JP2022512723A - ジエステル、オレフィン及びアクリレートから作られているターポリマーを有する潤滑剤 - Google Patents

ジエステル、オレフィン及びアクリレートから作られているターポリマーを有する潤滑剤 Download PDF

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Abstract

ジエステル、オレフィン及びアクリレートから作られているターポリマーを有する潤滑剤。本発明は、重合形態で、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物のジ(C4～C22アルキル)エステルから選択されるジエステル、C6～C40アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及びC4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレートを含むターポリマーを含む潤滑剤に関する。本発明は、さらに、ターポリマー、ジエステル、オレフィン、及びアクリレートを重合するステップを含む、ターポリマーを調製する方法; 及び表面を潤滑剤と又はターポリマーと接触させるステップを含む、移動表面間の摩擦を低減する方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、重合形態で、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物のジ(C4～C22アルキル)エステルから選択されるジエステル、C6～C40アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及びC4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレートを含むターポリマーを含む潤滑剤に関する。本発明は、さらに、ターポリマー、ジエステル、オレフィン、及びアクリレートを重合するステップを含む、ターポリマーを調製する方法; 及び表面を潤滑剤と又はターポリマーと接触させるステップを含む、移動表面間の摩擦を低減する方法に関する。好ましい実施形態の、他の好ましい実施形態との組み合わせは、本発明の範囲内である。
目的は、先行技術の欠点を克服すべき潤滑剤用のポリマーを見出すことであった。例えば、ターポリマー又はターポリマーを含む潤滑剤は、液体であるべきであり、低流動点、無極性ベースストックとの良好な混和性、極性ベースストックとの良好な混和性、良好な酸化安定性、高粘度指数、低摩擦係数、低揮発性、高化学安定性、高せん断安定性、粘度指数、低スラッジ、高クレンリネス(high cleanliness)、良好な増粘効率、高い加水分解安定性、又は良好なコールドフロー特性を有するべきである。好ましくは、ターポリマー又はターポリマーを含む潤滑剤は、そのような利点のいくつかの組み合わせを提供するべきである。
エチレン性不飽和ジエステルモノマーを含むジエステル-ポリマーは、しばしば、最初にエチレン性不飽和無水物(例えば、無水マレイン酸)を重合し、続いて無水物のエステル化のためにアルカノールを添加するポリマー修飾反応によって調製される。これは、通常、無水物の部分的なエステル化のみをもたらし、追加の反応ステップを必要とするため高価であり、完全なジエステル化を確実にするために非常に長い反応時間で水を除去する必要があり(特にポリマーが遊離カルボキシレート基を含有しない可能性がある場合)、過剰なアルカノールは生成物中に残り、さらなる精製ステップで除去する必要がある。したがって、別の目標は、ワンステップ重合によって入手可能なポリマーを見出すこと、又はポリマー修飾反応を回避することであった。
目的は、重合形態で、
- マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物のジ(C4～C22アルキル)エステルから選択されるジエステル、
- C6～C40アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
- C4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
を含むターポリマーを含む潤滑剤によって解決された。
目的はまた、ターポリマーによって、及び表面を潤滑剤と又はターポリマーと接触させるステップを含む、移動表面間の摩擦を低減する方法によって解決された。
ジエステルは、好ましくは、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチル-フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択される。
別の好ましい形態では、ジエステルは、マレイン酸、フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択される。
ジエステルは、特に、マレイン酸、フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C10アルキル)エステルから選択される。
別の特に好ましい形態では、ジエステルは、マレイン酸、フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(オクチル)エステル、例えば、マレイン酸、フマル酸、又はそれらの混合物のジ(2-エチルヘキシル)エステルから選択される。
別の特に好ましい形態では、ジエステルは、例えば、99.1:0.1～60:40、好ましくは99:1～35:65、特に99:1～90:10のモル比における、マレイン酸のジ(C6～C10アルキル)エステルと、フマル酸のジ(C6～C10アルキル)エステルとの混合物である。
別の特に好ましい形態では、ジエステルは、例えば、99.1:0.1～60:40、好ましくは99:1～35:65、特に99:1～90:10のモル比における、マレイン酸の直鎖又は分岐鎖ジ(オクチル)エステルと、フマル酸の直鎖又は分岐鎖ジ(オクチル)エステルとの混合物である。
オレフィンは、好ましくは、C6～C22アルキル-1-エン、特にC8～C14アルキル-1-エンから選択される。オレフィンは、直鎖又は分岐鎖、好ましくは直鎖であってよい。
その例は、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、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-ノナデセン及び1-エイコセンであり、そのうち1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン及び1-ヘキサデセンが好ましく、特に1-ドデセンが好ましい。
アクリレートは、C4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択される。アクリレートは、好ましくは、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択される。別の好ましい形態では、アクリレートは、直鎖又は分岐鎖C6～C18アルキルアクリレートから選択される。別の好ましい形態では、アクリレートは、分岐鎖C6～C18アルキル(メタ)アクリレートから選択される。
アクリレートの例は、直鎖又は分岐鎖ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキシルデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、2-デシル-テトラデシル、2-ドデシル-ヘキサデシル、又はテトラデシル-オクタデシル(メタ)アクリレートである。
特に好ましい形態では、アクリレートは、2-エチルヘキシルアクリレート又は2-エチルヘキシルメタクリレートである。
ターポリマーは、ジエステル、オレフィン、及びアクリレートの他に、さらなるモノマー、例えば、最大15重量%、好ましくは最大8重量%、特に最大1重量%の全てのモノマーを含んでもよい。好ましくは、ターポリマーは、さらなるモノマーを含まない。別の好ましい形態では、ターポリマーは、二炭酸の無水物を含まない。
さらなるモノマーの例は、以下である
- ビニル芳香族化合物、例えば、スチレン、アルファ-メチルスチレン、ビニルトルエン又はp-(tert-ブチル)スチレン;
- アクリルアミド及びメタクリルアミド;
- イタコン酸並びにそのイミド及びC1～C10-アルキルエステル;
- アクリロニトリル及びメタクリロニトリル;
- 官能化鎖を有するアクリレート及びメタクリレート、例えば、ジメチルアミノエチル-メタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチル-アクリレート、ジメチルアミノプロピル-アクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノプロピルアクリレート、tert-ブチルアミノエチル-メタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2-モルホリノエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート;
- アクリルアミド誘導体、例えば、ジメチル-アミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアクリル-アミド、ジエチル-アクリルアミド;
- ビニル誘導体、例えば、ビニルイミダゾール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、2-又は3-メチル-5-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、2-エチル-5-ビニルピリジン、2,3-ジメチル-5-ビニルピリジン、メチル置換キノリン及びイソキノリン、1-ビニルイミダゾール、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルブチロラクタム;
- ビニルホルムアミド、ビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル及びシクロヘキシルビニルエーテル。
他の適切なさらなるモノマーは、ポリオレフィンベースのマクロモノマー、好ましくはWO 2018/024563によるマクロモノマー、例えば、以下の式のマクロモノマーである。
Figure 2022512723000001
 [式中、
R1～R5は、それぞれ独立して、H、C1～C20-アルキル、C1～C20-アルキルオキシ及びC8～C3500-ポリイソブチル及びC8～C3500-ポリイソブテニルからなる群から選択され、
Rは、アルキレン基を含む2～10個の炭素原子であり、
R6は、水素又はメチルであり、
R7は、水素、メチル又はCOOR8であり、
R8は、水素又はC1～C20-アルキルであり、及び
nは、1～50の正の整数であり、
但し、残基R1～R5の少なくとも１つは、C8～C3500-ポリイソブチル又はC8～C3500-ポリイソブテニルである。]
ジエステルとオレフィンとのモル比は、通常4:1～1:3、好ましくは3:1～1:2、特に2:1～1:1.5である。
オレフィンとアクリレートとのモル比は、通常5:1～1:15、好ましくは4:1～1:10、特に3:1～1:7である。
ジエステルとアクリレートとのモル比は、通常5:1～1:15、好ましくは4:1～1:10、特に3:1～1:7である。
ターポリマーは、通常、重合形態で、
5～40mol%のジエステル、
5～40mol%のオレフィン、及び
20～90mol%のアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
ターポリマーは、通常、重合形態で、
5～40mol%の、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチル-フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択されるジエステル、
5～40mol%の、C6～C22アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
20～90mol%の、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
別の形態では、ターポリマーは、重合形態で、
20～40mol%のジエステル、
20～40mol%のオレフィン、及び
20～50mol%のアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
別の形態では、ターポリマーは、重合形態で、
12.5～30mol%のジエステル、
12.5～30mol%のオレフィン、及び
40～70mol%のアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
別の形態では、ターポリマーは、重合形態で、
2.5～20mol%のジエステル、
2.5～20mol%のオレフィン、及び
55～85mol%のアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で90～100mol%になる。
ターポリマーは、通常、重合形態で、
20～40mol%の、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチル-フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択されるジエステル、
20～40mol%の、C6～C22アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
20～50mol%の、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
別の形態では、ターポリマーは、通常、重合形態で、
12.5～30mol%の、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジ-メチルフマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択されるジエステル、
12.5～30mol%の、C6～C22アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
40～70mol%の、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で85～100mol%になる。
ターポリマーは、通常、重合形態で、
2.5～20mol%の、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチル-フマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択されるジエステル、
2.5～20mol%の、C6～C22アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
55～85mol%の、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
を含み、モノマーの量は、合計で90～100mol%になる。
ターポリマーは、通常、500～15 000g/mol、好ましくは800～10 000g/mol、特に1000～5 000g/molの数平均分子量Mnを有する。
ターポリマーは、通常、500～50 000g/mol、好ましくは1 000～35 000g/mol、特に2 000～20 000g/molの重量平均分子量Mwを有する。
Mw及びMnは、較正されたカラム上のGPCによって決定してもよい。
ターポリマーは、通常、少なくとも1、好ましくは1.2～5、より好ましくは1.5～4、最も好ましくは1.8～3の範囲の多分散度(Mw/Mn)を有する。
ターポリマーは、通常、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に-10℃未満の流動点を有する。流動点は、ASTM D 97に従って決定してもよい。
ターポリマーは、通常、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に-10℃未満の曇点を有する。曇点は、ISO 3015に従って決定してもよい。
ターポリマーは、室温、例えば、25℃で透明な液体であってもよい。典型的には、透明な液体中に、濁りは見えない。
ターポリマーは、100℃で約6cStの動粘性率を有するポリアルファオレフィンと混和性であってもよい。この混和性は、室温、例えば、25℃で24時間50:50の重量比で決定してもよい。
ターポリマーは、40℃で100～50 000mm2/s(cSt)、好ましくは300～10 000mm2/s、特に500～2500mm2/sの動粘性率を有してもよい。
ターポリマーは、100℃で10～5000mm2/s(cSt)、好ましくは30～3000mm2/s、特に50～2500mm2/sの動粘性率を有してもよい。
動粘性率は、ASTM D445に従って決定してもよい。
ターポリマーは、少なくとも100、好ましくは少なくとも130、特に少なくとも170の粘度指数を有してもよい。粘度指数は、ASTM D2270に従って決定してもよい。
本発明はまた、ジエステル、オレフィン、及びアクリレート、及び任意選択でさらなるモノマーを重合するステップを含む、ターポリマーを調製する方法に関する。別の形態では、本発明はまた、
- マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物のジ(C4～C22アルキル)エステルから選択されるジエステル、
- C6～C40アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、
- C4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート、及び
- 任意選択でさらなるモノマー
を重合するステップを含む、ターポリマーを調製する方法に関する。
ターポリマーは、通常、ジエステル、オレフィン、及びアクリレート、及び任意選択でさらなるモノマーを重合することによって入手可能である。
ジエステル、オレフィン、アクリレート、及び任意選択でさらなるモノマーの重合は、溶媒重合、乳化重合、沈殿重合又はバルク重合から、好ましくは溶媒重合又はバルク重合から選択してもよい。
モノマー成分は、ニートで、エマルションで、又は溶液で重合することができる。好ましくは、モノマー成分は、ニートで重合される。ここで、各モノマー成分について、単一モノマー種又はいくつかのそのようなモノマー種の混合物を使用することが可能である。重合反応は、一般的に、標準圧力で、保護ガス、例えば、窒素下で実施される。重合温度は、一般的に、50～250℃である。適切な重合反応器は、原則として、全ての通例の連続又はバッチ式装置、例えば、撹拌槽、撹拌槽カスケード、管状反応器又はループ反応器である。重合反応は、一般的に、最大3bar、好ましくは最大2bar、特に最大1.5barの圧力で実施される。重合反応は、特に周囲圧力で実施される。
典型的には、重合は、フリーラジカルメカニズムによって分解する開始剤によって開始される; この目的に適した開始剤は、空気、又は有機過酸化物及び/又はヒドロペルオキシドの酸素、及びまた有機アゾ化合物である。有用な有機過酸化物又はヒドロペルオキシドの例としては、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、ジ-tert-ブチルペルオキシド及びtert-ブチルペルイソノナノエートが挙げられる。適切な有機アゾ化合物の例は、アゾビスイソブチロニトリル(「AIBN」)である。さらに、チオアルコール、アルデヒド又はケトンなどの適切な連鎖移動剤を重合に使用することも可能である。
溶媒又はエマルション媒体も重合に使用される場合、通例の高沸点不活性液体がこの目的に有用であり、例えば、脂肪族炭化水素、例えば、ヘプタン、Shellsol(登録商標)D70、ホワイトオイル、灯油、芳香族炭化水素、例えば、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トルエン、キシレン、又は対応する工業用炭化水素混合物、例えば、Shellsol(登録商標)、Solvesso(登録商標)又は溶剤ナフサがある。
好ましい形態では、ターポリマーを調製する方法は、連鎖移動剤の存在下で、ジエステル、オレフィン、アクリレート、及び任意選択でさらなるモノマーを重合するステップを含む。本発明の意味での適切な連鎖移動剤(調節剤とも呼ばれる)は、ポリマー鎖の末端として組み込まれるポリマーの成長を停止させる調節剤である。適切な連鎖移動剤は、飽和又は不飽和炭化水素、アルコール、チオール、ケトン、アルデヒド、アミン、又は水素である。好ましい連鎖移動剤は、炭化水素及びチオールである。
飽和及び不飽和炭化水素の中で、連鎖移動剤は、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、イソドデカン、プロペン、ブテン、ペンテン、シクロヘキセン、ヘキセン、オクテン、ガンマ-テルピネン、デセン及びドデセン、並びに芳香族炭化水素、例えば、トルオール、キシロール、トリメチル-ベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、それらの混合物から選択することができる。
連鎖移動剤として適切なケトン又はアルデヒドは、脂肪族アルデヒド又は脂肪族ケトン、例えば、式IIの調節剤又はそれらの混合物である。
Figure 2022512723000002
Ra及びRbは、同一又は異なり、以下、
- 水素;
- C1～C6-アルキル、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、sec-ペンチル、ネオペンチル、1,2-ジメチルプロピル、イソアミル、n-ヘキシル、イソヘキシル、sec-ヘキシル; より好ましくはC1～C4-アルキル、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル及びtert-ブチル;
- C3～C12-シクロアルキル、例えば、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、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル及びシクロドデシルから選択され; シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルが好ましい。
Ra及びRb基はまた、互いに共有結合して、4～13員環を形成してもよい。例えば、Ra及びRbは、一緒になって以下のアルキレン基: -(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)-又は-CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-を形成してもよい。
連鎖移動剤として好ましいケトンは、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン及びジアミルケトンである。連鎖移動剤として好ましいアルデヒドは、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブタナール及びペンタナールである。
アルコールの中で、連鎖移動剤は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、及びペンタノールからなる群から選択される。
チオールの中で、連鎖移動剤は、直鎖又は分岐鎖脂肪族C1～C20アルキルチオールから選択してもよい。別の形態では、適切なチオールは、有機チオ化合物、例えば、第一級、第二級、又は第三級脂肪族チオール、例えば、エタンチオール、n-プロパンチオール、2-プロパンチオール、n-ブタンチオール、tert-ブタンチオール、2-ブタンチオール、2-メチル-2-プロパンチオール、n-ペンタンチオール、2-ペンタンチオール、3-ペンタンチオール、2-メチル-2-ブタンチオール、3-メチル-2-ブタンチオール、n-ヘキサンチオール、2-ヘキサンチオール、3-ヘキサンチオール、2-メチル-2-ペンタンチオール、3-メチル-2-ペンタンチオール、4-メチル-2-ペンタンチオール、2-メチル-3-ペンタンチオール、3-メチル-3-ペンタンチオール、2-エチルブタンチオール、2-エチル-2-ブタンチオール、n-ヘプタンチオール及びその異性体化合物、n-オクタンチオール及びその異性体化合物、n-ノナンチオール及びその異性体化合物、n-デカンチオール及びその異性体化合物、n-ウンデカンチオール及びその異性体化合物、n-ドデカンチオール及びその異性体化合物、n-トリデカンチオール及びその異性体化合物、置換チオール、例えば、2-ヒドロキシエタンチオール、芳香族チオール、例えば、ベンゼンチオール、オルト-、メタ-、又はパラ-メチルベンゼンチオール、メルカプトアルカン酸及びその誘導体、例えば、6-メチルヘプチル3-メルカプトプロピオネート又は2-エチルヘキシル2-メルカプトエタノエートである。
アミンの中で、連鎖移動剤は、第一級、第二級、又は第三級アミン、例えば、ジアルキルアミン又はトリアルキルアミンから選択される。アミンの例は、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミンである。
連鎖移動剤は、通常、モノマーの量の合計に基づいて、0.1～5重量%、好ましくは0.15～2.5重量%、特に0.2～1.9重量%の濃度で存在する。
潤滑剤は、通常、さらに、
- 鉱油、ポリアルファオレフィン、ポリマー化及びインターポリマー化オレフィン、アルキルナフタレン、アルキレンオキシドポリマー、シリコーン油、リン酸エステル及びカルボン酸エステルから選択される、基油; 及び/又は
- 潤滑剤添加剤
を含む。
一形態では、潤滑剤は、少なくとも10重量%、好ましくは少なくとも30重量%、特に少なくとも60重量%のターポリマーを含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、10～99重量%、好ましくは30～95重量%、特に少なくとも60～95重量%のターポリマーを含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、1～90重量%、好ましくは5～50重量%、特に20～50重量%の基油を含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.5重量%、特に少なくとも1重量%のターポリマーを含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、0.1～20重量%、好ましくは0.1～150重量%、特に少なくとも0.1～10重量%のターポリマーを含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、30～99.9重量%、好ましくは50～99重量%、特に70～95重量%の基油を含んでもよい。
潤滑剤は、最大20重量%、好ましくは最大15重量%、特に最大10重量%の潤滑剤添加剤を含んでもよい。
別の形態では、潤滑剤は、0.1～20重量%、好ましくは0.1～15重量%、特に少なくとも0.1～10重量%の潤滑剤添加剤を含んでもよい。
潤滑剤は、通常、機械的装置の表面などの表面間の摩擦を低減することができる組成物を指す。機械的装置は、機械的原理に基づいて機能する装置からなる機構であってよい。適切な機械的装置は、ベアリング、ギア、ジョイント及びガイダンスである。機械的装置は、-30℃～80℃の範囲の温度で操作し得る。
基油は、鉱油(群I、II又はIII油)、ポリアルファオレフィン(群IV油)、ポリマー化及びインターポリマー化オレフィン、アルキルナフタレン、アルキレンオキシドポリマー、シリコーン油、リン酸エステル及びカルボン酸エステル(群V油)からなる群から選択してよい。好ましくは、基油は、APIの定義に従って、群I、群II、群III基油、又はそれらの混合物から選択される。基油の定義は、米国石油協会(API)刊行物"Engine Oil Licensing and Certification System", lndustry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998に見出されるものと同じである。前記刊行物は、次のように基油を分類する:
a) 群I基油は、90パーセント未満の飽和物(ASTM D 2007)及び/又は0.03パーセントを超える硫黄(ASTM D 2622)を含有し、80以上且つ120未満の粘度指数(ASTM D 2270)を有する。
b) 群II基油は、90パーセント以上の飽和物及び0.03パーセント以下の硫黄を含有し、80以上且つ120未満の粘度指数を有する。
c) 群III基油は、90パーセント以上の飽和物及び0.03パーセント以下の硫黄を含有し、120以上の粘度指数を有する。
d) 群IV基油は、ポリアルファオレフィンを含有する。ポリアルファオレフィン(PAO)としては、アルファオレフィンの比較的低分子量の水素化ポリマー又はオリゴマーを典型的には含む公知のPAO材料が挙げられ、アルファオレフィンとしては、以下に限定されないが、C2～約C32アルファオレフィンが挙げられ、C8～約C16アルファオレフィン、例えば、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセンなどが好ましい。好ましいポリアルファオレフィンは、ポリ-1-オクテン、ポリ-1-デセン、及びポリ-1-ドデセンである。
e) 群V基油は、群I～IVによって記載されない任意の基油を含有する。群V基油の例としては、アルキルナフタレン、アルキレンオキシドポリマー、シリコーン油、及びリン酸エステルが挙げられる。
合成基油としては、炭化水素油及びハロ置換炭化水素油、例えば、ポリマー化及びインターポリマー化オレフィン(例えば、ポリプロピレン、プロピレン-イソブチレンコポリマー、塩素化ポリブチレン、ポリ(1-ヘキセン)、ポリ(1-オクテン)、ポリ(1-デセン)); アルキルベンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ(2-エチルヘキシル)ベンゼン); ポリ-フェニル(例えば、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化ポリフェノール); 及びアルキル化ジフェニルエーテル及びアルキル化ジフェニルスルフィド並びにそれらの誘導体、類似体及び同族体が挙げられる。
アルキレンオキシドポリマー並びにそのインターポリマー及び誘導体は、末端ヒドロキシル基がエステル化、エーテル化などによって修飾されている場合、公知の合成基油の別のクラスを構成する。これらは、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの重合によって調製されるポリオキシアルキレンポリマー、並びにポリオキシアルキレンポリマーのアルキル及びアリールエーテル(例えば、1000の分子量を有するメチル-ポリイソ-プロピレングリコールエーテル又は1000～1500の分子量を有するポリエチレングリコールのジフェニルエーテル); 並びにそのモノ-及びポリカルボン酸エステル、例えば、酢酸エステル、混合C3～C8脂肪酸エステル及びテトラエチレングリコールのC13オキソ酸ジエステルによって例示される。
ケイ素ベースの油、例えば、ポリアルキル-、ポリアリール-、ポリアルコキシ-又はポリアリールオキシシリコーン油及びシリケート油は、合成基油の別の有用なクラスを構成する; そのような基油としては、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリケート、テトラ-(2-エチルヘキシル)シリケート、テトラ-(4-メチル-2-エチル-ヘキシル)シリケート、テトラ-(p-tert-ブチル-フェニル)シリケート、ヘキサ-(4-メチル-2-エチルヘキシル)ジシロキサン、ポリ(メチル)シロキサン及びポリ(メチルフェニル)シロキサンが挙げられる。他の合成基油としては、リン含有酸の液体エステル(例えば、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、デシルホスホン酸のジエチルエステル)及びポリマーテトラヒドロフランが挙げられる。
適切な潤滑剤添加剤は、粘度指数向上剤、ポリマー増粘剤、酸化防止剤、腐食防止剤、洗浄剤、分散剤、消泡剤、染料、摩耗保護添加剤、極圧添加剤(EP添加剤)、耐摩耗添加剤(AW添加剤)、摩擦調整剤、金属不活性化剤、流動点降下剤から選択してもよい。
粘度指数向上剤は、低温で油の相対粘度を高める以上に高温で油の相対粘度を高める高分子量ポリマーを含む。粘度指数向上剤としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アルキルメタクリレート、ビニルピロリドン/メタクリレートコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリブテン、オレフィンコポリマー、例えば、エチレン-プロピレンコポリマー又はスチレン-ブタジエンコポリマー、又はポリアルケン、例えば、PIB、スチレン/アクリレートコポリマー及びポリエーテル、及びそれらの組み合わせが挙げられる。最も一般的なVI向上剤は、メタクリレートポリマー及びコポリマー、アクリレートポリマー、オレフィンポリマー及びコポリマー、並びにスチレンブタジエンコポリマーである。粘度指数向上剤の他の例としては、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、アルファ-オレフィンポリマー、アルファ-オレフィンコポリマー(例えば、エチレンプロピレンコポリマー)、ポリアルキルスチレン、フェノール縮合物、ナフタレン縮合物、スチレンブタジエンコポリマーなどが挙げられる。これらのうち、10000～300000の数平均分子量を有するポリメタクリレート、及び1000～30000の数平均分子量を有するアルファ-オレフィンポリマー又はアルファ-オレフィンコポリマー、特に1000～10000の数平均分子量を有するエチレン-アルファ-オレフィンコポリマーが好ましい。粘度指数増加剤は、個別に、又は混合物の形態で、好都合にはベースストックの重量に対して≧0.05～≦20.0重量%の範囲内の量で、添加及び使用することができる。
適切な(ポリマー)増粘剤としては、以下に限定されないが、ポリイソブテン(PIB)、オリゴマーコポリマー(OCP)、ポリメタクリレート(PMA)、スチレンとブタジエンのコポリマー、又は高粘度エステル(複合エステル)が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤又は非フェノール系酸化防止剤が挙げられる。
有用なフェノール系酸化防止剤としては、ヒンダードフェノールが挙げられる。これらのフェノール系酸化防止剤は、無灰(金属を含まない)フェノール系化合物、又は特定のフェノール系化合物の中性若しくは塩基性金属塩であってもよい。典型的なフェノール系酸化防止剤化合物は、立体障害型ヒドロキシル基を含有するものであるヒンダードフェノール類であり、これらとしては、ヒドロキシル基が互いにo又はp位にあるジヒドロキシアリール化合物の誘導体が挙げられる。典型的なフェノール系酸化防止剤としては、6個以上の炭素原子を有するアルキル基で置換されたヒンダードフェノール、及びこれらのヒンダードフェノールのアルキレン結合誘導体が挙げられる。このタイプのフェノール系材料の例は、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-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; 及び2-メチル-6-t-ブチル-4-ドデシルフェノールである。他の有用なヒンダードモノフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ヒンダード2,6-ジ-アルキル-フェノール系プロピオン酸エステル誘導体が挙げられる。ビスフェノール系酸化防止剤はまた、本発明と組み合わせて使用してもよい。オルト結合フェノールの例としては、2,2'-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); 及び2,2'-ビス(4-ドデシル-6-t-ブチル-フェノール)が挙げられる。パラ結合ビスフェノールとしては、例えば、4,4'-ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)及び4,4'-メチレン-ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)が挙げられる。
使用し得る非フェノール系酸化防止剤としては、芳香族アミン酸化防止剤が挙げられ、これらは、そのままで、又はフェノール類と組み合わせて使用してもよい。非フェノール系酸化防止剤の典型的な例としては、アルキル化及び非アルキル化芳香族アミン、例えば、式R8R9R10N(式中、R8は、脂肪族、芳香族又は置換芳香族基であり、R9は、芳香族又は置換芳香族基であり、R10は、H、アルキル、アリールである)又はR11S(O)xR12(式中、R11は、アルキレン、アルケニレン、又はアラルキレン(aralkylene)基であり、R12は、高級アルキル基、又はアルケニル、アリール、又はアルカリール(alkaryl)基であり、xは、0、1又は2である)の芳香族モノアミンが挙げられる。脂肪族基R8は、1～約20個の炭素原子を含有してよく、好ましくは約6～12個の炭素原子を含有する。脂肪族基は、飽和脂肪族基である。好ましくは、R8及びR9の両方は、芳香族又は置換芳香族基であり、芳香族基は、ナフチルなどの縮合環芳香族基であってもよい。芳香族基R8及びR9は、Sなどの他の基と一緒に結合してもよい。
典型的な芳香族アミン酸化防止剤は、少なくとも約6個の炭素原子のアルキル置換基を有する。脂肪族基の例としては、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、及びデシルが挙げられる。一般的に、脂肪族基は、約14個を超える炭素原子を含有しない。本組成物において有用なアミン酸化防止剤の一般的なタイプとしては、ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、フェノチアジン、イミドジベンジル及びジフェニルフェニレンジアミンが挙げられる。2つ以上の芳香族アミンの混合物もまた有用である。ポリマーアミン酸化防止剤も使用することができる。本発明において有用な芳香族アミン酸化防止剤の特定の例としては、p,p'-ジオクチルジフェニルアミン; t-オクチルフェニル-アルファ-ナフチルアミン; フェニル-アルファナフチルアミン; 及びp-オクチルフェニル-アルファ-ナフチルアミンが挙げられる。硫化アルキルフェノール並びにそのアルカリ若しくはアルカリ土類金属塩も有用な酸化防止剤である。
腐食防止剤としては、様々な酸素、窒素、硫黄、及びリンを含有する材料が挙げられ、金属含有化合物(塩、有機金属など)並びに非金属含有若しくは無灰材料が挙げられる。腐食防止剤としては、以下に限定されないが、添加剤タイプ、例えば、ヒドロカルビル、アリール、アルキル、アリールアルキル、及びアルキルアリールバージョンの洗浄剤(中性、過塩基性)、スルホネート、フェネート、サリチレート、アルコレート、カルボキシレート、サリキサレート、ホスファイト、ホスフェート、チオホスフェート、アミン、アミン塩、アミンリン酸塩、アミンスルホン酸塩、アルコキシル化アミン、エーテルアミン、ポリエーテルアミン、アミド、イミド、アゾール、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、トリルトリアゾール(TTZタイプ)、複素環式アミン、複素環式硫化物、チアゾール、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、ジメルカプトチアジアゾール(DMTDタイプ)、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ジチオベンズイミダゾール、イミダゾリン、オキサゾリン、マンニッヒ反応生成物、グリシジルエーテル、無水物、カルバメート、チオカルバメート、ジチオカルバメート、ポリグリコールなど、又はそれらの混合物が挙げられる。
洗浄剤としては、汚れ粒子に付着して、それが臨界面に付着するのを防ぐ洗浄剤が挙げられる。洗浄剤はまた、金属表面自体に付着して、それをきれいに保ち、腐食の発生を防ぎ得る。洗浄剤としては、カルシウムアルキルサリチレート、カルシウムアルキルフェネート、及びカルシウムアルカリールスルホネートが挙げられ、代替金属イオン、例えば、マグネシウム、バリウム、又はナトリウムも使用される。使用できる洗浄剤及び分散剤の例としては、金属ベースの洗浄剤、例えば、中性及び塩基性アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリチレート、アルケニルスクシンイミド及びアルケニルスクシンイミドエステル及びそれらのホウ水素化物、フェネート、サリエニウス(salienius)錯体洗浄剤及び硫黄化合物で修飾された無灰分散剤が挙げられる。これらの薬剤は、個別に、又は混合物の形態で、好都合にはベースストックの重量に対して≧0.01～≦1.0重量%の範囲内の量で、添加及び使用することができる; これらはまた、高い総塩基数(TBN)、低いTBN、又は高い/低いTBNの混合物であり得る。
分散剤は、臨界面上にスラッジ、ワニス、及び他の堆積物が形成するのを防ぐのに役立つ潤滑剤添加剤である。分散剤は、スクシンイミド分散剤であってもよい(例えば、N置換長鎖アルケニルスクシンイミド)、マンニッヒ分散剤、エステル含有分散剤、脂肪性ヒドロカルビルモノカルボン酸アシル化剤とアミン又はアンモニアとの縮合生成物、アルキルアミノフェノール分散剤、ヒドロカルビル-アミン分散剤、ポリエーテル分散剤又はポリエーテルアミン分散剤であってもよい。一実施形態では、スクシンイミド分散剤としては、ポリイソブチレン置換スクシンイミドが挙げられ、分散剤が由来するポリイソブチレンは、約400～約5000、又は約950～約1600の数平均分子量を有してもよい。一実施形態では、分散剤としては、ホウ酸化(borated)分散剤が挙げられる。典型的には、ホウ酸化分散剤としては、ポリイソブチレンスクシンイミドを含むスクシンイミド分散剤が挙げられ、分散剤が由来するポリイソブチレンは、約400～約5000の数平均分子量を有してもよい。ホウ酸化分散剤は、極圧剤の記載の中で上により詳細に記載される。
消泡剤は、シリコーン、ポリアクリレートなどから選択してもよい。本明細書に記載の潤滑剤組成物中の消泡剤の量は、配合物の総重量に基づいて、≧0.001重量%～≦0.1重量%の範囲であってよい。さらなる例として、消泡剤は、約0.004重量%～約0.008重量%の量で存在してもよい。
適切な極圧剤は、硫黄含有化合物である。一実施形態では、硫黄含有化合物は、硫化オレフィン、多硫化物、又はそれらの混合物であってもよい。硫化オレフィンの例としては、プロピレン、イソブチレン、ペンテンから誘導された硫化オレフィン; ベンジルジスルフィドを含む有機硫化物及び/又は多硫化物; ビス-(クロロベンジル)ジスルフィド; ジブチルテトラスルフィド; ジ-第三級ブチル多硫化物; 及び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、硫化ディールスアルダー付加物、アルキルスルフェニルN'N-ジアルキルジチオカルバメート; 又はそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、硫化オレフィンとしては、プロピレン、イソブチレン、ペンテン、又はそれらの混合物から誘導された硫化オレフィンが挙げられる。一実施形態では、極圧添加剤硫黄含有化合物としては、ジメルカプトチアジアゾール又はその誘導体若しくは混合物が挙げられる。ジメルカプトチアジアゾールの例としては、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール又はヒドロカルビル置換2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾールなどの化合物、又はそれらのオリゴマーが挙げられる。ヒドロカルビル置換2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾールのオリゴマーは、典型的には、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール単位間に硫黄-硫黄結合を形成して、前記チアジアゾール単位の2つ以上の誘導体又はオリゴマーを形成することによって形成する。適切な2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール由来の化合物としては、例えば、2,5-ビス(tert-ノニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール又は2-tert-ノニルジチオ-5-メルカプト-1,3,4-チアジアゾールが挙げられる。ヒドロカルビル置換2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾールのヒドロカルビル置換基上の炭素原子の数は、典型的には、1～30、又は2～20、又は3～16を含む。極圧添加剤としては、ホウ素及び/又は硫黄及び/又はリンを含有する化合物が挙げられる。極圧剤は、潤滑剤組成物の0重量%～約20重量%、又は約0.05重量%～約10.0重量%、又は約0.1重量%～約8重量%で潤滑剤組成物中に存在してもよい。
耐摩耗添加剤の例としては、有機ボレート、有機ホスファイト、例えば、ジドデシルホスファイト、有機硫黄含有化合物、例えば、硫化鯨油又は硫化テルペン、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ホスホ硫化炭化水素及びそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
摩擦調整剤としては、金属含有化合物若しくは材料、並びに無灰化合物若しくは材料、又はそれらの混合物が挙げられる。金属含有摩擦調整剤としては、金属が、アルカリ、アルカリ土類、又は遷移基金属(transition group metal)を含み得る、金属塩又は金属配位子錯体が挙げられる。そのような金属含有摩擦調整剤はまた、低灰分特性を有してもよい。遷移金属としては、Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Znなどが挙げられる。配位子としては、アルコール、ポリオール、グリセロール、部分エステルグリセロール、チオール、カルボキシレート、カルバメート、チオカルバメート、ジチオカルバメート、ホスフェート、チオホスフェート、ジチオホスフェート、アミド、イミド、アミン、チアゾール、チアジアゾール、ジチアゾール、ジアゾール、トリアゾールのヒドロカルビル誘導体、並びに有効量のO、N、S、又はPを個別に又は組み合わせて含有する他の極性分子官能基が挙げられる。特に、Mo含有化合物、例えば、Mo-ジチオカルバメート、Mo(DTC)、Mo-ジチオホスフェート、Mo(DTP)、Mo-アミン、Mo(Am)、Mo-アルコレート、Mo-アルコール-アミドなどが特に有効であり得る。
無灰摩擦調整剤としてはまた、有効量の極性基を含有する潤滑剤材料、例えば、ヒドロキシル含有ヒドロカルビル基油、グリセリド、部分グリセリド、グリセリド誘導体などが挙げられる。摩擦調整剤中の極性基としては、有効量のO、N、S、又はPを個別に又は組み合わせて含有するヒドロカルビル基が挙げられる。特に有効であり得る他の摩擦調整剤としては、例えば、脂肪酸の塩(灰含有及び無灰誘導体の両方)、脂肪アルコール、脂肪アミド、脂肪エステル、ヒドロキシル含有カルボキシレート、及び同等の合成長鎖ヒドロカルビル酸、アルコール、アミド、エステル、ヒドロキシカルボキシレートなどが挙げられる。ある場合には、脂肪有機酸、脂肪アミン、及び硫化脂肪酸を、適切な摩擦調整剤として使用してもよい。摩擦調整剤の例としては、脂肪酸エステル及びアミド、有機モリブデン化合物、モリブデンジアルキルチオカルバメート及びモリブデンジアルキルジチオホスフェートが挙げられる。
適切な金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、例えば、4-又は5-アルキルベンゾトリアゾール(例えば、トリアゾール)及びその誘導体、4,5,6,7-テトラヒドロベンゾトリアゾール及び5,5'-メチレンビスベンゾトリアゾール; ベンゾトリアゾール又はトリアゾールのマンニッヒ塩基、例えば1-[ビス(2-エチル-ヘキシル)アミノメチル)トリアゾール及び1-[ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル)ベンゾトリアゾール; 及びアルコキシ-アルキルベンゾトリアゾール、例えば、1-(ノニルオキシメチル)ベンゾトリアゾール、1-(1-ブトキシエチル)ベンゾトリアゾール及び1-(1-シクロヘキシルオキシブチル)トリアゾール、及びそれらの組み合わせが挙げられる。1つ以上の金属不活性化剤の追加の非限定的な例としては、1,2,4-トリアゾール及びその誘導体、例えば、3-アルキル(又はアリール)-1,2,4-トリアゾール、及び1,2,4-トリアゾールのマンニッヒ塩基、例えば、1-[ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル-1,2,4-トリアゾール; アルコキシアルキル-1,2,4-トリアゾール、例えば、1-(1-ブトキシエチル)-1,2,4-トリアゾール; 及びアシル化3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、イミダゾール誘導体、例えば、4,4'-メチレンビス(2-ウンデシル-5-メチルイミダゾール)及びビス[(N-メチル)イミダゾール-2-イル]カルビノールオクチルエーテル、及びそれらの組み合わせが挙げられる。1つ以上の金属不活性化剤のさらなる非限定的な例としては、硫黄含有複素環式化合物、例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チア-ジアゾール及びそれらの誘導体; 及び3,5-ビス[ジ(2-エチルヘキシル)アミノメチル]-1,3,4-チアジアゾリン-2-オン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。1つ以上の金属不活性化剤のさらに非限定的な例としては、アミノ化合物、例えば、サリチリデンプロピレンジアミン、サリチルアミノグアニジン及びそれらの塩、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。1つ以上の金属不活性化剤は、組成物中の量において特に制限されないが、典型的には、組成物の重量に基づいて、約0.01～約0.1、約0.05～約0.01、又は約0.07～約
0.1重量%の量で存在する。あるいは、1つ以上の金属不活性化剤は、組成物の重量に基づいて、約0.1重量%未満、約0.7重量%未満、又は約0.5重量%未満の量で存在してもよい。
流動点降下剤(PPD)としては、ポリメタクリレート、アルキル化ナフタレン誘導体、及びそれらの組み合わせが挙げられる。アルキル芳香族ポリマー及びポリメタクリレートなどの一般的に使用される添加剤も、この目的に有用である。典型的には、処理率は、ベースストックの重量に対して、≧0.001重量%～≦1.0重量%の範囲である。
解乳化剤としては、リン酸トリアルキル、並びにエチレングリコール、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、又はそれらの混合物の様々なポリマー及びコポリマーが挙げられる。
潤滑剤の例は、アクセル潤滑、ミディアム及びヘビーデューティーエンジンオイル、工業用エンジンオイル、船舶用エンジンオイル、自動車用エンジンオイル、クランクシャフトオイル、コンプレッサーオイル、冷蔵庫オイル、炭化水素コンプレッサーオイル、超低温潤滑油及び脂肪、高温潤滑油及び脂肪、ワイヤーロープ潤滑剤、繊維機械油、冷蔵庫オイル、航空及び航空宇宙潤滑剤、航空タービン油、トランスミッション油、ガスタービン油、スピンドル油、スピン油、トラクション流体、トランスミッション油、プラスチックトランスミッション油、乗用車トランスミッション油、トラックトランスミッション油、工業用トランスミッション油、工業用ギアオイル、絶縁油、インストルメントオイル、ブレーキ流体、トランスミッション液、ショックアブソーバーオイル、熱分配媒体油、変圧器油、脂肪、チェーンオイル、金属加工作業用の最小量の潤滑剤、温冷加工用オイル、水性金属加工液用オイル、ニートオイル金属加工液用オイル、半合成金属加工液用オイル、合成金属加工液用オイル、土壌探査用掘削洗浄剤、油圧オイル、生分解性潤滑剤又は潤滑グリース若しくはワックス、チェーンソーオイル、放出剤、成形流体、銃、ピストル及びライフル潤滑剤又は時計用潤滑剤及び食品グレードで承認された潤滑剤である。
本発明はさらに、表面を潤滑剤と又はターポリマーと接触させるステップを含む、移動表面間の摩擦を低減する方法に関する。
摩擦は、70℃及び1GPaでミニトラクションマシン(MTM)測定を使用して、25%スライドロール比(SRR)で摩擦係数を測定することによって決定してもよい。
本発明によるターポリマーは、潤滑剤中に多くの目的のために使用してもよく、例えば、潤滑剤の粘度指数を高めるため、潤滑剤を濃くするため、潤滑剤の摩擦係数を向上させるため、摩耗を低減するため、又は潤滑剤のベースストックとして使用してもよい。
DOM: マレイン酸ビス(2-エチルヘキシル)(「マレイン酸ジオクチル」としても知られる)は、約10～40mol%のフマル酸ビス(2-エチルヘキシル)を含有する。
DOD: 1-ドデセン、純度＞95重量%、1～5重量%1-デセン/1-テトラデセン。
アクリル酸ヘプタデシル: BASF SEから市販されている、分岐鎖C17アルカノールの混合物に基づくアクリレート。
メタクリル酸ヘプタデシル: BASF SEから市販されている、分岐鎖C17アルカノールの混合物に基づくメタクリレート。
アクリル酸ラウリル: C12:C14アクリル酸アルキルの60:40混合物。
アクリル酸2-プロピルヘプチル: BASF SEから市販されている。
メタクリル酸2-プロピルヘプチル: BASF SEから市販されている。
分子量数分布Mn及び分子量重量分布Mwは、GPCにより決定した。多分散度は、PD=(Mw/Mn)として計算した。GPC分析は、RI検出器、PLgel MIXED-Bカラム(カラム温度35℃)、及び溶出媒体として0.1%トリフルオロ酢酸を含むTHFを用いて行った。較正は、分子量M=580から6.870.000g/molまでのPolymer Laboratoriesの非常に狭い分布のポリスチレン標準を用いて行った。
曇点CPは、ISO 3015に従って決定した。流動点PPは、ASTM D 97に従って決定した。ポリマー中に重合形態で存在するモノマーの量は、H-NMRによって決定した。
実施例1～17: 重合
表1に記載のモノマーのマレイン酸ジオクチル(「DOM」)、1-ドデセン(「DOD」)及びアクリル酸2-エチルヘキシルを1:1:1のモル比で含有するターポリマーを、以下のように調製した(実施例2を参照)。他のポリマーを同じ方法で調製した。最初にアクリレートの1/3をDOM及びDODに添加することも可能であった。
アンカースターラーを有する2リットルの容器に、ジエステルDOM(645g)及びオレフィンDOD(315g)をプレチャージとして導入した。混合物をN2でガス処理し、155℃まで加熱した。温度に達するとすぐに、約85%の開始剤ジ-tert-ブチルペルオキシド及びアクリル酸2-エチルヘキシル(345.8g)を別々に3時間反応混合物に添加した。その後、系を145℃で1時間未満保った。最後に、残りの開始剤ジ-tert-ブチルペルオキシドを145℃で一度に添加し、2時間後に重合を終了した。合計で1.41重量%(モノマーの総量に基づく)の開始剤を添加した。生成物は黄色がかっており、低粘度であり、固形分は＞99.5重量%であった。固形分が99重量%未満である場合は、さらなる清浄ステップを行うことができ、これは、145℃での真空蒸留、又は145℃及び室内圧力条件でのN2による単純なストリッピングのいずれかであり得る。
Figure 2022512723000003
結果は、全てのターポリマーが室温で液体であり、25℃未満の流動点を有することを実証した。結果はさらに、全てのターポリマーが、低い曇点のため、良好な低温特性を有する傾向があることを示す。
実施例18: 粘度及び外観
40℃(KV40)及び100℃(KV100)での動粘性率は、ASTM D 445に従って決定し、値は[mm2/s]として与えられた。粘度指数(VI)は、ASTM D 2270に従って決定した。ターポリマーの外観は、視覚的に決定した。
結果は、ターポリマーが所望の高い動粘性率、及び所望の高い粘度指数を有することを実証した。
Figure 2022512723000004
実施例19: ポリアルファオレフィンとの混和性
ターポリマーを、室温で50:50の重量比で100℃で約6cStの動粘性率を有するポリアルファオレフィンと混合し、室温で12時間伸ばすことによって混合した。混合物の外観は、均質化後及び24時間後に再び観察した。24時間後に相分離が観察されなかった場合、コポリマーは、ポリアルファオレフィンと適合性があると見なされる。
表3の結果は、ターポリマーが、非常に非極性の低粘度ポリアルファオレフィン(典型的にはポリ(1-デセン)に基づく)と混和性であることを実証した。
Figure 2022512723000005
実施例20: 熱酸化安定性
熱酸化安定性RPVOTは、ASTM D2272に従って試験した。この標準試験は、酸素圧容器を使用して、150℃で水及び銅触媒コイルの存在下で酸化安定性油を評価する。圧力が最大を175kPa下回るまで低下するまでの時間(分)を測定した。時間が長くなるほど、油は酸化に対してより耐性となる。全てのサンプルは、BASF SEから市販されているオクチル化フェニル-アルファ-ナフチルアミンであるIrganox(登録商標)L06を0.5重量%含有した。
Figure 2022512723000006
実施例21: 潤滑剤配合物
潤滑剤配合物A～Eは、表5に従って成分を混合することによって調製した。
潤滑剤配合物はギアオイルとして適している。
データは、潤滑剤配合物が、高粘度指数、低流動点、酸化安定性、及び低せん断損失などの優れた特性を合わせ持つことを実証した。
Figure 2022512723000007
HiTEC(登録商標)307: 工業用ギアオイル添加剤パッケージ、透明な濃い琥珀色の液体、KV 100 13 cSt、米国のAfton Chemical Corp.から市販されている。
Synative(登録商標)ES DPHA: アジピン酸ジ-(2-プロピルヘプチル)から作られている基油、ドイツのBASF SEから市販されている。
PAO-6: ポリアルファオレフィン基油、KV100 6 cSt。
鉱油: 群III基油からの鉱油、KV 100 6 cSt。
ASTM D2893A: この試験方法は、極圧潤滑液、ギアオイル、及び鉱油の酸化安定性を決定するために広く使用されている。油サンプルは、乾燥空気の存在下で312時間121℃の温度にさらした。次いで、油をKV100における増加について試験し、結果を増加のパーセンテージとして示した。
KRL 100 h: この試験方法は、せん断損失を評価するために使用され、CEC L-45-99に従って試験の前後にKV100によって計算した。

Claims (18)

  1. 重合形態で、
    - マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物のジ(C4～C22アルキル)エステルから選択されるジエステル、
    - C6～C40アルキル-1-エンから選択されるオレフィン、及び
    - C4～C40アルキル(メタ)アクリレートから選択されるアクリレート
    を含むターポリマーを含む潤滑剤。
  2. ジエステルが、マレイン酸、フマル酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択される、請求項１に記載の潤滑剤。
  3. ジエステルが、マレイン酸、フマル酸、又はそれらの混合物のジ(2-エチルヘキシル)エステルから選択される、請求項１又は２に記載の潤滑剤。
  4. ジエステルが、マレイン酸、2-メチルマレイン酸、2,3-ジメチルマレイン酸、2-メチルフマル酸、2,3-ジメチルフマル酸、又はそれらの混合物の直鎖又は分岐鎖ジ(C6～C14アルキル)エステルから選択される、請求項１に記載の潤滑剤。
  5. オレフィンが、C6～C22アルキル-1-エンから選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  6. アクリレートが、直鎖又は分岐鎖C4～C22アルキル(メタ)アクリレートから選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  7. ジエステルとオレフィンとのモル比が、3:1～1:2である、請求項１～６のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  8. ターポリマーが、重合形態で、5～40mol%のジエステル、5～40mol%のオレフィン、及び20～90mol%のアクリレートを含み、モノマーの量が、合計で85～100mol%になる、請求項１～７のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  9. ターポリマーが、ジエステル、オレフィン、及びアクリレートを重合することによって入手可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  10. ジエステルが、マレイン酸のジ(C6～C10アルキル)エステルと、フマル酸のジ(C6～C10アルキル)エステルとの混合物から選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  11. ターポリマーが、500～15 000g/molの数平均分子量Mnを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  12. ターポリマーが、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に-10℃未満の流動点を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  13. ターポリマーが、10℃未満、好ましくは0℃未満、特に-10℃未満の曇点を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  14. ターポリマーが、100℃で約6cStの動粘性率を有するポリアルファオレフィンと混和性である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  15. - 鉱油、ポリアルファオレフィン、ポリマー化及びインターポリマー化オレフィン、アルキルナフタレン、アルキレンオキシドポリマー、シリコーン油、リン酸エステル及びカルボン酸エステルから選択される、基油; 及び/又は
    - 潤滑剤添加剤
    をさらに含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の潤滑剤。
  16. 請求項１～１５のいずれか一項に定義されるターポリマー。
  17. ジエステル、オレフィン、及びアクリレートを重合するステップを含む、請求項１～１６のいずれか一項に定義されるターポリマーを調製する方法。
  18. 表面を請求項１～１５のいずれか一項に定義される潤滑剤と又は請求項１６に定義されるターポリマーと接触させるステップを含む、移動表面間の摩擦を低減する方法。
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