022160461000057
Guerbet由来基材の特性もまた、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、揮発度および低温流動特性が観察される。Guerbet由来の基材はまた、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: CEC-L-85-99試験
様々な量のアミン酸化剤(ジフェニルアミン)および/またはフェノール酸化剤(置換フェノール)と共に、Guerbet由来基材(GE3)、III族基材(Yubase 4)またはIV族基材(PAO 4)を含むブレンド組成物を、試験したブレンドの示差酸化開始温度および示差酸化誘導時間を測定するCEC―L―85―99試験に供した。CEC―L―85―99試験から得られた結果を表8に示す(組成データを重量%で示す)。
Figure 2022160461000058
表8の結果は、フェノール系酸化防止剤(ブレンドK)またはアミン系酸化防止剤(ブレンドL)のいずれかが存在する場合(ブレンドJと比較して)、エーテルブレンド中の酸化開始温度および酸化誘導時間の両方が増加することを示している。さらに、アミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の両方が添加される場合(ブレンドM)には、酸化開始温度および酸化誘導時間の実質的な増加が観察される。特に、非エーテルブレンドが比較される場合(ブレンドBからDおよびFからH)には、アミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の両方が単独で存在する場合(ブレンドB、C、FおよびG)と比較して、酸化開始温度これは、エーテル基材とアミン系およびフェノール系酸化防止剤とに関連する相乗効果が存在することを示しており、これらは非エーテル基材では観察されない。これは、存在するアミン系およびフェノール系酸化防止剤の両方を含む試験ブレンド(ブレンドD、HおよびM)を比較する場合に容易に見ることができ、ここで、エーテル系(ブレンドM)に移動すると、III群およびIV群系(ブレンドDおよびH)に比べて酸化誘導時間が25%を超えて増加する。
実施例4: CEC―L―85―99試験―完全に配合された潤滑剤組成物
Guerbet由来基材(GE3)およびIII群基材(Yubase 4)を、様々な量のアミン酸化剤および/またはフェノール酸化剤、ならびに(非ホウ素化)分散剤、洗剤、粘度指数改質剤(VIM)および二次ZDDPを含む他の潤滑剤添加剤と共に含む完全に配合された潤滑剤組成物を、CEC―L―85―99試験した。CEC―L―85―99試験から得られた結果を表9に示す(組成データを重量%で示す)。
表9の結果は、フェノール系酸化防止剤およびアミン系酸化防止剤のレベルがエーテル系組成物中で増加した場合、酸化開始温度および酸化誘導時間の両方が増加し、酸化安定性の増加を示すことを実証する。さらに、酸化開始温度および酸化誘導時間の実質的な増加は、アミン系酸化防止剤およびフェノール酸化防止剤の両方がそれぞれ0.5重量%のレベルで添加される場合(組成物12および16)、アミン系酸化防止剤またはフェノール酸化防止剤の一方が0.1重量%のより低い濃度で存在する場合(組成物10、11、14および15)と比較して観察される。
Figure 2022160461000059
特に、アミン系またはフェノール系酸化防止剤に加えて、ZDDPの存在はまた、酸化開始温度および酸化誘導時間の対応する増加によって示されるように、酸化安定性の実質的な増加を驚くべきことに付与する(組成物9～12と比較して、組成物13～16)。さらに、この効果は、アミン系およびフェノール系酸化防止剤がエーテル系組成物(組成物16)中に等量の0.5重量%で存在する場合に特に顕著である。しかし、この顕著な効果は、対応する非エーテル系(組成物8)では観察されず、アミン系およびフェノール系酸化防止剤およびZDDPと一緒のエーテル基材の組合せに関連する相乗効果があることを示している。したがって、ZDDPの存在は、本発明の組成物における酸化安定性のさらなる改善を提供する一方で、潤滑剤組成物の改善された耐摩耗性能にも寄与する。
実施例5: CEC―L―109試験
様々な量のアミン系酸化剤および/またはフェノール系酸化剤、ならびに(非ホウ素化)分散剤、ホウ素化分散剤、洗剤、粘度調整剤(VM)および二次ZDDPを含む他の潤滑剤添加剤と共に、Guerbet由来基材(GE3)およびIII族基材(Yubase 4)を含む完全に配合された潤滑剤組成物を、CEC―L―109試験に供した。CEC―L―109試験は、100℃での動粘度のパーセンテージ増加(「KV100%変化」)の測定を介して、エンジン潤滑剤の酸化安定性を決定するように設計された高温酸化試験であり、パーセンテージ変化が低いほど、酸化安定性が高いことを示す。CEC―L―109試験から得られた結果を表10に示す(組成データを重量%で示す)。
Figure 2022160461000060
CEC-L-109試験の結果は、重複したランからの100℃における動粘度の平均上昇率の形で、総抗酸化物質濃度を増加させる利点(組成bの結果を組成aの結果と比較する)ならびに本試験における非エーテル系潤滑剤組成物の酸化的安定性に対するZDPの存在の負の影響(組成aおよびbの結果を組成cおよびdの結果と比較する)を示している。
しかしながら、CEC―L―109試験によって測定されたエーテル系組成物の酸化安定性は、ZDDPの存在によって有意に影響されないことが組成物fの結果から明らかであり、このことは、組成物fと同じレベルのZDDPおよび酸化防止剤を有する対応する非エーテル系組成物eの場合には明らかに当てはまらない(組成物fの40.7%変化対組成物eの227%変化)。これらの結果は、潤滑剤組成物中のエーテル基材とZDDPおよび酸化防止剤成分との間の相乗効果を示している。従って、これは、より多量のZDDPが、組成物の酸化安定性に有意に影響することなく、本発明のエーテル組成物と共に使用され得、その結果、ZDDPの完全な耐摩耗性の利益が実現され得ることを意味する。
潤滑剤組成物gおよびhについて、6重量%のホウ素化分散剤の存在は、約0.021重量%のホウ素(元素基準で)を潤滑剤組成物に提供する。ホウ素化分散剤および関連するホウ素の存在は、非エーテル系組成物g(測定するには粘性すぎる)について、100℃での動粘度の百分率変化の実質的な増加を生じる。対照的に、エーテル系組成物h中のホウ化分散剤の存在は、100℃(84.4%)での運動粘度の中程度の平均百分率増加のみで十分に許容される。これらの結果は、本発明のエーテル組成物の酸化安定性が、ホウ素含有量の増加にもかかわらず実質的に維持されることを実証する。これは、潤滑剤組成物中のホウ素の増加が、エラストマー適合性の増加および腐食の減少をもたらすので、特に有益である。
潤滑剤組成物iおよびjについて、0.86重量%のマグネシウム含有洗剤の存在は、約0.072重量%のマグネシウム(元素基準で)を潤滑剤組成物に提供する。マグネシウム含有洗剤の存在は、非エーテル系組成物i(測定するには粘性すぎる)について、100℃での動粘度の百分率変化の実質的な増加を生じる。対照的に、エーテル系組成物j中のマグネシウム含有洗剤の存在は、100℃での運動粘度の中程度の平均パーセンテージ増加(76.1%)のみで十分に許容される。これらの結果は、本発明のエーテル組成物の酸化安定性が、マグネシウム含有量の増加にもかかわらず実質的に維持されることを実証する。これは、潤滑剤組成物中のマグネシウム含有洗剤の増加が、カルシウム含有洗剤と比較して、同じ総塩基価(酸中和能力)についての硫酸化灰分レベルを低下させるので、特に有益である。
上記の従来の非エーテル系組成物(組成物eおよびg)と比較した、本発明の組成物(組成物fおよびh)中のZDDPおよび/またはホウ素化分散剤の存在の効果もまた、図1に示される。
上記の実施例の結果は、酸化安定性を改善するためのアミン系および/またはフェノール系酸化防止剤と一緒のエーテル基材の利点、ならびにZDDPとの相乗作用から生じるさらなる利点を実証する。これらの結果は、アミン系および/またはフェノール系酸化防止剤が、本発明によるエーテル基材を含む潤滑剤組成物においてより少ない量で使用され得、そして従来の非エーテル系潤滑剤組成物と比較して、同様のまたはより良好な酸化安定性を達成し得ることを実証する。内燃機関のための潤滑剤組成物中のアミン系酸化防止剤の減少は、ターボチャージャーの堆積物の減少、並びに銅腐食の減少及びエラストマーの相溶性の増加において特に有益である。一方、フェノール系酸化防止剤の減少は、潤滑剤組成物の環境毒性の改善につながる。
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 (33)

  1. 潤滑粘度の基油を含む内燃機関用潤滑剤組成物であって、基油は式(A)
    Figure 2022160461000061
     （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）
    のエーテル基材を含み、
    前記潤滑剤組成物は、少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤をさらに含み、潤滑剤組成物中のアミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の総量は、潤滑剤組成物の4.0重量%以下である潤滑剤組成物。
  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、ただし、RaおよびRbがともにアルキルである場合、RaおよびRbの少なくとも1つ、好ましくは両方が分枝鎖アルキルであり、好ましくはRaおよびRbが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. エーテル基材が式(1)
    Figure 2022160461000062
     〔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 2022160461000063
     （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、および
    pは、0、1、2または3であり、および
    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）〕
    である請求項１～４のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
    潤滑剤組成物。
  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一緒になって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一緒になってC5-25シクロアルキルであり、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. エーテル基材が式(4)
    Figure 2022160461000064
     （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、好ましくは、
    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）
    を有する請求項５～７のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  9. エーテル基材が式(7)
    Figure 2022160461000065
     （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、および
    R6は、アルキルである）
    を有する請求項５～７のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  10. エーテル基材が、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%超のバイオベースの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. 潤滑剤組成物の基油が10重量%超、例えば25重量%超、または40重量%超のエーテル基材を含み、および/または潤滑剤組成物が50重量%超、例えば65重量%超、または80重量%超の基油を含む請求項１～１１のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  13. 潤滑剤組成物の基油が、群I、群II、群III、群IVおよび群Vの基材およびそれらの混合物から選択される基材をさらに含み、好ましくは、基油が群IIIの基材をさらに含む請求項１２に記載の潤滑剤組成物。
  14. 前記潤滑剤組成物が、
    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未満であること、
    100℃における動粘度が12 cSt未満、例えば10 cSt未満、または9.5 cSt未満であること、
    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こと、
    150℃における粘度および106s-1のせん断速度は、3 cP以下、例えば2.8 cP以下であること；および
    Noack揮発度は25重量%未満、例えば20重量%以下、15重量%未満、または10重量%未満であること、
    のうちの少なくとも1つを有する請求項１～１３のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  15. 前記潤滑剤組成物が、
    CEC-L-088-02試験での酸化安定性性能は、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こと、
    CEC-L-109-14試験での酸化安定性性能は、100℃での動粘度増加が216時間で200%未満、好ましくは150%未満であり、および/または168時間で200%未満、好ましくは150%未満であることにより示されること、
    CEC-L-054-96試験の燃費性能は、少なくとも2.5%、例えば少なくとも3%であること、および
    CEC-L-088-02試験のピストン清浄性能は、少なくとも8.5、例えば9の総合ピストン評価値であることにより示されること、
    のうちの少なくとも1つを有する請求項１～１４のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  16. 前記潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量が、前記潤滑剤組成物の3.0重量%以下、2.5重量%以下、または2.0重量%以下である請求項１～１５のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  17. 前記潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量が、前記潤滑剤組成物の少なくとも0.25重量%、少なくとも0.5重量%、または少なくとも1.0重量%である請求項１～１６のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  18. 潤滑剤組成物中の非アミン系および非フェノール系酸化防止剤の総量が、潤滑剤組成物の1.0重量%以下、0.75重量%以下、または0.5重量%以下である請求項１～１７のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  19. 前記潤滑剤組成物が、アミン系酸化防止剤またはフェノール系酸化防止剤を含むが、アミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤の両方を含まない請求項１～１８のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  20. 前記少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤が、アルキル化モノフェノール、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、アシルアミノフェノール、および硫化アルキルフェノール、ならびにそれらのアルカリおよびアルカリ土類金属塩から選択される請求項１～１９のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  21. 前記少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤が、2-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2-t-ブチル-4-オクチルフェノール、2-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、2-メチル-6-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール、2-メチル-6-t-ブチル-4-ドデシルフェノール、4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2'-ビス(4-ヘプチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-ビス(4-オクチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-ビス(4-ドデシル-6-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)、4,4'-メチレン-ビス (2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、およびそれらの誘導体から選択される請求項１～２０のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  22. 少なくとも1つのアミン系酸化防止剤が、アルキル化および非アルキル化芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン、N-アルキル化フェニレンジアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、およびアルキル化フェニル-α-ナフチルアミンから選択される請求項１～２１のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  23. 前記少なくとも1つのアミン系酸化防止剤が、p,p-ジオクチルフェニルアミン、t-オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、p-オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、N,N-ジ(2-ナフチル)-p-フェニレンジアミン、フェニル-1-ナフチルアミン、フェニル-2-ナフチルアミン、アルキルフェニル-1-ナフチルアミン、アルキルフェニル-2-ナフチルアミン、およびそれらの誘導体から選択される請求項１～２２のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  24. 潤滑剤組成物中に含まれるリンの量が、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%、さらにより好ましくは0.04～0.12重量%である請求項１～２３のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  25. 前記潤滑剤組成物中に含まれるホウ素の量が、0.005重量%～0.05重量%、好ましくは0.0075重量%～0.035重量%である請求項１～２４のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  26. 潤滑剤組成物中に含まれるマグネシウムの量が、0.025重量%～0.5重量%、好ましくは0.05重量%～0.4重量%、より好ましくは0.08重量%～0.35重量%、最も好ましくは0.1重量%～0.25重量%である請求項１～２５のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  27. 前記潤滑剤組成物が、好ましくはジヒドロカルビルジチオホスフェート亜鉛(ZDDP)の形態の1つまたはそれ以上のジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩を、0.01重量%～10.0重量%、好ましくは0.1重量%～5重量%、より好ましくは0.2重量%～2.5重量%、さらにより好ましくは0.3重量%～1.0重量%の量で含む請求項１～２６のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  28. 潤滑剤組成物を調製する方法であって、前記方法は、請求項１～１３のいずれかに規定される基油を用意し、前記潤滑剤組成物を調製するために、潤滑剤組成物中のアミン系およびフェノール系酸化防止剤の総量が潤滑剤組成物の4.0重量%以下となるように、基油を少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤をブレンドし、任意選択でさらに1つまたはそれ以上の追加の潤滑剤添加剤もブレンドすることを含む潤滑剤組成物を調製する方法。
  29. 表面を潤滑する方法であって、前記方法は、請求項１～２７のいずれかに規定される潤滑剤組成物を前記表面に供給すること、例えば前記潤滑剤組成物を内燃機関内の表面に供給することを含む方法。
  30. 前記潤滑剤組成物が、内燃機関内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１～２７のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
  31. 潤滑剤組成物中に必要とされる酸化防止剤の量を減少させるためのエーテル基材の使用であって、前記潤滑剤組成物が特定レベルの酸化安定性性能を達成するために、潤滑剤組成物は少なくとも1つのアミン系酸化防止剤および/または少なくとも1つのフェノール系酸化防止剤を含む請求項１～１１のいずれかに記載のエーテル基材の使用。
  32. 請求項１～２７のいずれかに記載の潤滑剤組成物をエンジンおよび/または車両に供給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/または車両の燃費性能および/またはピストン清浄性能を改善する方法。
  33. 内燃機関に関連する自動車などのエンジンおよび/または車両の燃費性能および/またはピストン清浄性能を改善するための請求項１～２７のいずれかに記載の潤滑剤組成物の使用。
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