JP5703309B2 - エンジンオイル用の添加剤組成物 - Google Patents
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Description
(a)アゾール複素環で構成された少なくとも1種の化合物であって、前記アゾール複素環は、任意で硫黄原子を有しており、前記化合物は、ジアゾール系化合物またはトリアゾール系化合物から選択されるアゾール系化合物と、
(b)アルカリ金属またはアルカリ土類金属の非過塩基性アルキルベンゼンスルホネート系化合物または非過塩基性アルキルナフタレンスルホネート系化合物であって、前記スルホネート系化合物は、炭素数が7〜12、好ましくは8〜10であるアルキル置換基を少なくとも1つ有する、少なくとも1種のスルホネート系化合物と、
(c)式:X−N=C=N−Yで表される少なくとも1種のカルボジイミド系化合物であって、XおよびYは、互いに独立して、炭素数8〜60の炭化水素基であり、下記の構造式(I):
(d)窒素原子が少なくとも1つのアリール基に結合した第二級アミン系化合物、少なくとも1つのオルト位、好ましくは両方のオルト位が、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基によって置換されたフェノール系化合物、またはこのようなフェノール系化合物の二量体から選択される少なくとも1種の酸化防止剤と、
を含む、添加剤組成物である。
式:R8−NH−R9で表される第二級アミン系化合物
(式中、
R8およびR9は、互いに独立して、
・炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換され、好ましくはアミン基を基準としたパラ位が置換された、フェニル基;または
・炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換された、ナフチル基;あるいは、
R8がフェニル基であり、かつ、R9がアミン基の窒素原子およびR8の環と共同で炭素数6の複素環を構成しており、前記複素環は任意でアルキル基によって置換されている)から選択される。
● [c]:[a]が10〜100、好ましくは20〜50、
● [c]:[b]が1〜10、好ましくは2〜5、および
● [c]:[d]が1〜10、好ましくは2〜5
である。
請求項1から9のいずれか一項に記載の添加剤組成物と、少なくとも1種の基油と、少なくとも1種の摩擦調整剤とを含み、前記摩擦調整剤が:
(i)少なくとも1種の有機金属系摩擦調整剤、好ましくは有機モリブデン系化合物または有機タングステン系化合物から選択される少なくとも1種の摩擦調整剤、より好ましくはモリブデンジチオカルバメート系化合物から選択される少なくとも1種の摩擦調整剤;および/または
(ii)脂肪アミン類、脂肪アルコール類、脂肪酸類および脂肪酸エステル類から選択される少なくとも一種であり;
好ましくはグリセロールエステル類(例えばグリセロールモノ、ジ、トリヘプタノエート;グリセロールモノ、ジ、トリオレエート;グリセロールモノ、ジ、トリステアレート;グリセロールモノ、ジ、トリイソステアレート;グリセロールモノ、ジ、トリリノレート;グリセロールモノ、ジ、トリカプリレートなど)、シトレート、タルトレート、マレート、ラクテート、マンデレート、グリコレート、ヒドロキシプロピオネート、ヒドロキシグルタレート、およびこれらの誘導体から選択される、少なくとも1種の有機系摩擦調整剤であってもよい。
(i)少なくとも1種の有機金属系摩擦調整剤、好ましくは有機モリブデン系化合物または有機タングステン系化合物から選択される少なくとも1種の摩擦調整剤、より好ましくはモリブデンジチオカルバメート系化合物から選択される少なくとも1種の摩擦調整剤;および/または
(ii)脂肪アミン類、脂肪アルコール類、脂肪酸類および脂肪酸エステル類から選択される少なくとも一種であり;
好ましくはグリセロールエステル類(例えばグリセロールモノ、ジ、トリヘプタノエート;グリセロールモノ、ジ、トリオレエート;グリセロールモノ、ジ、トリステアレート;グリセロールモノ、ジ、トリイソステアレート;グリセロールモノ、ジ、トリリノレート;グリセロールモノ、ジ、トリカプリレートなど)、シトレート、タルトレート、マレート、ラクテート、マンデレート、グリコレート、ヒドロキシプロピオネート、ヒドロキシグルタレート、およびこれらの誘導体から選択される、少なくとも1種の有機系摩擦調整剤であってもよい。
本発明にかかる添加剤組成物は、式:X−N=C=N−Yで表される少なくとも1種のカルボジイミド系化合物であって、
XおよびYは、互いに独立して、炭素数8〜60の炭化水素基であり、下記の構造式(I):
式:X−(−N=C=N−Y)p−N=C=N−Y
(式中、XおよびYは、置換基も含めて前述と同様であり、pは0〜100、好ましくは0〜50、より好ましくは0〜40の整数である)
で表される、カルボジイミドダイマー(カルボジイミド二量体)、カルボジイミドオリゴマー、またはカルボジイミドポリマーが挙げられる。
本発明にかかる添加剤組成物は、任意で硫黄原子を有するアゾール複素環で構成された少なくとも1種の化合物(硫黄原子を有する場合にはチアゾール系化合物)(a)を含む。
R4およびR5は、互いに独立して、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のアルケニル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数7〜13のアラルキル基、または炭素数6〜10のアリール基であるか;
R4およびR5は、当該R4およびR5が結合している窒素原子と共同で、炭素数5、6または7の複素環を構成しているか;
R4およびR5は、次の式:
R3−X[アルキレン]O)n(アルキレン)−
(式中、X=O、SまたはNであり、アルキレンは炭素数1〜12のアルキレン基であり、nは0または1〜6の整数である)で表される化学基であるか;
R4は前述と同様であり、R5は下記の構造式(III):
R5は上記構造式(III)で表される置換基であり、R4は次の式(IV):
[アルキレン]n−N(R4)−A−[N(R4)2]m (IV)
(式中、m=0または1であり、m=0の場合、Aは上記構造式(III)で表される置換基であり、m=1の場合、Aはアルキレン基または炭素数6〜10のアリーレン基である)の1,2,4−トリアゾール系化合物であってもよい。
本発明にかかる酸化防止剤(d)は、潤滑剤中での酸化防止効果が当該技術分野において周知である、立体障害(ヒンダード)されたフェノール基を有するフェノール系化合物、または立体障害(ヒンダード)されたアミン基を有する第二級アミン系化合物である。
式:R8−NH−R9で表される第二級アミン系化合物
(式中、R8およびR9は、互いに独立して、
・ 炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換され、より好ましくはアミン基を基準としたパラ位が置換された、フェニル基;または
・ 炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換された、ナフチル基;あるいは、
R8がフェニル基であり、かつ、R9がアミン基の窒素原子およびR8の環と共同で炭素数6の複素環を構成しており、前記複素環は任意でアルキル基によって置換されている)から選択される。
本発明にかかる添加剤組成物に含まれる、金属のスルホネート系化合物(スルホン酸の金属塩)は、潤滑剤中での鉄金属の腐食抑制作用が当該技術分野において周知である化合物とする。
● [c]:[a]が10〜100、より好ましくは20〜50、
● [c]:[b]が1〜10、より好ましくは2〜5、および
● [c]:[d]が1〜10、より好ましくは2〜5
である。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、エンジンオイル、好ましくはディーゼルエンジン用のエンジンオイルである。好ましくは、この潤滑剤組成物は、前述した化合物(a)、(b)、(c)および(d)を含む添加剤組成物と、有機系摩擦調整剤および/または有機金属系摩擦調整剤と、任意の種類の潤滑剤基油と、粘度指数向上ポリマーと、その時々の用途に適した他の添加剤類とを含む。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、エンジンオイルに一般的に処方される、当該技術分野において周知の有機金属系摩擦調整剤または有機系摩擦調整剤を含む。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1種の基油を含む。この基油は、前記潤滑剤組成物中に、一般的に少なくとも50重量%、より一般的には70%超、場合によっては最大85%、あるいはそれ以上含まれる。
粘度指数向上ポリマーにより、耐低温性を確保すると同時に高温時の粘度を抑えることができるので、特に、マルチグレードのオイルを処方することが可能となる。このような化合物を潤滑剤組成物に添加することにより、潤滑剤組成物の粘度指数(VI)が、当該潤滑剤組成物に燃料エコ特性、すなわち燃料効率的な特性をもたらす数値に達する。このような化合物として、例えば、高分子エステル;オレフィンコポリマー(OCP);スチレン、ブタジエンまたはイソプレンの単独重合体または共重合体;ポリメタクリレート(PMA);などが挙げられる。4ストロークエンジン用の潤滑剤組成物中の粘度指数向上ポリマーの含有レベルは、一般的には約0〜約40重量%、好ましくは5〜15重量%である。
添加剤は、単独で又はパッケージ添加剤として添加されてもよく、例えば、潤滑剤組成物に添加されることにより、ACEA(欧州自動車工業会)またはJASO(日本自動車技術会規格)のディーゼルエンジン用潤滑剤として必要な一定の性能レベルを確保するものである。なお、下記の添加剤は幾つかの例に過ぎず、全種類の添加剤を網羅したものではない:
分散剤は、潤滑剤組成物中に、一般的に5〜8重量%含まれ得る。分散剤として、例えば、スクシンイミド系化合物、PIB(ポリイソブテン)スクシンイミド、マンニッヒ塩基などが挙げられる。分散剤は、エンジンオイル使用中に生じる酸化副生成物で構成される不溶性の固形不純物を懸濁状態に維持し、これを確実に取り除く。
酸化防止剤は、潤滑剤組成物中に、一般的に0.5〜2重量%含まれ得る。酸化防止剤は、使用中のオイルの劣化速度を減少させ、オイルの劣化に起因するデポジット(堆積物)やスラッジの形成、またはオイルの粘度上昇を抑制する。酸化防止剤は、ラジカル抑制剤またはヒドロペルオキシド分解剤として作用する。一般的に使用される酸化防止剤として、ヒンダードアミノ系およびヒンダードフェノール系の酸化防止剤が挙げられる。
耐摩耗剤は、潤滑剤組成物中に、一般的に1〜2重量%含まれ得る。耐摩耗剤は、摩擦表面に吸着する保護膜を形成することにより、当該摩擦表面を保護する。最もよく使用される耐摩耗剤として、亜鉛ジチオホスフェート(DTPZn)系化合物が挙げられる。耐摩耗剤として、他にも、様々なリン含有化合物、硫黄含有化合物、窒素含有化合物、塩素含有化合物、およびホウ素含有化合物が挙げられる。
清浄剤は、潤滑剤組成物中に、一般的に2〜4重量%含まれ得る。典型的な清浄剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の、カルボン酸塩、スルホネート系化合物、サリチレート系化合物、ナフテネート系化合物、およびフェネート塩である。
SAE J300(自動車技術者協会)分類に基づき、0W30グレードの参照エンジンオイル(参照オイル)を調製した。この参照オイルは、API(米国石油協会規格)およびATIEL(欧州潤滑油協会)の分類に基づくグループIIIの鉱物性基油と;ACEA((欧州自動車工業会)またはJASO(日本自動車技術会規格)によって要求される性能レベルをもたらす、ディーゼルエンジン用エンジンオイルのパッケージ添加剤と;粘度指数(VI)向上ポリマーとしてのアルキルメタクリレートコポリマーと;の混合物を含む。なお、前記パッケージ添加剤には、分散剤、耐摩耗剤、清浄剤、酸化防止剤、および消泡剤が含まれる。
SAE J300(自動車技術者協会)分類に基づき、0W30グレードの、別のエンジンオイルを調製した。このエンジンオイルは、API(米国石油協会規格)およびATIEL(欧州潤滑油協会)の分類に基づくグループIIIの鉱物性基油とグループIVの鉱物性基油との組合せと;ACEA((欧州自動車工業会)またはJASO(日本自動車技術会規格)によって要求される性能レベルをもたらす、ディーゼルエンジン用エンジンオイルのパッケージ添加剤と;粘度指数(VI)向上ポリマーとしてのアルキルメタクリレートコポリマー(商品名:LZ7418A)と;の混合物を含む。なお、前記パッケージ添加剤には、分散剤、耐摩耗剤、清浄剤、酸化防止剤、および消泡剤が含まれる。
Claims (17)
- (a)アゾール複素環で構成された少なくとも1種の化合物であって、前記アゾール複素環は、任意で硫黄原子を有しており、前記化合物は、ジアゾール系化合物またはトリアゾール系化合物から選択されるアゾール系化合物と、
(b)アルカリ金属またはアルカリ土類金属の非過塩基性アルキルベンゼンスルホネート系化合物または非過塩基性アルキルナフタレンスルホネート系化合物であって、前記スルホネート系化合物は、炭素数が7〜12であるアルキル置換基を少なくとも1つ有する、少なくとも1種のスルホネート系化合物と、
(c)式:X−N=C=N−Yで表される少なくとも1種のカルボジイミド系化合物であって、XおよびYは、互いに独立して、炭素数8〜60の炭化水素基であり、下記の構造式(I):
(d)窒素原子が少なくとも1つのアリール基に結合した第二級アミン系化合物、少なくとも1つのオルト位または両方のオルト位が、炭素数1〜10のアルキル基によって置換されたフェノール系化合物、またはこのようなフェノール系化合物の二量体から選択される少なくとも1種の酸化防止剤と、
を含む、少なくとも1種の有機金属系摩擦調整剤および/または少なくとも1種の有機系摩擦調整剤を含むエンジン用の潤滑剤組成物に用いられる添加剤組成物。 - 請求項1の添加剤組成物において、カルボジイミド系化合物(c)として、XおよびYのそれぞれが、カルボジイミド基を基準としたオルト位、あるいは、オルト位とパラ位に、2つまたは3つの置換基を有しており、かつ、これらの置換基の少なくとも1つが、炭素数が少なくとも3の分岐脂肪族鎖であるか、または炭素数5もしくは6の脂環式置換基である少なくとも1種のカルボジイミド系化合物を含む、添加剤組成物。
- 請求項1から3のいずれか一項の添加剤組成物において、化合物(b)として、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩であり、炭素数が7〜12であるアルキル置換基を有する、少なくとも1種の中性ジアルキルベンゼンスルホネート系化合物または中性ジアルキルナフタレンスルホネート系化合物を含む、添加剤組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項の添加剤組成物において、ASTM D2896規格に準拠して測定される化合物(b)のBNが、20mg(KOH/g)未満である、添加剤組成物。
- 請求項1から5のいずれか一項において、酸化防止剤(d)として任意で含まれる第二級アミン系化合物が、
式:R8−NH−R9で表される第二級アミン系化合物
(式中、
R8およびR9は、互いに独立して、
・炭素数1〜10のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換された、フェニル基;または
・炭素数1〜10のアルキル基またはアルケニル基によって任意で置換された、ナフチル基;あるいは、
R8がフェニル基であり、かつ、R9がアミン基の窒素原子およびR8の環と共同で炭素数6の複素環を構成しており、前記複素環は任意でアルキル基によって置換されている)から選択される、添加剤組成物。 - 請求項6の添加剤組成物において、酸化防止剤(d)として任意で含まれる第二級アミン系化合物が、フェニル基のオルト位が炭素数1〜10のアルキル基またはアルケニル基によって置換されたジフェニルアミン系化合物、置換されていないフェニルナフチルアミン、および炭素数1〜10の、最多でも2つのアルキル基またはアルケニル基によって置換されたフェニルナフチルアミン系化合物から選択される、添加剤組成物。
- 請求項1から7のいずれか一項の添加剤組成物において、酸化防止剤(d)として、少なくとも1種の第二級アミン系化合物を含む、添加剤組成物。
- 請求項1から8のいずれか一項の添加剤組成物において、化合物(a)の質量%の数値[a]、化合物(b)の質量%の数値[b]、カルボジイミド系化合物(c)の質量%の数値[c]、および酸化防止剤(d)の質量%の数値[d]が、
● [c]:[a]が10〜100、
● [c]:[b]が1〜10、および
● [c]:[d]が1〜10
である、添加剤組成物。 - エンジン用の潤滑剤組成物であって、
請求項1から9のいずれか一項に記載の添加剤組成物と、少なくとも1種の基油と、少なくとも1種の摩擦調整剤とを含み、前記摩擦調整剤が:
(i)少なくとも1種の有機金属系摩擦調整剤;および/または
(ii)脂肪アミン類、脂肪アルコール類、脂肪酸類および脂肪酸エステル類から選択される少なくとも1種の有機系摩擦調整剤である、潤滑剤組成物。 - 請求項10の潤滑剤組成物において、有機金属系摩擦調整剤が、有機モリブデン系化合物または有機タングステン系化合物から選択される、潤滑剤組成物。
- 請求項10または11の潤滑剤組成物において、摩擦調整剤を0.8〜5質量%含む、潤滑剤組成物。
- 請求項10または12の潤滑剤組成物において、有機系摩擦調整剤を少なくとも0.8〜5質量%含む、潤滑剤組成物。
- 請求項10から13のいずれか一項の潤滑剤組成物において、有機金属系摩擦調整剤を0〜0.5質量%含む、潤滑剤組成物。
- 請求項10から14のいずれか一項の潤滑剤組成物において、当該潤滑剤組成物中にカルボジイミド系化合物(c)が0.5〜4質量%含まれるように添加剤組成物が配合された、潤滑剤組成物。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の添加剤組成物の、少なくとも1種の摩擦調整剤を含むエンジンオイルにおける、ASTM D6594に準拠して測定される、銅、鉛および錫に対する腐食度を低下させるための使用であって、前記摩擦調整剤が:
(i)少なくとも1種の有機金属系摩擦調整剤;および/または
(ii)脂肪アミン類、脂肪アルコール類、脂肪酸類および脂肪酸エステル類から選択される、少なくとも1種の有機系摩擦調整剤であってもよい、使用。 - 請求項16において、エンジンオイルがディーゼルエンジンに用いられる、使用。
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