JP2022514478A - 混合分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物 - Google Patents

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Abstract

本開示は、一般に、潤滑粘度の油及び混合分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物に関する。混合分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤及びポリイソブチレンスクシンイミド分散剤を含むことができ、潤滑組成物中のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比は3:1から1:3である。本開示は、混合分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物に関する。本潤滑組成物は、潤滑粘度の油と、2から20重量%の分散剤添加剤パッケージとを含み、当該混合分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含み、当該ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モル%のC6~C18ヒドロカルビル及びポリイソブチレン系分散剤から構成される。

Description

本開示は、一般に、潤滑粘度の油及び混合分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物に関する。混合分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤及びアシル化ポリイソブチレン系分散剤を含む。
分散剤は、潤滑剤及び燃料配合物において、通常の使用中に配合物中に蓄積する汚れ及びスラッジに対する保護を提供し、それらを安定化させるために使用されてきた。分散剤は、典型的には、親水性の頭部及び疎水性の尾部を有し、界面活性剤の特性を示す。親水性の頭部は、汚れ及びスラッジに対して親和性を有し、一方、疎水性の尾部は、潤滑剤及び燃料配合物のベースストック(base stocks:基油)に対して親和性を有する。
潤滑剤又は燃料配合物に使用される一般的な種類の分散剤は、ポリイソブチレン(PIB)を無水マレイン酸で官能化し、続いてポリアミンと反応させることによって調製される。これらの分散剤は、典型的な潤滑剤及び燃料配合物によく作用する。
新しい潤滑組成物は、より高い自動車燃費基準、より長い排油間隔、及びより大きな運転過酷度を満たすように配合される。この要件のため、さらに高レベルの分散剤の使用及び/又はより低い潤滑剤ベースストック粘度が必要となる可能性がある。しかしながら、より高レベルのPIB系分散剤の使用は、潤滑剤組成物の粘度を著しく増加させ、より低いモータオイル粘度グレード、例えば0W-20及び0W-30を達成することを困難にする可能性がある。モータオイルの低粘度グレードは、燃費ガイドラインを満たす上で特に重要である。
分散剤のレベルを増加させるための代替法は、低粘度のベースストックを使用することである。しかしながら、かかる低粘度ベースストックの使用は、より高い揮発性(油の損失)、並びに、潤滑油膜の減少及びエンジン内部表面の摩耗保護の減少をもたらす可能性がある。
PIB系分散剤の使用に関連する粘度の増加に対処するために、フォーミュレーター(formulators)はPIB系分散剤の様々な代替物を使用している。かかる代替の分散剤タイプの1つは、ポリアルファオレフィン(PAO)系分散剤である。
米国特許出願公開第2012/0264665号明細書(2012年10月18日公開 Wu,)は、1種以上の潤滑剤原料と、ポリアルファオレフィンスクシンイミド、ポリアルファオレフィンスクシンアミド、ポリアルファオレフィン酸エステル、ポリアルファオレフィンオキサゾリン、ポリアルファオレフィンイミダゾリン、ポリアルファオレフィンスクシンアミドイミダゾリン、及びそれらの組み合わせから選択され、ブレンドの総重量の2から20重量%で存在する1種以上の分散剤とを含む潤滑剤ブレンドを開示している。
PAO系分散剤は、PIB系分散剤よりも低い粘度の潤滑組成物を配合するのに役立ち得るが、PAO系分散剤は、PIB系分散剤と同レベルの堆積物制御及び潤滑組成物の全体的な清浄度をもたらさない。
したがって、低粘度グレードのエンジンオイル用途において効果的な堆積物制御及び全体的な清浄度を有する潤滑油配合物を提供する分散剤が必要とされている。
米国特許出願公開第2012/0264665号明細書
本開示は、混合分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物に関する。本潤滑組成物は、潤滑粘度の油と、2から20重量%の分散剤添加剤パッケージとを含み、当該混合分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含み、当該ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モル%のC6~C18ヒドロカルビル及びポリイソブチレン系分散剤から構成される。本潤滑組成物中のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比は、3:1から1:3、又は2:1から1:2、又は3:2から2:3である。
本開示はさらに、潤滑粘度の油と、分散剤添加剤パッケージとを有する潤滑組成物に関し、当該混合分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含み、当該ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モルパーセントのC6~C18ヒドロカルビル及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤からなり、本潤滑組成物中のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比が2:1から1:2である。
本開示はさらに、潤滑粘度の油と、分散剤添加剤パッケージとを有する潤滑組成物に関し、当該混合分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%のポリデセンスクシンイミド分散剤及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤を含み、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比、ポリデセンスクシンイミド分散剤とポリイソブチレン分散剤の比が2:1から1:2である。
本開示はさらに、潤滑粘度の油と、分散剤添加剤パッケージとを有する潤滑組成物に関し、当該混合分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%のポリデセンスクシンイミド分散剤及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤を含み、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比、ポリデセンスクシンイミド分散剤とポリイソブチレン分散剤の比は2:1から1:2であり、本潤滑組成物は、100℃で6から10 cSt(mm 2/s)の動粘度を有し、40℃で40から47 cSt(mm 2/s)の動粘度を有し、3mPa-s未満の高剪断粘度(HTHS)を有する。
本開示はさらに、潤滑粘度の油と2から20重量%の分散剤添加剤パッケージとを含む潤滑組成物を内燃機関に供給することによって内燃機関を潤滑する方法に関し、当該混合分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含み、当該ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モル%のC6~C18ヒドロカルビル及びポリイソブチレン系分散剤から構成される。本潤滑組成物中のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比は、3:1から1:3、又は2:1から1:2、又は3:2から2:3である。
別の実施形態では、本開示は、潤滑粘度の油と2から8重量%のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とを含む潤滑組成物を内燃機関に供給することによって内燃機関を潤滑する方法に関し、当該ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モル%のC6~C18ヒドロカルビル及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤から構成され、本潤滑組成物中のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比は2:1から1:2である。
別の実施形態では、本開示は、内燃機関に潤滑粘度の油と、分散剤添加剤パッケージとを含む潤滑組成物を供給することによって内燃機関を潤滑する方法に関し、当該分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%のポリデセンスクシンイミド分散剤及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤を含み、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比、ポリデセンスクシンイミド分散剤とポリイソブチレン分散剤の比は2:1から1:2である。
別の実施形態では、本開示は、内燃機関に潤滑粘度の油と分散剤添加剤パッケージとを含む潤滑組成物を供給することによって内燃機関を潤滑する方法に関し、当該混合分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%のポリデセンスクシンイミド分散剤及び1から6重量%のポリイソブチレン系分散剤を含み、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤との比、ポリデセンスクシンイミド分散剤とポリイソブチレン分散剤の比は2:1から1:2であり、本潤滑組成物は、100℃で6から10 cSt(mm 2/s)の動粘度を有し、40℃で40から47 cSt(mm 2/s)の動粘度を有し、3mPa-s未満の高剪断粘度(HTHS)を有する。
本開示は、分散剤添加剤パッケージを有する潤滑組成物及び内燃機関を潤滑するための方法に関する。本明細書に開示される潤滑組成物は、潤滑粘度の油と、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含む2から20重量%の分散剤添加剤パッケージとを含むことができ、当該1-オレフィンは、少なくとも75モル%のCからC18ヒドロカルビル及びアシル化ポリイソブチレン系分散剤から構成される。一実施形態では、本潤滑組成物は、本明細書に開示されるように、1種以上の追加の添加剤を含んでもよい。
潤滑粘度の油
本明細書で使用される場合、潤滑粘度の油は、天然油及び合成油、水素化分解、水素化及び水素化仕上げから誘導される油、未精製油、精製油、再精製油又はそれらの混合物を含み得る。未精製油、精製油及び再精製油のより詳細な説明は、国際公開第2008/147704号の段落[0054]から[0056]に提供されている(同様の開示が米国特許出願第2010/197536号明細書に提供されており、[0072]から[0073]を参照されたい)。天然油及び合成潤滑油のより詳細な説明は、それぞれ国際公開第2008/147704号の段落[0058]から[0059]に記載されている(同様の開示が米国特許出願第2010/197536号明細書に提供されており、[0075]から[0076]を参照されたい)。両方の参考文献の引用部分は、本明細書に組み込まれる。合成油はまた、フィッシャー・トロプシュ反応によっても生成され得、典型的には、水素化異性化されたフィッシャー・トロプシュ炭化水素又はワックスであり得る。一実施形態では、油は、フィッシャー・トロプシュのガスから液体への合成手順、並びに他のガスから液体への油により調製され得る。
好適な油は、生物学的、すなわち天然の原料から製造され得、又は生物工学的方法によって製造され得る。これには、標準的なプロセスによってさらなる精製又は純化がなされ得る植物油及びトリグリセリド油などの天然油、並びに、天然化学物質の油への直接的な生物学的変換、あるいは、既知のプロセスによってさらに油に変換され得るビルディングブロック前駆体分子の生物学的形成によって誘導され得る油の両方が含まれる。
潤滑粘度の油はまた、2008年4月版の「Appendix E-API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils」、section 1.3 Sub-heading 1.3.「Base Stock Categories」で規定されているように定義してもよい。 APIガイドラインは、米国特許第7,285,516号明細書(第11欄64行目から第12欄10行目参照)にも要約されており、参照により本明細書に組み込まれる。
一実施形態では、潤滑粘度の油は、APIグループIからIVの鉱油、エステル若しくは合成油、又はそれらの混合物であり得る。一実施形態では、潤滑粘度の油は、APIグループII、グループIII、グループIVの鉱油、エステル若しくは合成油、又はそれらの混合物であり得る。
存在する潤滑粘度の油の量は、典型的には、100重量%から、本開示による分散剤添加剤パッケージと追加の添加剤(もしあれば)の合計量を差し引いた後の残りである。
潤滑組成物は、濃縮物の形態及び/又は完全に配合された潤滑剤の形態であり得る。本開示の潤滑組成物(本明細書に開示される分散剤添加剤パッケージと、場合により、他の添加剤とを含む)が、追加の油と組み合わせて全体的又は部分的に完成品の潤滑剤を形成し得る濃縮物の形態である場合、これらの添加剤と潤滑粘度の油の比、及び/又は、これらの添加剤と希釈油の比は、重量比で1:99から99:1の範囲に含まれ、又は重量比で80:20から10:90の範囲に含まれる。典型的には、本発明の潤滑組成物は、少なくとも50重量%、又は少なくとも60重量%、又は少なくとも70重量%、又は少なくとも80重量%の潤滑粘度の油を含む。
本開示において、本潤滑組成物は、100℃で測定した動粘度が2.4m/sから6.4m/sである基油を含むことができる。いくつかの実施形態では、動粘度は、4.0m/sから5.0m/s、又は5.2m/sから5.8m/s、又は6.0m/sから6.5m/sである。他の実施形態では、動粘度は、6.2m/s、又は5.6m/s、又は4.6m/sである。
分散剤添加剤パッケージ
本明細書に開示される潤滑組成物は、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含む第1の分散剤と、アシル化ポリイソブチレン系分散剤を含む第2の分散剤とを有する分散剤添加剤パッケージを含む。
上述のように、第1の分散剤は、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含む。第1の分散剤は、ポリ(1-オレフィン)から調製される。第1の分散剤を形成する際の原料として有用なポリ(1-オレフィン)は、CからC18の1-オレフィンのオリゴマー化又は重合から誘導されるものである。かかる1-オレフィンとしては、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、ヘキサデカン、ヘプタデセン、1-オクタデセン、及びそれらの混合物が挙げられる。PAOを商業的に製造する場合、典型的には、前述のモノマーの2種以上の混合物及び他の炭化水素を含有する原料が用いられる。PAOは、二量体、三量体、四量体、ポリマーなどの形態を取り得る。例示的な一実施形態では、α-オレフィンは1-デセンを含む。
一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルを含む。別の実施形態では、CからC18ヒドロカルビルは、CからC18 1-オレフィンである。別の実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも80モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルを含む。いくつかの実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも85モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルを含む。別の実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも90モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルを含む。一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも100モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルを含む。一実施形態では、1-オレフィンは1-デセンである。
一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モルパーセントのC~C12ヒドロカルビルを含む。別の実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも80モルパーセントのC~C12ヒドロカルビルを含む。さらに別の実施形態では、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも85モルパーセントのC~C12ヒドロカルビルを含む。別の実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも90モルパーセントのC~C12ヒドロカルビルを含む。一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも100モルパーセントのC~C12ヒドロカルビルを含む。一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モルパーセントのC~C12 1-オレフィンを含む。別の実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モルパーセントの1-デセンを含む。
第1の分散剤を調製するために使用されるポリ(1-オレフィン)は、400から10,000のM(数平均分子量)を有し得る。一実施形態では、ポリ(1-オレフィン)は、500から9,000のMを有することができる。別の実施形態では、ポリ(1-オレフィン)は、500から7,500のMを有する。一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、500から6,000のMを有する。一実施形態において、ポリ(1-オレフィン)は、500から4,400のMを有する。別の実施形態では、ポリ(1-オレフィン)は、400から1,000のMを有する。さらに別の実施形態では、ポリ(1-オレフィン)は、400から800のMを有する。
第1の分散剤は、ポリアルファオレフィンスクシンイミド、ポリアルファオレフィンスクシンアミド、ポリアルファオレフィン酸エステル、ポリアルファオレフィンオキサゾリン、ポリアルファオレフィンイミダゾリン、ポリアルファオレフィンスクシンアミドイミダゾリン、及びそれらの組み合わせから選択することができる。一実施形態では、第1の分散剤は、ポリアルファオレフィンスクシンイミドである。別の実施形態において、第1の分散剤は、ポリデセンスクシンイミドである。
第1の分散剤は、オイルフリーベースで計算された全塩基価(「TBN」)を有すると説明することもできる。特に明記しない限り、すべてのTBNは、本明細書ではオイルフリーベースで記載され、KOH/gとして定義される。第1の分散剤のTBNは、3から100の範囲であり得る。別の実施形態では、第1の分散剤のTBNは、5から20である。さらに別の実施形態において、第1の分散剤のTBNは、10から60である。
第1の分散剤での使用に適したポリアルファオレフィンは、活性化メタロセン触媒の存在下でのCからC18の1-オレフィンのオリゴマー化又は重合によって調製することができる。かかるプロセスは、例えば、国際公開第2007/011462号、国際公開第2007011459号、国際公開第2007/011973号、及び米国特許出願公開第2012/0264665号明細書に記載されており、これらのすべては参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載のポリアルファオレフィンは、アシル化剤、すなわちエチレン性不飽和カルボニル化合物と反応させてアシル化ポリ(1-オレフィン)を形成することができ、これをさらにアミン又はアルコールで官能基化して好適な分散剤を形成することができる。好適なアシル化剤としては、無水マレイン酸又はその反応性等価物(酸又はエステルなど)、フマル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸、シタコン酸無水物、及び桂皮酸、並びにアクリル酸又はメタクリル酸などの他のエチレン性不飽和酸、及びそれらの反応性等価物が挙げられる。
一実施形態では、ポリアルファオレフィンを無水マレイン酸(MA)と反応させて、ポリアルファオレフィンコハク酸無水物(PAO-SA)を形成することができる。ポリアルファオレフィンと無水マレイン酸の比(「コハク化比」)は、1:1から1:2であり得る。一実施形態では、コハク化比は1:1(「モノコハク化」)である。別の実施形態では、コハク化比は1:2である。モノコハク化ポリオレフィンとジコハク化ポリオレフィンとの混合物は、1:1から1:2のコハク化比をもたらすことが理解される。一実施形態では、コハク化比は、1:1から1:1.5、又は1:1から1.3であり得る。
当業者は、無水マレイン酸との反応混合物中に存在するポリマーのすべてが反応してアシル化生成物を形成するわけではないことを理解するであろう。ポリマーのアシル化生成物への転化率は、1と2の間の数として表すことができ、転化率1は、反応したポリマーのうち、1モルの無水マレイン酸とのみ反応したこと(そして、モノコハク酸無水物(mono-succan)を形成したこと)を示す。転化率2を有するアシル化剤は、反応したポリマー鎖あたり2当量の無水マレイン酸を添加したこと(そして、ジコハク酸無水物(di-succan)を形成したこと)を示す。製造されたアシル化剤の大部分は、モノコハク酸無水物及びジコハク酸無水物の混合物を含有し、その結果、転化率は、1.2、1.5又は1.7などの1から2の間の数として表すことができる。転化率が高いほど、混合物中に存在するジコハク酸無水物の割合が高くなる。これに関連して、転化率の計算は未反応ポリマーを除外する。この転化率は、各ポリマー鎖がアシル化剤と反応した平均回数を表す。
PAO-SAは、その後、ポリアミン、アミノアルコール、及びアルコール/ポリオールのうちの1種以上と反応して、ポリアルファオレフィンスクシンイミド、ポリアルファオレフィンスクシンアミド(ジアミドを含む)、ポリアルファオレフィンスクシンイミド/酸、ポリアルファオレフィンスクシンイミドエステル、ポリアルファオレフィンコハク酸ジエステル、ポリアルファオレフィンコハク酸二酸、及びポリアルファオレフィンコハク酸エステルを形成することができる。好適なアミン及びアルコール化合物を、以下に、より詳細に記載する。ポリアルファオレフィンオキサゾリン、ポリアルファオレフィンイミダゾリン、ポリアルファオレフィンスクシンイミドイミダゾリン、及びそれらの混合物などの他のポリアルファオレフィン系分散剤もまた企図される。本開示で企図されるPAO種は、米国特許出願公開第2012/0264665号明細書にさらに記載されており、かかる種を記載するセクションは、参照により本明細書に組み込まれる。
ポリ(1-オレフィン)分散剤は、様々な薬剤のいずれかとの反応による従来の方法によって後処理することができる。これらの中には、ホウ素化合物(ホウ酸など)、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアジアゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、テレフタル酸などのカルボン酸、炭化水素置換無水コハク酸、無水マレイン酸、ニトリル、エポキシド、及びリン化合物がある。一実施形態において、後処理された分散剤はホウ酸化される。一実施形態では、後処理された分散剤をジメルカプトチアジアゾールと反応させる。一実施形態では、後処理された分散剤をリン酸又は亜リン酸と反応させる。一実施形態では、後処理された分散剤をテレフタル酸及びホウ酸と反応させる(その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第2009/0054278号明細書に記載されているように)。
分散剤添加剤パッケージはまた、第2の分散剤を含む。第2の分散剤は、ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤を含む。ポリイソブチレン(「PIB」)スクシンイミド分散剤は、「従来型の」PIB又は高ビニリデンPIBであり得る。従来型のポリオレフィンと高ビニリデンポリオレフィンとの違いは、PIBの製造を参照することによって説明することができる。従来型のPIBを製造する方法では、イソブチレンをAlClの存在下で重合して、主に三置換オレフィン(III)及び四置換オレフィン(IV)末端基を含むポリマーの混合物を製造し、末端ビニリデン基(I)を含有する鎖はごく少量(例えば、20%未満)である。別のプロセスでは、BF触媒の存在下でイソブチレンを重合して、主に(例えば、少なくとも70%)末端ビニリデン基を含み、より少量の四置換末端基及び他の構造を有するポリマーの混合物を生成する。「高ビニリデンPIB」と呼ばれることもある代替方法で製造された材料は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,165,235号明細書にも記載されている。一実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、従来型のポリイソブチレン系分散剤である。別の実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、高ビニリデンスクシンイミド分散剤又は中ビニリデンスクシンイミド分散剤である。本明細書で使用されるポリイソブチレン系分散剤は、当技術分野で一般的に知られている。
ポリイソブチレン系アシル化剤は、「エン」反応又は「熱」反応による無水マレイン酸との反応から調製され、得られ、得られうる可能性がある。「エン」反応機構及び一般的な反応条件は、B.C.Trivedi及びB.C.Culbertsonによって編集され、1982年にPlenum Pressによって公開された「無水マレイン酸」、147~149頁に要約されている。「エン」反応を含むプロセスによって調製されるポリイソブチレン系分散剤は、分散剤分子の50モル%未満、又は0から30モル%未満、又は0から20モル%未満、又は0モル%で存在する炭素環を有する分散剤を含む。「エン」反応は、180℃から300℃未満、又は200℃から250℃、又は200℃から220℃の反応温度を有し得る。
ポリイソブチレン系アシル化剤はまた、多くの場合ディールス・アルダー化学反応を含む塩素支援プロセスから得られ/得ることができ、炭素環式結合の形成をもたらす。このプロセスは、当業者に既知である。塩素支援プロセスは、分子の50mol%以上、又は60から100mol%に存在する炭素環を有するアシル化剤を生成し得る。熱支援プロセス及び塩素支援プロセスは、両方とも、米国特許第7,615,521号明細書の第4~5欄並びに調整例A及びBにより詳細に記載されている。
ポリイソブチレン系アシル化剤はまた、フリーラジカル開始剤の存在下でポリイソブチレンと反応させるフリーラジカルプロセスから調製され、得られ、得られうる可能性がある。この種のフリーラジカルプロセスは当技術分野で周知であり、追加のα-オレフィンの存在下で実施することができる。
ポリイソブチレン系アシル化剤は、ポリイソブチレンをアシル化剤、すなわちエチレン性不飽和カルボニル化合物と反応させてアシル化ポリイソブチレンを形成し、これをさらにアミン又はアルコールで官能化して好適な分散剤を形成することによって得ることができる。好適なアシル化剤としては、無水マレイン酸又はその反応性等価物(酸又はエステルなど)、フマル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸、シタコン酸無水物、及び桂皮酸、並びにアクリル酸又はメタクリル酸などの他のエチレン性不飽和酸、及びそれらの反応性等価物が挙げられる。一実施形態では、ポリイソブチレンを無水マレイン酸と反応させて、1から2の変換率でアシル化生成物を形成することができる。一実施形態では、目的生成物が、アシル化剤中に存在する無水物のすべてがイミドに変換された混合物を含むように、モノコハク酸無水物をアミンと反応させる。
ポリイソブチレン系分散剤は、5:1から1:10、2:1から1:10、又は2:1から1:5、又は2:1から1:2のカルボニル対窒素比(CO:N比)を有し得る。一実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、2:1から1:10、又は2:1から1:5、又は2:1から1:2、又は1:1.4から1:0.6のCO:N比を有し得る。
ポリイソブチレン系分散剤は、様々な薬剤のいずれかとの反応による従来の方法によって、後処理することもできる。これらの中には、ホウ素化合物(ホウ酸など)、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアジアゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、テレフタル酸などのカルボン酸、炭化水素置換無水コハク酸、無水マレイン酸、ニトリル、エポキシド、及びリン化合物がある。一実施形態において、後処理された分散剤はホウ酸化される。一実施形態では、後処理された分散剤をジメルカプトチアジアゾールと反応させる。一実施形態では、後処理された分散剤をリン酸又は亜リン酸と反応させる。一実施形態において、後処理された分散剤は、(米国特許出願公開第2009/0054278号明細書に記載されているように)テレフタル酸及びホウ酸と反応する。
かかる後処理の1つでは、ポリイソブチレン系分散剤は、様々な形態のホウ酸(メタホウ酸、HBO、オルトホウ酸、HBO、及びテトラホウ酸、Hを含む)、酸化ホウ素、三酸化ホウ素、及びホウ酸アルキルからなる群から選択される様々な薬剤の1種以上を使用してホウ酸化され得る。一実施形態では、ホウ酸化剤は、単独で又は他のホウ酸化剤と組み合わせて使用できるホウ酸である。ホウ酸化分散剤の調製方法は、当技術分野において既知である。ホウ酸化分散剤は、0.1重量%から2.5重量%のホウ素、又は0.1重量%から2.0重量%のホウ素、又は0.2重量%から1.5重量%のホウ素、又は0.3重量%から1.0重量%のホウ素を含有するように調製することができる。
イソブチレンポリマーは、500から3,000の数平均分子量(Mn)を有することができる。別の実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、700から2,000のMnを有する。一実施形態では、イソブチレンポリマーは、900から1,500のMnを有する。別の実施形態では、イソブチレンポリマーは、1,000から1,200のMnを有する。
第2の分散剤として使用するためのポリイソブチレン系分散剤は、TBNを有するものとしてさらに説明することができる。一実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、5から50のTBNを有する。別の実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、10から40のTBNを有する。さらに別の実施形態において、ポリイソブチレン系分散剤は、15から30のTBNを有する。
ポリオレフィン系分散剤及びポリイソブチレン系分散剤は、脂肪族ポリアミンの誘導体又はそれらの混合物であってもよい。脂肪族ポリアミンは、エチレンポリアミン、プロピレンポリアミン、ブチレンポリアミン、又はそれらの混合物などの脂肪族ポリアミンであってもよい。一実施形態では、脂肪族ポリアミンは、エチレンポリアミンであってもよい。一実施形態では、脂肪族ポリアミンは、エチレンジアミン、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、ペンタエチレンヘキサミン、ポリアミン蒸留残液、及びそれらの混合物からなる群から選択され得る。
ポリオレフィン系分散剤及びポリイソブチレン系分散剤は、芳香族アミンの誘導体、芳香族ポリアミンの誘導体、又はこれらの混合物であってもよい。芳香族アミンは、4-アミノジフェニルアミン(ADPA)(N-フェニルフェニレンジアミンとしても知られている)、ADPAの誘導体(米国特許公開第2011/0306528号明細書及び同第2010/0298185号明細書に記載されている)、ニトロアニリン、アミノカルバゾール、アミノ-インダゾリノン、アミノピリミジン、4-(4-ニトロフェニルアゾ)アニリン、又はこれらの組み合わせであってよい。一実施形態では、第1又は第2の分散剤は、芳香族アミンの誘導体であり、芳香族アミンは、少なくとも3つの不連続な芳香環を有する。
一実施形態において、ポリアミンは、少なくとも1つの立体障害アミン基を含んでいてもよい。一態様では、ポリアミンは、アシル化剤との反応のための第一級アミノ基及び少なくとも1つの追加の立体障害アミンを含む。一態様では、ポリアミンは、ポリオレフィン置換アシル化剤と反応する末端第一級アミン部分と、少なくとも1つの立体障害アミン(そのうちの1つは末端頭部基である)とを含む。末端頭部基とは、立体障害アミン部分が、第一級アミン部分に対して遠位の位置にある(すなわち、ポリアミンの遠位末端に位置する)ことを意味する。
一態様では、立体障害ポリアミン反応物は、以下の式に従う。
Figure 2022514478000001
式中、Rは、独立して、2から10個(好ましくは2から6個)の炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖ヒドロカルビレン部分であり、Xは、O又はN(R)であって、Rは、水素、置換及び非置換ヒドロカルビル基(CからC10のアルキル、CからC10のヒドロキシ置換アルキル)から独立して選択され、nは、0又は1から10であり、R及びRは、独立して、5から30個の炭素原子を含む置換又は非置換ヒドロカルビル基(脂環式及び芳香族であり得る)を表し、ただし、R及びRに含まれる炭素原子の総数は、少なくとも10個であり、R及びRは、それらが結合している窒素原子と一緒になって、少なくとも4個の炭素原子を含む置換又は非置換の単環式又は多環式環構造(非芳香族又は芳香族)を表し、前記環構造は、少なくとも1個の追加のヘテロ原子(例えば、O、N、S及びカルボニルから選択され、本明細書において、カルボニルはヘテロ原子として定義される)を任意に含み、ただし、R及びRが、それらが結合している窒素原子と一緒になって、4又は5個の炭素原子を含む単環式環を表す場合、前記窒素原子に直接結合している2個の炭素原子は、1から5個の炭素原子を含むヒドロカルビル部分で置換されている。一態様では、R及びRは、ネオペンチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルヘプチル、ネオデシル、ラウリル、ミリスチル、ステアリル、イソステアリル、水素化ココナッツ油、水素化大豆油、及び水素化獣脂から独立して選択される。
第1の分散剤及び第2の分散剤は、ポリエーテルアミン又はポリエーテルポリアミンの誘導体であってもよい。典型的なポリエーテルアミン化合物は、少なくとも1つのエーテル単位を含み、少なくとも1つのアミン部分で連鎖停止されるであろう。ポリエーテルポリアミンは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及びブチレンオキシドなどのC2~C6エポキシドから誘導されたポリマーに基づくことができる。ポリエーテルポリアミンの例は、Jeffamine(登録商標)ブランドで販売されており、Hunstman Corporationから市販されている。
一実施形態において、第2の分散剤は、ポリイソブチレンスクシンイミドである。別の実施形態において、第2の分散剤は、モノコハク化されたポリイソブチレンスクシンイミドである。
本開示の潤滑組成物は、2から20重量%の分散剤添加剤パッケージを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本潤滑組成物は、2から15重量%の分散剤添加剤パッケージを含む。他の実施形態では、本潤滑組成物は、2から10重量%の分散剤添加剤パッケージを含む。いくつかの実施形態では、本潤滑組成物は、2から8重量%の分散剤添加剤パッケージを含む。他の実施形態では、本潤滑組成物は、4から8重量%の分散剤添加剤パッケージを含む。
分散剤添加剤パッケージは、1から19重量%のアシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤(第1の分散剤)及び1から19重量%のポリイソブチレン系分散剤(第2の分散剤)を含み得る。別の実施形態では、分散剤添加剤パッケージは、2から8重量%の第1の分散剤及び1から6重量%の第2の分散剤を含む。一実施形態では、第1の分散剤は、本潤滑組成物中に2から8重量%の量で存在するポリデセンスクシンイミドであり、第2の分散剤は、2から6重量%の量で存在するポリイソブチレンスクシンイミド分散剤である。
本明細書に開示される潤滑組成物は、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤及びポリイソブチレン系分散剤を含む分散剤添加剤パッケージを、3:1から1:3の重量比(アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤対アシル化ポリイソブチレン系分散剤)で含む。一実施形態では、上記比は2:1から1:2である。別の実施形態では、上記比は3:2から2:3である。
分散剤添加剤パッケージを含む潤滑組成物は、100℃での動粘度が5から12 cSt(mm/s)であり、40℃での動粘度が40から50 cSt(mm/s)である。別の実施形態では、分散剤添加剤パッケージを含む潤滑組成物は、100℃での動粘度が6から10 cSt(mm/s)であり、40℃での動粘度が40から47 cSt(mm/s)である。
分散剤添加剤パッケージを含む潤滑組成物は、ASTM D 4683に従って150℃で測定して3mPa-s未満の高温高剪断粘度(HTHS)を有する。一実施形態では、HTHS粘度は2.6mPa-s未満である。別の実施形態では、本潤滑組成物のHTHSは2.1mPa-s未満である。
分散剤添加剤パッケージを含む潤滑組成物は、4から14 mg KOH/gのTBNを有する。別の実施形態では、潤滑TBNは、5から10又は6から8 mg KOH/gである。
製剤添加剤:
本開示の潤滑組成物は、本明細書に開示される分散剤添加剤パッケージに加えて、以下に記載される1種以上の添加剤をさらに含有してもよい。
耐摩耗剤
耐摩耗剤には、リン含有化合物並びにリン非含有化合物が含まれる。
リン含有耐摩耗剤は当業者に周知であり、金属ジアルキル(ジチオ)ホスフェート塩、ヒドロカルビルホスファイト、ヒドロカルビルホスフィン、ヒドロカルビルホスホネート、アルキルホスフェートエステル、アミン又はアンモニウム(アルキル)ホスフェート塩、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
一実施形態では、リン含有耐摩耗剤は、金属ジアルキルジチオリン酸塩であってもよく、それはジアルキルジチオリン酸亜鉛を含み得る。かかる亜鉛塩は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZDDP)又は単にジチオリン酸亜鉛(ZDP)と呼ばれることが多い。それらは、周知であり、潤滑剤配合の当業者に容易に入手可能である。さらに、ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、その調製に使用されるアルコールの構造に応じて、第一級ジアルキルジチオリン酸亜鉛又は第二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と言い表すことができる。いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、第一級ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含み得る。いくつかの実施形態では、本組成物は、二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含む。いくつかの実施形態では、本組成物は、第一級及び第二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛の混合物を含む。いくつかの実施形態では、成分(b)は、第一級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と第二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛との混合物であり、ここで、第一級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と第二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛との比(重量基準)は、少なくとも1:1、又は少なくとも1:1.2、又は少なくとも1:1.5又は1:2、又は1:10である。
好適な金属ジアルキルジチオホスフェートの例は、以下の式の金属塩を含む。
Figure 2022514478000002
式中、R及びRは、独立して、3から24個の炭素原子、又は3から12個の炭素原子、又は3から8個の炭素原子を含むヒドロカルビル基であり、Mは、原子価nを有する金属であって、一般に、亜鉛、銅、鉄、コバルト、アンチモン、マンガン、及びそれらの組み合わせを含む。一実施形態では、R及びRは、3から8個の炭素原子を含む第二級脂肪族ヒドロカルビル基であり、Mは亜鉛である。
ZDDPは、潤滑組成物に0.01重量%から0.12重量%のリンをもたらす量で組成物中に存在し得る。ZDDPは、少なくとも100ppm、又は少なくとも300ppm、又は少なくとも500ppmのリンを組成物に送達する量、1200ppm以下、又は1000ppm以下、又は800ppm以下のリンを組成物にもたらす量で組成物中に存在し得る。
一実施形態では、リン含有耐摩耗剤は、亜鉛を含まないリン化合物であってもよい。亜鉛フリーリン系耐摩耗剤は、硫黄を含んでいてもよく、硫黄フリーであってもよい。硫黄フリーリン含有耐摩耗剤としては、ヒドロカルビルホスファイト、ヒドロカルビルホスフィン、ヒドロカルビルホスホネート、アルキルホスフェートエステル、アミン若しくはアンモニウムホスフェート塩、又はそれらの混合物が挙げられる。
一実施形態では、耐摩耗剤はリンを含まない化合物であってもよい。好適なリンフリー耐摩耗剤としては、チタン化合物、エステルなどのヒドロキシカルボン酸誘導体、アミド、イミド塩又はアミン塩又はアンモニウム塩、硫化オレフィン、(チオ)カルバメートエステル、(チオ)カルバメートアミド、(チオ)カルバメートエーテル、アルキレン結合(チオ)カルバメート、及びビス(S-アルキル(ジチオ)カルバミル)ジスルフィドなどの(チオ)カルバメート含有化合物が挙げられる。好適なヒドロキシカルボン酸誘導体には、酒石酸誘導体、リンゴ酸誘導体、クエン酸誘導体、グリコール酸誘導体、乳酸誘導体、及びマンデル酸誘導体が含まれる。
耐摩耗剤は、一実施形態では、国際公開第2006/044411号又はカナダ゛特許第1 183 125号に開示されているようなタルトレート又はタルトリミドを含み得る。タルトレート又はタルトリミドは、アルキル基の炭素原子の合計が少なくとも8個であるアルキルエステル基を含有し得る。一実施形態では、耐摩耗剤は、米国特許出願第20050198894号明細書に開示されているように、シトレートを含み得る。
耐摩耗剤は、以下の式で表され得る。
Figure 2022514478000003
式中、Y及びY’は、独立して、-O-、>NH、>NR、又は、Y及びY’基の両方を合わせて2つの>C=O基間にR-N<基を形成することにより形成されるイミド基であり、Xは、独立して、-Z--O-Z’-、>CH、>CHR、>CR、>C(OH)(CO)、>C(CO、又は>CHORであり、Z及びZ’は、独立して、>CH、>CHR、>CR、>C(OH)(CO)、又は>CHORであり、nは、0~10であるが、ただし、n=1の場合、Xは>CHではなく、かつn=2の場合、両方のX’は>CHではなく、mは、0又は1であり、Rは、独立して、水素、又は典型的には1~150個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であるが、ただし、Rが水素である場合、mは0で、nは1以上であり、Rは、典型的には1~150個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であり、R、R、及びRは、独立して、ヒドロカルビル基であり、Rは、水素、又は典型的には1~150個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である。
リンフリー耐摩耗剤は、潤滑組成物の0重量%から3重量%、又は0.1重量%から1.5重量%、又は0.5重量%から1.1重量%で存在し得る。
耐摩耗剤は、リン含有、リン非含有、又は混合物であっても、潤滑組成物の0.15重量%から6重量%、又は0.2重量%から3.0重量%、又は0.5重量%から1.5重量%で存在してもよい。
別の種類の添加剤として、米国特許出願公開第7,727,943号明細書及び米国特許出願公開第2006/0014651号明細書に開示されているような油溶性チタン化合物が挙げられる。油溶性チタン化合物は、耐摩耗剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、堆積物制御添加剤、又はこれらの機能のうちの1以上として機能し得る。一実施形態では、油溶性チタン化合物は、チタン(IV)アルコキシドである。チタンアルコキシドは、一価アルコール、ポリオール、又はそれらの混合物から形成される。一価アルコキシドは、2~16個、又は3~10個の炭素原子を有し得る。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る。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る。一実施形態では、チタン化合物は、ビシナル1,2-ジオール又はポリオールのアルコキシドを含む。一実施形態では、1,2-ビシナルジオールは、グリセロールの脂肪酸モノエステルを含み、多くの場合、脂肪酸はオレイン酸である。
無灰酸化防止剤
本組成物は無灰酸化防止剤を含み得る。無灰酸化防止剤は、アリールアミン、ジアリールアミン、アルキル化アリールアミン、アルキル化ジアリールアミン、フェノール、ヒンダードフェノール、硫化オレフィン、又はそれらの混合物の1つ又は複数を含み得る。一実施形態では、本潤滑組成物は、酸化防止剤、又はその混合物を含む。上記酸化防止剤は、潤滑組成物の1.2重量%から7重量%、又は1.2重量%から6重量%、又は1.5重量%から5重量%で存在し得る。
ジアリールアミン又はアルキル化ジアリールアミンは、フェニル-α-ナフチルアミン(PANA)、アルキル化ジフェニルアミン、若しくはアルキル化フェニルナフチルアミン、又はそれらの混合物であってよい。アルキル化ジフェニルアミンには、ジノニル化ジフェニルアミン、ノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジオクチル化ジフェニルアミン、ジデシル化ジフェニルアミン、デシルジフェニルアミン、及びそれらの混合物が含まれ得る。一実施形態では、ジフェニルアミンには、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、又はこれらの混合物が含まれてもよい。一実施形態において、アルキル化ジフェニルアミンは、ノニルジフェニルアミン又はジノニルジフェニルアミンを含むことができる。アルキル化ジアリールアミンは、オクチル、ジオクチル、ノニル、ジノニル、デシル、又はジデシルフェニルナフチルアミンを含むことができる。
ジアリールアミン酸化防止剤は、この潤滑組成物の重量基準で、0.1%から10%、0.35%から5%、又はさらには0.5%から2%で存在し得る。
フェノール系酸化防止剤は、単純なアルキルフェノール、ヒンダードフェノール、又は結合フェノール化合物であってもよい。
ヒンダードフェノール抗酸化剤は、多くの場合、立体障害基として第二級ブチル及び/又は第三級ブチル基を含む。フェノール基は、ヒドロカルビル基(通常、直鎖又は分岐鎖アルキル)及び/又は第2の芳香族基に結合する架橋基でさらに置換されていてよい。好適なヒンダードフェノール系酸化防止剤の例としては、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-メチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-エチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4プロピル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール又は4-ブチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-ドデシル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール又はブチル3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパノエートが挙げられる。一実施形態では、ヒンダードフェノール酸化防止剤は、エステルであってもよく、例えば、CibaのIrganox(商標)L-135を挙げることができる。
結合フェノールは、アルキレン基と結合してビスフェノール化合物を形成する2つのアルキルフェノールが含有することが多い。好適な結合フェノール化合物の例として、4,4’-メチレンビス-(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4-メチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2,2’-ビス-(6-t-ブチル-4-ヘプチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、及び2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)が挙げられる。
フェノールは、多価芳香族化合物及びそれらの誘導体を含み得る。好適な多価芳香族化合物の例として、没食子酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、3,5-ジヒドロキシナフトエ酸、3,7-ジヒドロキシナフトエ酸、及びこれらの混合物が挙げられる。
一実施形態では、フェノール系酸化防止剤は、ヒンダードフェノールを含む。別の実施形態では、ヒンダードフェノールは、2,6-ジ-tertブチルフェノールから誘導される。
一実施形態では、本潤滑組成物は、潤滑組成物の0.01重量%から5重量%、又は0.1重量%から4重量%、又は0.2重量%から3重量%、又は0.5重量%から2重量%の範囲のフェノール系酸化防止剤を含む。
硫化オレフィンはよく知られた市販の材料であり、実質的に窒素を含まない、すなわち窒素官能基を含有しないものは容易に入手できる。硫化される可能性のあるオレフィン化合物は、実際は多様である。それは、非芳香族二重結合として定義されている少なくとも1つのオレフィン二重結合、すなわち、2つの脂肪族炭素原子を連結するものを含有する。これらの材料は一般に、1から10個、例えば1から4個、又は1又は2個の硫黄原子を含むスルフィド結合を有している。好適な硫化オレフィンには、10から22個の炭素原子を含有する硫化アルファオレフィン、硫化イソブチレン、硫化ジイソブチレン、4-カルボブトキシシクロヘキセン、及びそれらの組み合わせが含まれる。
無灰酸化防止剤は、別々に又は組み合わせて使用することができる。一実施形態では、2種以上の異なる酸化防止剤が、少なくとも2種の酸化防止剤の各々が少なくとも0.1重量パーセント存在し、無灰酸化防止剤の合計量が1.2から7重量パーセントとなるように、組み合わせて使用される。一実施形態では、少なくとも0.25~3重量パーセントの各無灰酸化防止剤が存在し得る。
金属含有清浄剤
金属含有清浄剤は当技術分野で周知である。それらは一般に、酸性有機基質の金属塩、特にアルカリ金属及びアルカリ土類金属の金属塩で構成される。金属含有清浄剤は、中性、すなわち、中性石鹸若しくは石鹸とも呼ばれる金属と基質との化学量論的塩、又は過塩基性であり得る。
過塩基化金属清浄剤とも呼ばれる金属過塩基化清浄剤、金属含有過塩基化清浄剤、又は超塩基塩は、金属と特定の酸性有機化合物(すなわち、金属と反応する基質)の化学量論に照らして中和に必要とされる量を超える金属含有量を特徴とする。過塩基化清浄剤は、非硫黄含有フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、サリシレート、及びそれらの混合物のうちの1種以上を含み得る。
過剰な金属の量は、一般に、基質対金属比で表される。「金属比」という用語は、先行技術及び本明細書では、ヒドロカルビル置換有機酸同士の間の反応から生じると予想される塩中の金属の化学当量に対する過塩基化塩中の金属の全化学当量の比を定義するために使用される。ヒドロカルビル置換フェノール又はその混合物は過塩基化され、塩基性金属化合物は、既知の化学反応性及び2つの反応物の化学量論に従う。したがって、通常の塩又は中性の塩(すなわち、石鹸)では、金属比は1であり、過塩基化塩では、金属比は1より大きく、特に1.3より大きい。過塩基性金属清浄剤は、5から30の金属比、又は7から22の金属比、又は少なくとも11の金属比を有し得る。
金属含有清浄剤はまた、例えば、米国特許第6,429,178号明細書、第6,429,179号明細書、第6,153,565号明細書、及び第6,281,179号明細書に記載されているように、フェネート及び/又はスルホネート成分、例えば、フェネートサリチレート、スルホネートフェネート、スルホネートサリチレート、スルホネートフェネートサリチレートを含む混合界面活性剤系で形成された「ハイブリッド」清浄剤を含んでもよい。例えば、ハイブリッドスルホネート/フェネート清浄剤を用いる場合、このハイブリッド清浄剤は、それぞれ同様の量のフェネート石鹸及びスルホネート石鹸を導入する別個のフェネート清浄剤及びスルホネート清浄剤の量と同等であると考えられる。過塩基化フェネート及びサリシレートは、典型的には、180から450 TBNの全塩基価を有する。過塩基性スルホネートは、典型的には、250から600、又は300から500の全塩基価を有する。過塩基性清浄剤は、当該技術分野において既知である。
アルキルフェノールは、多くの場合、過塩基性清浄剤の構成要素及び/又はビルディングブロックとして使用される。アルキルフェノールを使用して、フェネート、サリシレート、サリキサレート若しくはサリゲニン清浄剤又はそれらの混合物を調製してもよい。好適なアルキルフェノールとしては、パラ置換ヒドロカルビルフェノールを挙げうる。ヒドロカルビル基は、1から60個の炭素原子、8から40個の炭素原子、10から24個の炭素原子、12から20個の炭素原子又は16から24個の炭素原子の直鎖又は分枝鎖の脂肪族基であり得る。一実施形態において、アルキルフェノール過塩基性清浄剤は、p-ドデシルフェノールを含まないか、又は実質的に含まない(すなわち、0.1重量%未満を含む)アルキルフェノール又はその混合物から調製される。一実施形態では、本潤滑組成物は、0.3重量パーセント未満のアルキルフェノール、0.1重量パーセント未満のアルキルフェノール、又は0.05重量パーセント未満のアルキルフェノールを含む。
過塩基化金属含有清浄剤は、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩であり得る。一実施形態において、過塩基性清浄剤は、フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、サリキサレート及びサリシレートのナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩又はそれらの混合物であり得る。一実施形態において、過塩基性清浄剤は、カルシウム清浄剤、マグネシウム清浄剤又はそれらの混合物である。一実施形態では、過塩基性カルシウム清浄剤は、少なくとも500重量ppmのカルシウム及び3000重量ppm以下のカルシウム、又は少なくとも1000重量ppmのカルシウム、又は少なくとも2000重量ppmのカルシウム、又は2500重量ppm以下のカルシウムを本潤滑組成物にもたらす量で存在し得る。一実施形態では、過塩基性清浄剤は、本潤滑組成物に500重量ppm以下、又は330重量ppm以下、又は125重量ppm以下、又は45重量ppm以下のマグネシウムをもたらす量で存在し得る。一実施形態において、本潤滑組成物は、過塩基性清浄剤から生じるマグネシウムを本質的に含まない(すなわち、マグネシウムを10ppm未満含む)。一実施形態では、過塩基性清浄剤は、本潤滑組成物に少なくとも200重量ppmのマグネシウム、又は少なくとも450重量ppmのマグネシウム、又は少なくとも700重量ppmのマグネシウムをもたらす量で存在し得る。一実施形態では、カルシウム含有清浄剤及びマグネシウム含有清浄剤の両方が本潤滑組成物中に存在してもよい。カルシウム清浄剤及びマグネシウム清浄剤は、カルシウム対マグネシウムの重量比が10:1から1:10、又は8:3から4:5、又は1:1から1:3となるように存在し得る。一実施形態において、過塩基性清浄剤はナトリウムを含まないか、又は実質的に含まない。
一実施形態では、スルホネート清浄剤は、主として、米国特許公開第2005/065045号明細書(及び米国特許第7,407,919号として付与)の段落[0026]から[0037]に記載されている、少なくとも8の金属比を有する直鎖アルキルベンゼンスルホネート清浄剤であり得る。直鎖アルキルベンゼンスルホネート清浄剤は、燃費の改善を支援するのに特に有用であり得る。直鎖アルキル基は、アルキル基の直鎖に沿った任意の場所でベンゼン環に結合し得るが、多くの場合、直鎖の2、3又は4位に結合し、場合によっては主に2位に結合して、直鎖アルキルベンゼンスルホネート清浄剤をもたらす。
サリチル酸塩清浄剤及び過塩基化サリチル酸塩清浄剤は、少なくとも2つの異なる方法で調製され得る。p-アルキルフェノールのカルボニル化(カルボキシル化とも呼ばれる)は、米国特許第8,399,388号明細書を含む多くの参考文献に記載されている。カルボニル化の後、過塩基化して過塩基化サリチル酸塩清浄剤を形成することができる。好適なp-アルキルフェノールとしては、1から60個の炭素原子の直鎖及び/又は分枝鎖ヒドロカルビル基を有するものが挙げられる。サリチル酸塩清浄剤はまた、米国特許第7,009,072号明細書に記載されているように、サリチル酸のアルキル化とそれに続く過塩基化によって調製することができる。このようにして調製されたサリシレート清浄剤は、6から50個の炭素原子、10から30個の炭素原子、又は14から24個の炭素原子を含む直鎖及び/又は分枝アルキル化剤(通常は1-オレフィン)から調製することができる。一実施形態では、過塩基性清浄剤はサリチル酸塩清浄剤である。一実施形態において、サリチラート清浄剤は、未反応のp-アルキルフェノールを含まない(すなわち、0.1重量%未満を含む)。一実施形態において、サリチル酸塩清浄剤は、サリチル酸のアルキル化によって調製される。
金属含有過塩基性清浄剤は、0.2重量%から15重量%、又は0.3重量%から10重量%、又は0.3重量%から8重量%、又は0.4重量%から3重量%で存在し得る。例えば、大型車両用ディーゼルエンジンでは、上記清浄剤は、本潤滑組成物の2重量%~3重量%で存在し得る。乗用車エンジン用では、上記清浄剤は、本潤滑組成物の0.2重量%~1重量%で存在し得る。
金属含有清浄剤は、本潤滑組成物に硫酸灰分をもたらす。硫酸灰分は、ASTM D874で決定してもよい。一実施形態では、本潤滑組成物は、全組成物に対して少なくとも0.4重量パーセントの硫酸灰分をもたらす量の金属含有清浄剤を含む。別の実施形態では、金属含有清浄剤は、少なくとも0.6重量%の硫酸灰分、又は少なくとも0.75重量%の硫酸灰分、又はさらには少なくとも0.9重量%の硫酸灰分を本潤滑組成物にもたらす量で存在する。一実施形態では、金属含有過塩基性清浄剤は、本潤滑組成物に0.1重量%から0.8重量%の硫酸灰分をもたらす量で存在する。
灰分及びTBNに加えて、過塩基性清浄剤は、中性清浄剤塩とも呼ばれる石鹸清浄剤を本潤滑組成物に与える。基質の金属塩である石鹸は、本潤滑組成物中で界面活性剤として作用し得る。一実施形態では、本潤滑組成物は、0.05重量%から1.5重量%の石鹸清浄剤、又は0.1重量%から0.9重量%の石鹸清浄剤を含む。一実施形態において、本潤滑組成物は、0.5重量%以下の石鹸清浄剤を含有する。過塩基性清浄剤は、5:1から1:2.3、又は3.5:1から1:2、又は2.9:1から1:1:7の灰分:石鹸の重量比を有し得る。
本潤滑組成物は、本発明の分散剤とは異なる分散剤を含んでもよい。その分散剤は、マンニッヒ分散剤又はそれらの混合物であってもよい。
ポリマー粘度調整剤
本潤滑組成物は、ポリマー粘度調整剤、本発明のものとは異なる分散剤粘度調整剤、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。分散剤粘度調整剤は、一般に、ポリマー粘度調整剤のそれと同様のポリマーの官能化された(すなわち誘導体化された)形態であると理解され得る。
ポリマー粘度調整剤は、オレフィン(コ)ポリマー、ポリ(メタ)アクリレート(PMA)、ビニル芳香族-ジエンコポリマー、又はそれらの混合物であってもよい。一実施形態において、ポリマー粘度調整剤は、オレフィン(コ)ポリマーである。
オレフィンポリマーは、イソブチレン又はイソプレンから誘導され得る。一実施形態では、オレフィンポリマーは、エチレンと、C3~C10アルファ-モノオレフィンの範囲内の高級オレフィンとから調製され、例えば、オレフィンポリマーは、エチレン及びプロピレンから調製され得る。
一実施形態では、オレフィンポリマーは、15~80モルパーセントのエチレン、例えば、30molパーセント~70molパーセントのエチレン、20~85モルパーセントのC3~C10モノオレフィン、例えば、プロピレン、例えば、30~70molパーセントのプロピレン又はそれ以上のモノ-オレフィンのポリマーであり得る。オレフィンコポリマーのターポリマー変形形態を使用してもよく、それは、最大15molパーセントの非共役ジエン又は非共役トリエンを含み得る。非共役ジエン又は非共役トリエンは、5~約14個の炭素原子を有し得る。非共役ジエンモノマー又は非共役トリエンモノマーは、構造中のビニル基の存在によって特徴付けることができ、環状化合物及び二環式化合物を含むことができる。代表的なジエンとしては、1,4-ヘキサジエン、1,4-シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、5-エチルジエン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、1,5-ヘプタジエン、及び1,6-オクタジエンが挙げられる。
一実施形態では、オレフィンコポリマーは、エチレン、プロピレン、及びブチレンのコポリマーであり得る。ポリマーは、エチレン、プロピレン、及びブチレンを含むモノマーの混合物を重合することにより調製してもよい。これらのポリマーは、コポリマー又はターポリマーと呼ばれることがある。ターポリマーは、約5mol%から約20mol%又は約5mol%から約10mol%のエチレン由来の構造単位を含んでいてもよく、約60mol%から約90mol%又は約60mol%から約75mol%のプロピレン由来の構造単位を含んでいてもよく、約5mol%から約30mol%又は約15mol%から約30mol%のブチレン由来の構造単位を含んでいてもよい。ブチレンは、それらの任意の異性体又は混合物、例えば、n-ブチレン、イソブチレン、又はそれらの混合物などを含み得る。ブチレンは、ブテン-1を含み得る。市販のブチレンは、ブテン-1、並びにブテン-2、及びブタジエンを含み得る。ブチレンは、ブテン-1とイソブチレンとの混合物を含んでいてもよく、ここで、ブテン-1とイソブチレンの重量比は、約1:0.1以下である。ブチレンは、ブテン-1を含み、かつ、イソブチレンを含まないか本質的に含まないものであってもよい。
一実施形態では、オレフィンコポリマーは、エチレンとブチレンとのコポリマーであってもよい。ポリマーは、エチレン及びブチレンを含むモノマーの混合物を重合することによって調製してもよく、ここで、このモノマー組成物は、プロピレンモノマーを含まないか実質的に含まない(すなわち、1重量%未満の意図的に添加されたモノマーを含む)。コポリマーは、ブチレン由来の構造単位を30から50molパーセント含んでいてもよく、エチレン由来の構造単位を約50molパーセントから70molパーセント含んでいてもよい。ブチレンは、ブテン-1とイソブチレンとの混合物を含んでいてもよく、ここで、ブテン-1とイソブチレンの重量比は、約1:0.1以下である。ブチレンは、ブテン-1を含み、かつ、イソブチレンを含まないか本質的に含まないものであってもよい。
有用なオレフィンポリマー、特に、エチレン-α-オレフィンコポリマーは、4500から500,000の範囲の数平均分子量を有し、例えば、5000から100,000、又は7500から60,000、又は8000から45,000の範囲の数平均分子量を有する。
官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーの形成は、当技術分野で周知されており、例えば、米国特許第US7,790,661号明細書の第2欄48行~第10欄38行に記載されている。同様の官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーのさらなる詳細な説明は、国際公開2006/015130号又は米国特許第4,863,623号明細書、同6,107,257号明細書、同6,107,258号明細書、同6,117,825号明細書、及び米国特許第7,790,661号明細書に見出される。一実施形態では、官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーは、米国特許第4,863,623号明細書(第2欄15行~第3欄52行を参照のこと)又は国際公開第2006/015130号(2頁、段落[0008]を参照のこと。また、調製例は段落~[0073]に記載されている)に記載されているものを含み得る。
一実施形態では、本潤滑組成物は、分散剤粘度調整剤(DVM)を含む。DVMは、極性部分の付加によって修飾されたオレフィンポリマーを含み得る。
オレフィンポリマーは、極性部分の添加によりポリマーを修飾することにより官能化される。有用な一実施形態では、官能化コポリマーは、アシル化剤でグラフトされたオレフィンポリマーの反応生成物である。一実施形態では、アシル化剤は、エチレン性不飽和アシル化剤であってもよい。有用なアシル化剤は、典型的には、少なくとも1つのエチレン結合(反応前)及び少なくとも1つ、例えば、2つのカルボン酸(又は、その無水物)基、又は酸化若しくは加水分解により該カルボキシル基に変換可能な極性基を有するα、β不飽和化合物である。アシル化剤は、オレフィンポリマーにグラフトして、2つのカルボン酸官能基を得る。有用なアシル化剤の例には、無水マレイン酸、無水クロルマレイン酸、無水イタコン酸、又はそれらの反応性等価物、例えば、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、(メタ)アクリル酸などの対応するジカルボン酸、これらの化合物のエステル、及びこれらの化合物の酸塩化物が含まれる。
一実施形態では、官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーは、ヒドロカルビルアミン、ヒドロカルビルアルコール基、アミノ又はヒドロキシ末端ポリエーテル化合物、及びそれらの混合物でさらに官能化されたアシル基でグラフトされたオレフィンコポリマーを含む。
アミン官能基は、オレフィンコポリマー(典型的には、エチレン-プロピレンコポリマーなどのエチレン-α-オレフィンコポリマー)を、アシル化剤(典型的には、無水マレイン酸)及び第一級又は第二級アミノ基を有するヒドロカルビルアミンと反応させることによりオレフィンポリマーに付加することができる。一実施形態では、ヒドロカルビルアミンは、芳香族アミン、脂肪族アミン、及びそれらの混合物から選択され得る。
一実施形態では、ヒドロカルビルアミン成分は、前記アシル基と縮合してペンダント基を提供しうる少なくとも1つのアミノ基と、少なくとも1つの窒素、酸素、又は硫黄原子を含む少なくとも1つの追加の基とを含む少なくとも1つの芳香族アミンを含み得、ここで、前記芳香族アミンは、(i)ニトロ置換アニリン、(ii)-C(O)NR-基、C(O)O-基、-O-基、N=N-基、又は-SO2-基に連結された2つの芳香族部分を含むアミン(式中、Rは水素又はヒドロカルビルであり、前記芳香族部分のうちの1つは前記縮合性アミノ基を有する)、(iii)アミノキノリン、(iv)アミノベンズイミダゾール、(v)N,N-ジアルキルフェニレンジアミン、(vi)アミノジフェニルアミン(さらに、N-フェニルジアミン)、及び(vii)環置換ベンジルアミンからなる群から選択される。
別の一実施形態では、官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーに添加される極性部分は、前記アシル基と縮合して、ペンダント基を提供しうる少なくとも1つのヒドロキシ基と、少なくとも1つの窒素、酸素、又は硫黄原子を含む少なくとも1つの追加の基とを含む、ヒドロカルビルアルコール基から誘導され得る。アルコール官能基は、オレフィンコポリマーをアシル化剤(典型的には、無水マレイン酸)及びヒドロカルビルアルコールと反応させることにより、オレフィンポリマーに付加することができる。ヒドロカルビルアルコールは、ポリオール化合物であってもよい。好適なヒドロカルビルポリオールには、エチレングリコール及びプロピレングリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、ペンタエリスリトール、及びそれらの混合物が含まれる。
別の一実施形態では、官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーに付加される極性部分は、アミン末端ポリエーテル化合物、ヒドロキシ末端ポリエーテル化合物、及びそれらの混合物であってもよい。ヒドロキシ末端又はアミン末端ポリエーテルは、ポリエチレングリコール、又はポリプロピレングリコール、又は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド若しくはそれらの何らかの組み合わせから誘導される単位を含む1種以上のアミン末端ポリエーテル化合物の混合物、又はこれらの何らかの組み合わせを含む群から選択され得る。好適なポリエーテル化合物としては、ポリアルキレングリコール化合物のSynalox(登録商標)系、Dow Chemicalから入手可能なポリエーテル化合物のUCON(商標)OSP系、Huntsmanから入手可能なポリエーテルアミンのJeffamine(登録商標)系が挙げられる。
一実施形態では、本潤滑組成物は、ポリ(メタ)アクリレートポリマー粘度調整剤を含んでもよい。本明細書で使用される場合、用語「(メタ)アクリレート」及びそれの同語源語は、容易に理解されるように、メタクリレート又はアクリレートのいずれかを意味する。
一実施形態では、ポリ(メタ)アクリレートポリマーは、様々な長さのアルキル基を有する(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマー混合物から調製される。(メタ)アクリレートモノマーは、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を含んでいてもよい。アルキル基は、1~24個の炭素原子を含んでいてもよく、例えば、1~20個の炭素原子を含んでいてもよい。
本明細書に記載のポリ(メタ)アクリレートポリマーは、飽和アルコールから誘導されるモノマー、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-メチルペンチル(メタ)アクリレート、2-プロピルヘプチル(メタ)アクリレート、2-ブチルオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、2-tert-ブチルヘプチル(メタ)アクリレート、3-イソプロピルヘプチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、5-メチルウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2-メチルドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、5-メチルトリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、2-メチルヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、5-イソプロピルヘプタデシル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルオクタデシル(メタ)アクリレート、5-エチルオクタデシル(メタ)アクリレート、3-イソプロピルオクタデシル-(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、不飽和アルコールから誘導されたオレイル(メタ)アクリレートなどのメタ)アクリレート、及び、3-ビニル-2-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート又はボルニル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート、などから形成される。
モノマーの他の例には、長鎖アルコール誘導基を有するアルキル(メタ)アクリレートが含まれ、当該アルキル(メタ)アクリレートは、例えば、(メタ)アクリル酸と長鎖脂肪アルコールとの反応(直接エステル化による)、又は、メチル(メタ)アクリレートと長鎖脂肪アルコールとの反応(エステル交換による)により得ることができ、この反応では、一般に、(メタ)アクリレートなどのエステルと様々な鎖長のアルコール基の混合物が得られる。これらの脂肪アルコールには、MonsantoのOxo Alcohol(登録商標)7911、Oxo Alcohol(登録商標)7900及びOxo Alcohol(登録商標)1100;ICIのアルファノール(登録商標)79;Condea(現在はSasol)のNafol(登録商標)1620、Alfol(登録商標)610及びAlfol(登録商標)810;Ethyl CorporationのEpal(登録商標)610及びEpal(登録商標)810;Shell AGのLinevol(登録商標)79、Linevol(登録商標)911及びDobanol(登録商標)25L;Condea Augusta,MilanのLial(登録商標)125;Henkel KGaA(現在はCognis)のDehydad(登録商標)及びLorol(登録商標);及びUgine KuhlmannのLinopol(登録商標)7-11及びAcropol(登録商標)91が含まれる。
一実施形態では、ポリ(メタ)アクリレートポリマーは、分散剤モノマーを含む。分散剤モノマーとしては、(メタ)アクリレートモノマーと共重合して、(メタ)アクリレートのカルボニル基に加えて1つ以上のヘテロ原子を含みうるモノマーが挙げられる。分散剤モノマーは、窒素含有基、酸素含有基、又はそれらの混合物を含んでいてもよい。
酸素含有化合物には、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,5-ジメチル-1,6-ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオール(メタ)アクリレート、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレートなどのカルボニル含有(メタ)アクリレート、カルボキシメチル(メタ)アクリレート、オキサゾリジニルエチル(メタ)アクリレート、N-(メタクリロイルオキシ)ホルムアミド、アセトニル(メタ)アクリレート、N-メタクリロイルモルホリン、N-メタクリロイル-2-ピロリジノン、N-(2-メタクリロイル-オキシエチル)-2-ピロリジノン、N-(3-メタクリロイルオキシプロピル)-2-ピロリジノン、N-(2-メタクリロイルオキシペンタデシル)-2-ピロリジノン、N-(3-メタクリロイルオキシ-ヘプタデシル)-2-ピロリジノン、及び、1,4-ブタンジオール(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエトキシメチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレートなどのグリコールジ(メタ)アクリレート、又は、それらの混合物が含まれ得る。
窒素含有化合物は、(メタ)アクリルアミド又は窒素含有(メタ)アクリレートモノマーであってもよい。好適な窒素含有化合物の例としては、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ビニルカルボナミド、例えばN-ビニルホルムアミド、ビニルピリジン、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルプロピオンアミド、N-ビニルヒドロキシアセトアミド、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジメチルアミノブチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリレート(DMAPMA)、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド又はそれらの混合物が挙げられる。
分散剤モノマーは、(メタ)アクリレートポリマーのモノマー組成物の最大5molパーセントまでの量で存在し得る。一実施形態において、ポリ(メタ)アクリレートは、ポリマー組成物の0から5molパーセント、0.5から4molパーセント、又は0.8から3molパーセントの量で存在する。一実施形態では、ポリ(メタ)アクリレートは、分散剤モノマーを含まないか、実質的に含まない。
一実施形態では、ポリ(メタ)アクリレートは、ブロックコポリマー又はテーパードブロックコポリマーを含む。ブロックコポリマーは、1種以上の(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマー混合物から形成され、ここで、例えば、第1の(メタ)アクリレートモノマーは、第2の(メタ)アクリレートモノマーから形成されたポリマーの第2の離散ブロックに結合するポリマーの離散ブロックを形成する。ブロックコポリマーは、モノマー混合物中のモノマーから形成される実質的に離散したブロックを有するが、テーパードブロックコポリマーは、一方の端が比較的純度の高い第1のモノマーで構成され、他方の端が比較的純度の高い第2のモノマーで構成され得る。テーパードブロックコポリマーの中央部は、どちらかというと2つのモノマーの勾配組成である。
一実施形態において、ポリ(メタ)アクリレートポリマー(P)は、基油に不溶性又は実質的に不溶性の少なくとも1種のポリマーブロック(B)と、基油に可溶性又は実質的に可溶性の第2のポリマーブロック(B)とを含む、ブロックコポリマー又はテーパーブロックコポリマーである。
一実施形態では、ポリ(メタ)アクリレートポリマーは、線状、分岐、超分岐、架橋、星形(「放射状」とも呼ばれる)、又はそれらの組み合わせから選択される構造を有し得る。星形又は放射状は、マルチアームポリマーを指す。かかるポリマーには、3本以上のアーム又は分岐を含む(メタ)アクリレート含有ポリマーが含まれ、いくつかの実施形態では、アーム又は分岐は、少なくとも約20個、又は少なくとも50個、又は100個、又は200個、又は350個、又は500個、又は1000個の炭素原子を含む。アームは、一般に、「コア」又は「カップリング剤」として機能する多価有機部分に結合する。マルチアームポリマーは、放射状ポリマー若しくは星形ポリマーと呼んでもよく、若しくはさらに「櫛形」ポリマーと呼んでもよく、他には、本明細書に記載されているように、複数のアーム又は分岐を有するポリマーと呼んでもよい。
ランダム、ブロック又はその他の直鎖ポリ(メタ)アクリレートは、1000から400,000ダルトン、1000から150,000ダルトン、又は15,000から100,000ダルトンの重量平均分子量(M)を有し得る。一実施形態において、ポリ(メタ)アクリレートは、5,000から40,000ダルトン又は10,000から30,000ダルトンのMwを有する直鎖ブロックコポリマーであってもよい。
ラジアルコポリマー、架橋コポリマー又は星形コポリマーは、上記の分子量を有する直鎖ランダムコポリマー又はジブロックコポリマーから誘導することができる。星形ポリマーは、10,000から1,500,000ダルトン、又は40,000から1,000,000ダルトン、又は300,000から850,000ダルトンの重量平均分子量を有し得る。
一実施形態では、本潤滑組成物は、ビニル芳香族-ジエン共重合体を含み得る。ビニル芳香族ジエン共重合体は、直鎖状又は放射状のブロック共重合体であってもよい。一実施形態において、ビニル芳香族-ジエン共重合体は、水素化スチレン-(共役ジエン)ブロック共重合体であってもよい。
異なる実施形態におけるブロックコポリマーは、水素添加スチレン-ブタジエンコポリマー又は水素添加スチレン-イソプレンコポリマーであってもよい。両方のブロックコポリマーは当技術分野で公知であり、例えば、水素化スチレン-ブタジエンについては欧州特許第2 001 983号明細書(Priceら)に開示され、水素化スチレン-イソプレンについては米国特許第No.5,490,945号明細書(Smithら)に開示されている。
水素化スチレン-ブタジエン共重合体のブタジエンブロックは、欧州特許第2 001 983号明細書に開示されているように、1,2付加又は1,4付加のいずれかによって調製することができ、1,2付加が好ましい。1,2-付加を使用すると、水素化時に最初に形成されたペンダント不飽和基又はビニル基がアルキル分岐になるため、分岐アルキル基の繰り返し単位を20mol%~80mol%、又は25mol%~75mol%、又は30mol%~70mol%、又は40mol%~65mol%を有するブタジエンブロックが得られる。
本潤滑組成物は、本明細書に記載の1種以上のポリマー粘度調整剤及び/又は分散剤粘度調整剤を0.05重量%から2重量%、又は0.08重量%から1.8重量%、又は0.1から1.2重量%含み得る。
他の性能向上添加剤:
本明細書に開示される組成物の様々な実施形態は、任意で、1種以上の追加の性能向上添加剤を含んでもよい。この追加の性能向上添加剤としては、1つ以上の金属不活性化剤、摩擦調整剤、腐食防止剤、極圧剤、発泡防止剤、解乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、及びそれらの任意の組み合わせ又は混合物が挙げられる。典型的には、完全に配合された潤滑油は、これらの性能向上添加剤のうちの1種以上を含有するであろうし、複数の性能向上添加剤のパッケージを含有することも多い。しかしながら、そのような性能向上添加剤は、本潤滑組成物の適用に即して含まれるものであり、特定の性能向上添加剤及びその添加率は、本開示に照らせば、当業者にとって明らかであろう。
一実施形態では、本潤滑組成物は、摩擦調整剤をさらに含む。摩擦調整剤の例としては、アミン、脂肪エステル、又はエポキシドの長鎖脂肪酸誘導体、カルボン酸とポリアルキレン-ポリアミンとの縮合生成物などの脂肪イミダゾリン、アルキルリン酸のアミン塩、脂肪アルキルタルタレート、脂肪アルキルタルトリミド、又は脂肪アルキルタルトラミドが挙げられる。本明細書で使用される脂肪という用語は、C8~22の直鎖アルキル基を有することを意味し得る。
摩擦調整剤は、また、硫化脂肪化合物及びオレフィン、モリブデンジアルキルジチオホスフェート、モリブデンジチオカルバメート、ヒマワリ油、又はポリオールと脂肪族カルボン酸とのモノエステルなどの材料を包み得る。
一実施形態では、摩擦調整剤は、アミンの長鎖脂肪酸誘導体、長鎖脂肪エステル、若しくは長鎖脂肪エポキシド、脂肪イミダゾリン、アルキルリン酸のアミン塩、脂肪アルキルタルトレート、脂肪アルキルタルトリミド、及び脂肪アルキルタルトラミドからなる群から選択されてもよい。摩擦調整剤は、潤滑組成物の0重量%~6重量%、又は0.05重量%~4重量%、又は0.1重量%~2重量%で存在してもよい。
別の実施形態では、摩擦調整剤は、長鎖脂肪酸エステルであってもよい。別の実施形態では、長鎖脂肪酸エステルは、モノエステル若しくはジエステル、又はこれらの混合物であってもよく、別の実施形態では、長鎖脂肪酸エステルは、トリグリセリドであってもよい。
一実施形態では、本潤滑組成物は、モリブデン化合物をさらに含んでもよい。モリブデン化合物は、モリブデンジアルキルジチオホスフェート、モリブデンジチオカルバメート、モリブデン化合物のアミン塩、及びこれらの混合物からなる群から選択してもよい。モリブデン化合物は、0から1000ppm、又は5から1000ppm、又は 10から750ppm、又は5ppmから300ppm、又は20ppmから250ppmのモリブデンを本潤滑組成物に提供し得る。
腐食防止剤などの他の性能向上添加剤としては、国際公開第2006/047486号として公開された米国出願第05/038319号の段落5から8に記載されているもの、オクチルオクタンアミド、ドデセニルコハク酸又はその無水物及びオレイン酸などの脂肪酸とポリアミンとの縮合生成物が挙げられる。一実施形態では、腐食防止剤として、Synalox(The Dow Chemical Companyの登録商標)腐食防止剤が挙げられる。Synalox(登録商標)腐食防止剤は、プロピレンオキシドのホモポリマー又はコポリマーであってよい。Synalox(登録商標)腐食防止剤は、The Dow Chemical Companyから発行されたForm No.118-01453-0702 AMSの製品により詳細に記載されている。製品のタイトルは、「SYNALOX Lubricants,High-Performance Polyglycols for Demanding Applications」である。
本潤滑組成物は、さらに、ベンゾトリアゾールの誘導体(典型的にはトリルトリアゾール)、ジメルカプトチアジアゾール誘導体、1,2,4-トリアゾール、ベンズイミダゾール、2-アルキルジチオベンズイミダゾール、又は2-アルキルジチオベンゾチアゾールを含む金属不活性化剤、エチルアクリレートと2-エチルヘキシルアクリレートとのコポリマー、エチルアクリレートと2-エチルヘキシルアクリレートと酢酸ビニルとのコポリマーを含む泡抑制剤、リン酸トリアルキル、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド及び(エチレンオキシド-プロピレンオキシド)ポリマーを含む抗乳化剤、及び無水マレイン酸-スチレンのエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレート又はポリアクリルアミドを含む流動点降下剤を含み得る。
本明細書に開示される潤滑組成物に有用であり得る流動点降下剤には、ポリアルファオレフィン、無水マレイン酸-スチレンのエステル、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリレート又はポリアクリルアミドがさらに含まれる。
異なる実施形態では、本潤滑組成物は、以下の表に記載されるような組成を有し得る。
Figure 2022514478000004
一実施形態では、本潤滑組成物は、(i)0.5重量%以下の硫黄含有量、(ii)0.15重量%以下のリン含有量、及び(iii)0.5重量%から1.5重量%以下の硫酸灰分含有量を有することを特徴とし得る。本潤滑組成物は、(i)0.2重量%から0.4重量%以下の硫黄含有量、(ii)0.08重量%から0.15重量%のリン含有量、及び(iii)0.5重量%から1.5重量%以下の硫酸灰分含有量のうちの少なくとも1つを有することを特徴とし得る。
上述のように、本発明は、本明細書に開示される潤滑組成物を内燃機関に供給することを含む、内燃機関を潤滑するための方法を提供する。一般に、潤滑剤は内燃機関の潤滑システムに添加され、その後、運転中に潤滑を必要とする機関の重要な部分に潤滑組成物を送達する。
上述の本潤滑組成物は、内燃機関で利用することができる。機関の構成要素は、鋼又はアルミニウムの表面(典型的には鋼の表面)を有してもよく、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)コーティングでコーティングされてもよい。
内燃機関には、排気制御システム又はターボチャージャが取り付けられ得る。排出制御システムの例としては、ディーゼル微粒子フィルタ(DPF)、ガソリン微粒子フィルタ(GPF)、選択触媒還元(SCR)を用いるシステム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
内燃機関は、火花点火式エンジン(すなわちガソリン)又は圧縮着火式(すなわち、ディーゼル)エンジンであってもよい。内燃機関は、ポート燃料噴射(PFI)又は直接噴射され得る。一実施形態では、内燃機関はガソリン直噴エンジン(GDI)である。直接噴射エンジンは、燃料(例えばガソリン)をシリンダ内に直接噴射することを特徴とする。これは、ポート燃料噴射(PFI)とは異なり、類似のPFIエンジンよりも高い効率、より高い圧縮、及び/又はより高い正味平均有効圧力をもたらすことができる。
一実施形態では、内燃機関は、ターボチャージャ、スーパーチャージャ、又はそれらの組み合わせを備えている。ターボチャージャ及びスーパーチャージャは両方とも、エンジンの容積効率、すなわちシリンダの容積に対するシリンダを満たす空気の容積を増加させるように機能する。ターボチャージャ及びスーパーチャージャは、より多くの空気をシリンダ内に押し込むことによって機能し、所与の変位に対してより高いトルクをもたらし、それゆえにより高いBMEPをもたらす。エンジンの効率を改善することに加えて、ターボチャージャ及びスーパーチャージャは、確率的早期着火の可能性を特に低速において高めることができる。
本明細書に開示される潤滑組成物は、ターボチャージ直接噴射(TDi)エンジンに使用することができる。
本開示はさらに、本明細書に開示される潤滑組成物で内燃機関を潤滑するための方法に関する。本開示の方法は、TDiエンジンなどの内燃機関に、潤滑粘度の油及び2から20重量%の分散剤添加剤パッケージを含む潤滑組成物を供給することを含み、分散剤添加剤パッケージは、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を含み、ポリ(1-オレフィン)は、少なくとも75モル%のC6~C18ヒドロカルビル及びポリイソブチレンスクシンイミド分散剤から構成され、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤とポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比は、3:1から1:3、又は2:1から1:2、又は3:2から2:3である。本方法での使用に適した本潤滑組成物の様々な実施形態を本明細書に開示する。
本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビル置換基」又は「ヒドロカルビル基」という用語は、通常の意味で使用され、これは当業者に周知である。具体的には、この用語は、分子の残部に直接結合した炭素原子を有し、1つ以上の二重結合を含む炭化水素の性質を主に有する基を指す。ヒドロカルビル基の例としては、炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、アルキル又はアルケニル)、脂環式置換基(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、並びに、芳香族置換芳香族置換基、脂肪族置換芳香族置換基、及び脂環式置換芳香族置換基、並びに、分子の別の部分を介して環が完成している(例えば、2つの置換基が一緒になって環を形成する)環状置換基と、さらに、置換炭化水素置換基、すなわち、本発明の文脈において、置換基の主に炭化水素の性質を変化させない非炭化水素基を含有する置換基(例えば、ハロ(特にクロロ及びフルオロ)、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、ニトロソ及びスルホキシ)と、さらに、ヘテロ置換基、すなわち、主に炭化水素の特徴を有するが、本発明の文脈において、炭素原子で構成される環又は鎖に炭素以外を含むか、若しくは、炭素原子と、ピリジル、フリル、チエニル及びイミダのような置換基からなる置換基、が挙げられる。ヘテロ原子には、硫黄、酸素、窒素が含まれる。一般に、ヒドロカルビル基の10個の炭素原子ごとに2個以下、又は1個以下の非炭化水素置換基が存在するであろう。あるいは、ヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基が存在しなくてもよい。
本開示は、本出願に記載された特定の実施形態に関して限定されるものではなく、様々な態様の例示として意図されている。当業者には明らかであるように、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び変形を行うことができる。本明細書に列挙されたものに加えて、本開示の範囲内の機能的に等価な方法及び構成要素は、前述の説明から当業者には明らかであろう。かかる修正及び変形は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。本開示は、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるべきであり、かかる特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲を伴う。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、又は組成物に限定されず、当然のことながら変更可能であることを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図していないこともまた理解されたい。
本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈上他に明確な指示がない限り、複数に関する言及を含む。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本開示のいかなる内容も、本開示に記載された実施形態が先行発明によるかかる開示に先行する権利を有しないことの承認として解釈されるべきではない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、「含むが、これに限定されない」を意味する。
様々な組成物、方法、及び装置が、様々な構成要素又はステップを「含んでいる」という言葉で説明されるが(「含んでいるが、これに限定されない」を意味するものと解釈されるが)、その組成物、方法、及び装置が、その様々な構成要素及びステップ「から本質的に構成される」又は「から構成される」こともあり得、かかる用語は、本質的に閉じた要素のグループを定義するものとして解釈されるべきである。
本明細書における実質的に任意の複数形及び/又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈及び/又は用途に適合するように、複数形から単数形へ、及び/又は単数形から複数形へと変換することができる。本明細書においては、明確さのために、様々な単数形/複数形の置換が明示的に説明される場合がある。
一般に、本明細書、特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の主文)で使用される用語は、一般に「開放」用語として意図されることが当業者によって理解されよう(例えば、「含んでいる」という用語は「含んでいるが、これに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という用語は「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む」という用語は「含むが、限定されない」と解釈されるべきである)。特定の数を請求項の記載に導入することが意図される場合、かかる意図は請求項において明示的に記載され、そのような記載がない場合は、かかる意図が存在しないことを当業者はさらに理解するであろう。例えば、理解を助けるために、以下に添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するために、導入句「少なくとも1つ」及び「1以上」の使用を含むことができる。しかしながら、かかる句の使用は、不定冠詞「a」又は「an」を用いて導入された請求項の記載が、当該導入された記載を含む任意の特定の請求項を、かかる記載のものを1つだけしか含まない実施形態に限定することを意味すると解釈されるべきではなく、同じ請求項が導入句「1以上」又は「少なくとも1つ」及び「a」又は「an」などの不定冠詞を含む場合であっても、そう解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は、「少なくとも1つ」又は「1以上」を意味すると解釈されるべきである)。これと同じことが請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても当てはまる。さらに、請求項に導入された特定の数の記載が明示的に記載されている場合でも、当業者は、かかる記載が、少なくとも記載された数を意味する(例えば、他の修飾語を伴わない「2つの記載のもの」というだけの記載は、少なくとも2つの記載のもの、又は2つ以上の記載のものを意味する)と解釈されるべきであることを認めるであろう。さらに、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」などに類似した慣用表現が使用される場合、一般に、かかる構成は、当業者が理解するであろうその慣用表現の意味で意図される(例えば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、Aのみを有するシステム、Bのみを有するシステム、Cのみを有するシステム、AとBを共に有するシステム、AとCを共に有するシステム、BとCを共に有するシステム、及び/又は、AとBとCを共に有するシステムなどを含むが、これらに限定されない)。「A、B、又はCのうちの少なくとも1つ」などに類似した慣用表現が使用される場合、一般に、かかる構成は、当業者が理解するであろうその慣用表現の意味で意図される(例えば、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、Aのみを有するシステム、Bのみを有するシステム、Cのみを有するシステム、AとBを共に有するシステム、AとCを共に有するシステム、BとCを共に有するシステム、及び/又は、AとBとCを共に有するシステムなどを含むが、これらに限定されない)。2つ以上の代替的な項目を提示する実質的に任意の選言的な単語及び/又は句は、それが明細書内、特許請求の範囲内、又は図面内のいずれにあるかにかかわらず、それらの項目の1つを含む可能性、それらの項目のいずれかを含む可能性、又はそれらの項目の両方を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが当業者によってさらに理解されるであろう。例えば、「A又はB」という句は、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むと理解される。
さらに、本開示の特徴又は態様がマーカッシュ群で記載することができる場合には、本開示がマーカッシュ群の任意の個々の要素又は要素のサブグループを単位としても記載されることを当業者は認めるであろう。
当業者によって理解されるように、任意の及びすべての目的のために、例えば書面による説明を提供することに関して、本明細書に開示されるすべての範囲はまた、任意の及びすべての可能な部分的な範囲及びその部分的な範囲の組み合わせを包含する。列挙された範囲はいずれも、その同じ範囲を少なくとも等しい半分に分割すること、3分の1、4分の1、5分の1、10分の1などに分割することを十分に説明し、かつ、これを可能にするものとして容易に認識することができる。非限定的な例として、本明細書で説明される各範囲は、下から3分の1、中央の3分の1、上から3分の1などに容易に分割することができる。また、当業者によって理解されるように、「まで」、「少なくとも」などのすべての言語は、記述された数を含み、上で説明したように、後に部分的な範囲に分割することができる範囲を指す。最後に、当業者によって理解されるように、範囲は個々の要素を含む。したがって、例えば、1から3重量%を有する基は、1、2、又は3重量%を有する基を指す。同様に、1~5重量%を有する基は、1、2、3、4又は5重量%などを有する基を指し、その間のすべての点を含む。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、所与の量の値が表示値の±20%以内であることを意味する。他の実施形態において、値は、表示値の±15%以内である。他の実施形態において、値は、表示値の±10%以内である。他の実施形態において、値は、表示値の±5%以内である。他の実施形態において、値は、表示値の±2.5%以内である。他の実施形態において、値は、表示値の±1%以内である。
特に明記しない限り、本明細書で使用される「重量%」 は、組成物の総重量に基づく重量パーセントを指すものとする。
本開示は、上記の分散剤添加剤パッケージの2つの分散剤のうちの1つのみを有する潤滑剤配合物よりも改善されたピストン清浄度評価を示す潤滑剤配合物に適しており、以下の実施例を参照することで、このことをよりよく理解することができる。
本発明を、特に有利な実施形態を説明する以下の実施例によってさらに説明する。本発明を例示するために実施例を提供するが、これらは本発明を限定することを意図するものではない。
本発明の態様による一連のポリ(1-オレフィン)系分散剤は、以下に提供される実施例に記載されるように調製され得る。
実施例A:ポリ(1-デセン)無水コハク酸(PDSA)
熱電対、オーバーヘッド撹拌器、表面下ガス吸気口、シリンジライン入力、加熱した滴下漏斗及び空気凝縮器を装備した12Lの四つ口フラスコに、ポリデセン(Mn=2574)(7500g)を装填する。ポリマーを正のN圧力下で160℃に加熱する。無水マレイン酸(377g)を(液相に維持するために)加熱した滴下漏斗に充填し、t-ブチルペルオキシド(149g)をシリンジに充填する。さらに、無水マレイン酸及び過酸化物の両方を2時間にわたって同時に添加する。反応混合物を160℃でさらに1時間撹拌する。生成物混合物を190℃に昇温し、窒素(4 SCFH)でパージして未反応の無水マレイン酸を除去する。生成物混合物を周囲温度に冷却し、さらに精製することなく暗橙色液体として回収する。
実施例ポリデセン分散剤1(PD1):ポリデセン分散剤の調製
熱電対、オーバーヘッド撹拌器、ガス吸気口管、ディーンスタークトラップ及びフリードリッヒ冷却器を備えた12Lの四つ口フラスコに、PDSA(上記の実施例A)(400g)及びグループII基油(1745g)を装入する。混合物をNパージ下で110℃に加熱し、トリエチレンテトラアミン(TETA)(95.4g)を30分かけて滴下する。反応混合物を撹拌しながら155℃に加熱し、温度を5時間保持する。生成物混合物を120℃に冷却し、濾過助剤媒体を通して濾過し、周囲温度に冷却し、さらに精製することなく収集する。生成物は透明なオレンジ色の液体である。
潤滑組成物
グループIIIの一連の0W-20エンジン潤滑剤及び潤滑粘度のポリアルファオレフィン(PAO)基油は、上記の分散剤添加剤、並びに、ポリマー粘度調整剤、過塩基性清浄剤、酸化防止剤(フェノールエステルとジアリールアミンの組み合わせ)、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZDDP)、及び以下のその他の性能向上添加剤を含む従来型の添加剤を含有して調製される(表1)。各実施例のカルシウム、マグネシウム、リン、亜鉛及び灰分の含有量も、各実施例が同様の量のこれらの材料を有することを示し、そうすることで、比較例と本発明の実施例との間の適切な比較を提供するために下記表にその一部を提示する。
Figure 2022514478000005
潤滑組成物の評価
エンジン潤滑組成物は、堆積物形成を防止し、清浄度を提供し、潤滑剤の酸媒介摩耗又は劣化を低減又は防止し、スラッジ処理を提供するために、清浄剤及び潤滑剤の能力を評価するために設計されたベンチ及びエンジン試験で評価される。
潤滑剤の実施例は、PV1452試験(表2)としても知られるエンジン試験VW TDI CEC L-78-99試験を受ける。この試験は業界標準と見なされ、潤滑剤の性能能力の厳しい評価である。この試験では、4気筒、1.9リットル、81kWの乗用車ディーゼルエンジンを使用し、これは、ユニットの出力を高めるためにターボチャージャシステムが使用される直接噴射式エンジンである。業界の試験手順は、ホットランニング条件とコールドランニング条件との繰り返しサイクルで構成されている。これは、ゼロ負荷での30分間のアイドル期間と、その後の全負荷及び4150rpmでの180分間のアイドル期間を含む。標準試験では、その後、サイクル全体が合計54時間繰り返される。この54時間では、4.5リットルの試験潤滑剤の最初のオイル充填は補充されない。
ピストンは、DIN評点システムとして知られるものの下で評価される。3つのピストンリング溝及び溝同士の間にある2つのピストンランドは、付着物のメリットスケールで評価され、当業者に既知である方法により100点満点で採点する。要約すると、数値が大きいほど性能がより良好であり、100点は完全に清浄であることを示し、0点は付着物で完全に覆われていることを示す。次に、5つのスコアを平均して、ピストン全体の清浄度のメリット評価を与える。次に、4つのピストンのそれぞれのスコアを平均して、試験に関するピストン全体の清浄度を得る。
リングのスティック(固着)の有無も併せて示す。リングのスティックが起きた場合、自動的に試験失格となる。
Figure 2022514478000006
データは、ポリ(1-オレフィン)分散剤とPIBスクシンイミド分散剤の両方の組み合わせを含有する本潤滑組成物が、低い粘度で、改善された(又は同等の)堆積物制御を提供することを示す。
記載される各化学成分の量は、特に指示がない限り、市販の材料に通常存在し得るあらゆる溶媒又は希釈油を除いて、すなわち、活性化学物質ベースで示している。しかしながら、特に指示がない限り、本明細書で言及する各化学物質又は組成物は、異性体、副生成物、誘導体、及びその他の商用品に存在すると通常理解される材料を含有し得る、商用の材料であると解釈されるべきである。
上記の物質のいくつかは、最終的な調合物の中で相互作用し得ることが知られており、したがって、最終的な調合物の成分は最初に添加された配合と異なる可能性がある。例えば、金属イオン(例えば、清浄剤の金属イオン)は他の分子の他の酸性又はアニオン性部位に移動する可能性がある。それによって形成された、本発明の組成物をその意図される用途に使用することで形成された生成物を含む生成物は、簡単に説明できない場合がある。それにもかかわらず、かかる修飾物及び反応生成物はすべて、本発明の範囲に含まれ、本発明は、上記の成分を混合することによって調製される組成物を含む。
上記で言及された文献の各々は、上記に具体的に列挙されているかどうかにかかわらず、優先権が主張されるあらゆる先行出願を含んで参照により本明細書に組み込まれる。あらゆる文献への言及は、かかる文献が先行技術としての資格を有すること、又はあらゆる管轄の当業者の一般知識を構成することの承認ではない。実施例を除き、又は特に明示的に示されている場合を除き、物質の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを指定するこの説明におけるすべての数量は、「約」という単語によって修飾されるものとして理解されたい。本明細書で説明した、量、範囲、及び比率の上限及び下限は、独立して組み合わせてもよいことを理解されたい。同様に、本発明の各要素の範囲及び量は、任意の他の要素の範囲又は量とともに使用することができる。
主題の発明を説明する目的で、特定の代表的な実施形態及び詳細内容を示してきたが、主題の発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。これに関して、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によりのみ制限されるものとする。

Claims (30)

  1. 潤滑組成物であって、
    潤滑粘度の油と、
    2から20重量%の分散剤添加剤パッケージであって、
    アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤であって、前記ポリ(1-オレフィン)が少なくとも75モルパーセントのC~C18ヒドロカルビルから構成される、アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤と、
    ポリイソブチレン系分散剤とを含む、分散剤添加剤パッケージと、を含み、
    前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤と前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤の比が3:1から1:3、又は2:1から1:2、又は3:2から2:3である、潤滑組成物。
  2. 前記ポリ(1-オレフィン)が、少なくとも80モルパーセントの前記C~C18ヒドロカルビルを含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
  3. 前記1-オレフィンが、少なくとも90モルパーセントの前記C~C18ヒドロカルビルを含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
  4. 前記1-オレフィンが、少なくとも95モルパーセントの前記C~C18ヒドロカルビルを含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
  5. 前記1-オレフィンが、100モルパーセントの前記C~C18ヒドロカルビルを含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
  6. 前記1-オレフィンがCからC12ヒドロカルビルである、請求項1に記載の潤滑組成物。
  7. 前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤が、ポリアルファオレフィンスクシンイミド、ポリアルファオレフィンスクシンアミド、ポリアルファオレフィン酸エステル、ポリアルファオレフィンオキサゾリン、ポリアルファオレフィンイミダゾリン、ポリアルファオレフィンスクシンアミドイミダゾリン、及びそれらの組み合わせから選択される、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  8. 前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤がポリデセンスクシンイミドである、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  9. 前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤を誘導する前記ポリ(1-オレフィン)が、400から10,000の数平均分子量を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  10. 前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤が、アシル化ポリデセンスクシンイミドであり、前記アシル化ポリデセンスクシンイミドを誘導するポリデセンが、400から10,000の数平均分子量を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  11. 前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤が、3から50、又は5から20、又は10から30のTBNを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  12. 前記ポリイソブチレン系分散剤がポリイソブチレンスクシンイミドである、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  13. 前記ポリイソブチレンスクシンイミドを誘導するポリイソブチレンが、500から3,000の数平均分子量を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  14. 前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤が、5から50、又は10から40、又は15から30のTBNを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  15. 全潤滑組成物の前記TBNが、4から14mg KOH/gである、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  16. 清浄剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、及びそれらの組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  17. 前記分散剤添加剤パッケージが、2から10重量%の前記潤滑組成物を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  18. 前記分散剤添加剤パッケージが、4から8重量%の前記潤滑組成物を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  19. 前記潤滑組成物が、100℃で5から12cSt(mm/s)の動粘度を有し、40℃で40から50cSt(mm/s)の動粘度を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  20. 前記潤滑組成物が、100℃で6から10cSt(mm/s)の動粘度を有し、40℃で40から47cSt(mm/s)の動粘度を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  21. 前記潤滑組成物が、ASTM D 4683に従って150℃で測定して、3mPa-s未満、又は2.6mPa-s未満、又は2.1mPa-s未満の高温高剪断粘度(HTHS)を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  22. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    1から19重量%の前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤と、
    1から19重量%の前記ポリイソブチレン系分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から20のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  23. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    0.3から1重量%の前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤と、
    0.1から3重量%の前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  24. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    0.9から2.5重量%の前記アシル化ポリ(1-オレフィン)系分散剤と、
    0.3から7.5重量%の前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  25. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    1.5から3重量%の前記アシル化ポリデセンスクシンイミド分散剤と、
    0.5から9重量%の前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  26. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    1.5から3重量%の前記アシル化ポリデセンスクシンイミド分散剤と、
    0.5から9重量%の前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  27. 前記分散剤添加剤パッケージが、
    1.9から3.8重量%の前記アシル化ポリデセンスクシンイミド分散剤と、
    1.3から3.1重量%の前記ポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含む、請求項1から16及び請求項19から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  28. 分散剤充填物が、
    2から8重量%のポリデセンスクシンイミド分散剤と、
    1から6重量%のポリイソブチレンスクシンイミド分散剤とを含み、
    前記ポリデセンスクシンイミド分散剤と前記ポリイソブチレン分散剤の比が2:1から1:2であり、前記潤滑組成物が、100℃で6から10cSt(mm/s)の動粘度を有し、40℃で40から47cSt(mm/s)の動粘度を有し、3mPa-s未満の高剪断粘度(HTHS)を有する、請求項1から21のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  29. 内燃機関を潤滑するための方法であって、
    先行する請求項のいずれか一項に記載の潤滑組成物を内燃機関に供給することを含む、方法。
  30. 前記内燃機関がターボチャージャ付き直噴エンジンである、請求項27に記載の方法。
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