JP5710501B2 - 無灰系潤滑油組成物 - Google Patents
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約0.001から10%の間、好ましくは約0.1から1.0%の間、最も好ましくは約0.25から0.5%の間の少なくとも1種の金属不含硫黄含有化合物、
0.001から10%の間、好ましくは約0.05から1.0%の間、最も好ましくは約0.1から0.5%の間の少なくとも1種のヒンダードアミン、および
0.001から10%の間、好ましくは約0.1から1.0%の間、最も好ましくは0.25から0.5%の間の少なくとも1種の芳香族アミン
を含む酸化防止添加剤組成物;を含む潤滑油組成物を提供する。
本発明中で使用できる典型的な潤滑油ベースストックとしては、鉱物油および合成油の双方が挙げられ得る。ポリαオレフィン(PAOSとしても知られる)、エステル、ジエステル、およびポリオールエステル、またはこれらの混合物が包含される。ベースストックは、潤滑油組成物全体の少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%を構成する。
ベースグリース組成物は、潤滑油および増稠剤系からなる。一般に、基油および増稠剤系は、最終グリースのそれぞれ65〜95、および3〜10質量パーセントを構成する。最も一般的に使用される基油は、石油、バイオベース油、または合成基油である。当技術分野で知られている最も一般的な増稠剤系は、水酸化リチウムを用いてベース流体中で典型的には直接的に、脂肪系カルボン酸を中和すること、または脂肪系カルボン酸エステルを鹸化することによって製造されるリチウム石鹸およびリチウム錯体石鹸である。リチウム錯体グリースは、通常的にはジカルボン酸からなる錯化剤の組込みによって、単純なリチウム石鹸と異なる。
本発明中で使用される硫黄含有化合物には多くの種類がある。典型的には、硫黄含有化合物は、油溶性であり、容易に酸化できる硫黄原子または原子群を含む。このような化合物の例が、硫化オレフィン、アルキルスルフィドおよびジスルフィド、ジアルキルジチオカルバメート、ジチオカルバメートエステル、無灰系ジチオカルバメート、チウラムジスルフィド、硫化脂肪酸、硫化脂肪酸誘導体、およびチアジアゾール化合物である。
硫化脂肪酸は、不飽和脂肪酸を前述の硫黄供給源と反応させることによって調製することができる。不飽和脂肪酸の例としては、限定はされないが、リノール酸、オレイン酸、アラキドン酸、リノレン酸、およびミリストレイン酸が挙げられる。
本発明中で使用するのに適している無灰系ジチオカルバメート、テトラアルキルチウラムジスルフィド、およびチアジアゾール化合物としては、限定はされないが、メチレンビス(ジアルキルジチオカルバメート)、エチレンビス(ジアルキルジチオカルバメート)、およびテトラアルキルチウラムジスルフィドが挙げられ、ここで、アルキル基は、優先的には1から20個の間の炭素原子を有する。好ましい無灰系ジチオカルバメートの例が、メチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)およびエチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)である。好ましいチウラムジスルフィドの例としては、テトラブチルチウラムジスルフィドおよびテトラオクチルチウラムジスルフィドが挙げられる。チアジアゾール化合物の例としては、ジアルキルチアジアゾールが挙げられる。
本発明で使用されるヒンダードアミンは多くの種類からなり、3種、すなわち、ピリミジン、ピペリジン、および安定なニトロキシド化合物が優勢である。さらに多くのものが、書籍「Nitrones,Nitronates and Nitroxides」E.Breuerら、1989年、John Wiley& Sons中に記載されている。ヒンダードアミンは、HALS(ヒンダードアミン系光安定剤)としても知られ、酸化防止作用の能力がある特殊な種類のアミンである。それらは、光化学分解を遅延させるためにプラスチック工業で広範に使用される。
ピリミジン化合物は、置換されたテトラヒドロ型からなり、下記(I)で示され、Volodarskyらが米国特許第5847035号中に、およびAlinkが米国特許第4085104号中に記載のような2,3,4,5テトラヒドロピリミジンの一般構造
本発明中で使用されるピペリジン化合物は、Schumacherらによって米国特許第5073278号中に、およびEvansによって米国特許第5268113号中に記載されている。これらの化合物は、一般式(III)
ポリマー性の2,2,6,6−テトラアルキルピペリジンおよび1,2,2,6,6−ペンタアルキルピペリジンも優勢であり、本処方物中で使用できる。本発明で使用されるポリマー性化合物は、Schumacherらによって米国特許第5073278号中に、Evansによって米国特許第5268113号中に、Kazmierzakらによって米国特許第4857595号中に記載されている。利用できるいくつかの種類のポリマー性ピペリジン化合物が存在する。市販の例としては、Ciba社からのTinuvin(登録商標)622、およびSongwon社からのSonglight(登録商標)9440が挙げられる。
ここで、R24は、C1〜C24アルキル、C5〜C20シクロアルキル、C7〜C20アラルキルまたはアルカリル、C1〜C24アミノアルキル、またはC6〜C20アミノシクロアルキルを表し;R25、R26、R27およびR28は、独立に、C1〜C24アルキルを表し;R25とR26、またはR27とR28は、環化して、ピペラジン−2−オン環のそれぞれC3およびC5原子を含むC5〜C12シクロアルキルとなっていてもよく;R29およびR30は、独立に、C1〜C24アルキル、および環化できる4〜7個の炭素原子を有するポリメチレンを表し;R31は、H、C1〜C6アルキル、およびフェニルを表し;R32は、C1〜C25アルキル、H、またはO、または1から25個の間の炭素原子を有する炭化水素鎖を有するアルコキシを表し;pは2〜約10の範囲の整数を表す。
本発明中で使用されるジアリールアミンは、種類Ar2NRからなる。これらは、当技術分野で周知の酸化防止剤であり、潤滑組成物への溶解度に関する必要条件は存在するが、本発明中で使用されるジアリールアミンの種類に関する限定は存在しない。
本発明の潤滑油組成物は、ベースストックに、硫黄含有化合物、ヒンダードアミン、および芳香族アミンを添加することによって調製することができる。組合せは、潤滑油中にそれぞれ0.001〜10重量パーセントの3種の添加剤を含むことができる。
別の実施形態において、本発明のグリース組成物は、ベースグリースに、硫黄含有化合物、ヒンダードアミン、および芳香族アミンを添加することによって調製することができる。組合せは、潤滑油中にそれぞれ0.001〜10重量パーセントの3種の添加剤を含むことができる。
さらに、その他の添加剤を、上記の潤滑組成物に添加することができる。これらの添加剤としては、次の成分を挙げることができる。
加圧示差走査熱量測定(PDSC)を、ASTM試験法D6186により実施した。これらの試験は、BP社からのポリαオレフィン油、Durasyn(登録商標)166;およびInfineum社からの1.2%Nitrogenを含むクランクケース分散剤、Infineum(登録商標)C9269を含む潤滑油組成物について実施した。また、潤滑油組成物中に提供したのは、Cytec社からの4−ピペリドール−2,2,6,6−テトラメチル−RPWステアリン(脂肪酸混合物)の名称を有するヒンダードアミン、Cyasorb(登録商標)UV−3853であった。金属不含硫黄含有化合物は、R.T.Vanderbilt Company, Inc.からのメチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)、VANLUBE(登録商標)7723添加剤である。使用されたジアリールアミンは、R.T.Vnaderbilt Company, Inc.からのオクチル化およびブチル化ジフェニルアミンの混合物、Vanlube(登録商標)961添加剤であった。試験は、成分をブレンドし、DSCセルに入れること、セルを180℃まで加熱すること、次いで500psiの酸素で加圧することによって実施される。測定されるものは、発熱を観察するまでに要する時間である酸化誘導時間(OIT)である。OITが長ければ長いほど、オイルブレンド物の酸化安定性がより大きい。結果を、「誘導時間(分)」と標記して表Iに示す。
潤滑油組成物を、Cyasorb(登録商標)UV−3853およびVanlube(登録商標)961、および硫黄含有化合物として、Arkema社からのほぼ15%(w/w)の硫黄を含む硫化脂肪酸混合物、Arkema(登録商標)VPS 15からなる組合せを含めて、上記実施例1のように調製した。PDSC(ASTM D1686)を実施例1のように実施した。データを表IIで報告する。
ヒンダードアミン、ジアリールアミン、および硫化オレフィンを含む潤滑油組成物
潤滑油組成物を、Cyasorb UV3853およびVanlube(登録商標)961と、R.T.Vanderbilt Company, Inc.からのほぼ45%の硫黄を含む硫化オレフィン、硫黄含有化合物VANLUBE(登録商標)SBとの組合せを含めて、上記実施例1により調製した。PDSC(ASTM D1686)を、実施例1のように実施した。データを表IIIに報告する。
Claims (7)
- 少なくとも90重量%の潤滑油ベースストック、および酸化防止添加剤組成物を含む潤滑組成物であって、
前記酸化防止添加剤組成物が、
(a)硫化脂肪酸または無灰系ジチオカルバメートからなる0.50重量%の金属不含硫黄含有化合物、
(b)0.10重量%の次式のヒンダードアミン、
(ここで、R16は、H、O、または1〜25個の炭素原子を有する炭化水素、あるいは窒素に結合された酸素を有し、1〜25個の炭素原子を含むアルキル部分を有するアルコキシ基である。R17、R18、R22およびR23は、優先的にはメチル基である。R20は、OH、H、O、NH2、エステル基O2CR(ここで、Rは、1〜25個の炭素原子を有する炭化水素)、またはスクシンイミド基のいずれかである。)
(c)0.40重量%のジアリールアミン、
を含む潤滑組成物。 - 前記ヒンダードアミンが、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−アリル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ベンジル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(4−tert−ブチルブタ−2−エニル)−4ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−エチル−4−サリチロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メタクリイオイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジ(1−ベンジル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)マレエート、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)スクシネート、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)グルタレート、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アジペート、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート、ジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)セバケート、ジ(1,2,3,6−テトラメチル−2,6−ジエチルピペリジン−4−イル)セバケート、ジ(1−アリル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)フタレート、1−ヒドロキシ−4−β−シアノエトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−アセチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イルアセテート、トリ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)トリメリテート、1−アクリロイル−4−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラインエチルピペリジン、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)ジエチルマロネート、ジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)ジブチルマロネート、ジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)ブチル(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、ジ(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート、ジ(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート、ヘキサン−1’,6’−ビス(4−カルバモイルオキシ−1−n−ブチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン)、トルエン−2’,4’−ビス(4−カルバモイルオキシ−1−n−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン)、ジメチル−ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オキシ)シラン、フェニル−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オキシ)シラン、トリス(1−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)ホスフェート、トリス(1−プロピル−2,2,6,6−テトラルネチルピペリジン−4イル)ホスフェート、フェニル[ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)]ホスホネート、4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−N−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−N−(2−ヒドロキシプロピル)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−グリシジル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ドデシル−N−(2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジニル)スクシネートの群から選択される、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記ヒンダードアミンが、
(a)4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
(b)ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート
(c)ジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)セバケート
(d)ジ(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート
の群から選択される、請求項1に記載の潤滑組成物。 - 前記ヒンダードアミンが、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンである、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記ヒンダードアミンが、ジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)セバケートである、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記金属不含硫黄含有化合物が、メチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記金属不含硫黄含有化合物が、硫化脂肪酸である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
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