JP5739581B2 - エンジンのシール適合性を得る方法およびガソリンまたはディーゼルエンジン - Google Patents

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Description

ジチオカルバミン酸亜鉛を含有する潤滑剤油組成物は一般に、良好な抗酸化、スラッジ予防、耐摩耗および極圧特性にも関わらず、全体的に乏しいシール適合性によって、フルオロエラストマーシールを含有する現在のガソリンおよびディーゼルエンジン中では使用されていない。シール適合性は、潤滑剤産業において非常に重要であり、2010年10月にInternational Lubricants Standardization and Approval Committee(ILSAC)によって確立された潤滑油についての新たなGF−5標準は、ASTM D7216試験を利用したシール適合性標準を含む。この試験は、潤滑油中にフルオロエラストマーの試料を浸漬すること、および150℃で336時間加熱することを伴う。次いで、古いフルオロエラストマー試料を、破断伸び、硬度、および引張強度の保持について試験し、新鮮なフルオロエラストマー試料の特性と比較する。
ジチオカルバミン酸亜鉛は、第一級および/または第二級アミンと、二硫化炭素および亜鉛源である亜鉛塩との反応生成物であり、下記の構造(I)の化合物が得られ、
Figure 0005739581
式中、R、R およびRは、独立に、水素、アルキルまたはアリールアルキル基である。典型的には、ジチオカルバミン酸亜鉛は、モノマーまたはダイマーとして存在する(すなわち、nは、1または2である)。典型的には、潤滑組成物中で油溶性を与えるのに、より小さなアルキル基(R、R、RおよびRは、それぞれ炭素原子を3〜8個有する)で十分である。
フルオロエラストマー(また、Viton(登録商標)(Dupontの登録商標)として公知である)は、フッ素を含有するエラストマーである。これらは、高性能のシールエラストマーのために1957年に航空宇宙産業の必要性を満たすために導入された。それ以来、Vitonの使用は、多くの他の産業、特に、自動車、流体動力、電化製品、および化学分野に拡大されてきた。
Viton製品の標準的タイプは、流体および化学物質による攻撃に対するそれらの相対的耐性によって、A、B、またはFとして命名されている。耐化学性の差異は、エラストマーを構成する共重合されたモノマーのタイプおよび相対量によって決定される、エラストマー中の異なるレベルのフッ素の結果である。典型的には、Viton Aは、66%のフッ素を含有し、Viton Bは、68%のフッ素を含有し、Viton Fは、70%のフッ素を含有する。
米国特許第6,723,685号は、窒素含有潤滑剤添加物が長期に亘るVitonシールの劣化の一因となると疑われていることを教示する。
米国特許第6,121,211号は、スラッジ予防剤としてチオカルバミン酸金属塩、およびVitonシールを保護する量の少なくとも1種のアルデヒドもしくはエポキシド、またはこれらの混合物を含有する潤滑油組成物を教示する。チオカルバミン酸金属塩は、ジチオカルバミン酸亜鉛でよく、好ましくはアルキル鎖長RおよびRは、炭素原子3〜5個の範囲である。しかし、配合物中に、シールを保護する量のアルデヒドおよび/またはエポキシドを有することが必要である。
米国特許第5,364,545号は、有機アミドに加えて、潤滑油ベースストック、オルガノモリブデン化合物、ならびにジチオリン酸亜鉛および/またはジチオカルバミン酸亜鉛からなる有機亜鉛化合物の1つまたは組合せの潤滑油組成物を教示する。しかし、これらの組成物のシール適合性については何も教示されていない。
米国特許第4,479,883号は、グリコールまたはグリセロールとのポリカルボン酸のエステル、および選択したジチオカルバミン酸金属塩を含み、かつ相対的に低レベルのリンを含有する、特に改善された摩擦低減特性を有する潤滑油組成物について教示している。ジチオカルバミン酸金属塩は、ジチオカルバミン酸亜鉛でよい。シール適合性については何も教示されていない。
米国特許第4,612,129号は、潤滑油添加物として、特に、リンを殆ど含有しない、または含有しない潤滑剤において有用である、硫黄含有油溶性組成物について教示している。本発明の組成物のいくつかは、少なくとも1種のジチオカルバミン酸亜鉛を含み、アルキル基は、炭素原子2〜8個の範囲である。これらの潤滑組成物は、良好なニトリルシール適合性を示すが、フルオロエラストマーシール適合性については何も教示されていない。
米国特許第2,265,851号は、潤滑油組成物中のジチオカルバミン酸金属塩について教示しており、アルキル基RおよびRは共に、炭素原子を8個以下含有し、金属は亜鉛であってよい。
米国特許第6,723,685号 米国特許第6,121,211号 米国特許第5,364,545号 米国特許第4,479,883号 米国特許第4,612,129号 米国特許第2,265,851号 米国特許第2,444,328号 米国特許第3,219,666号 米国特許第4,234,435号 米国特許第5,230,714号 英国特許第1,306,529号 米国特許第3,316,177号 米国特許第3,340,281号 米国特許第3,351,552号 米国特許第3,381,022号 米国特許第3,433,744号 米国特許第3,444,170号 米国特許第3,467,668号 米国特許第3,501,405号 米国特許第3,542,680号 米国特許第3,576,743号 米国特許第3,632,511号 米国再発行第26,433号 米国特許第3,275,554号 米国特許第3,438,757号 米国特許第3,454,555号 米国特許第3,565,804号 米国特許第3,036,003号 米国特許第3,236,770号 米国特許第3,414,347号 米国特許第3,448,047号 米国特許第346,172号 米国特許第3,539,633号 米国特許第3,586,629号 米国特許第3,591,598号 米国特許第3,634,515号 米国特許第3,725,480号 米国特許第3,726,882号 米国特許第3,200,107号 米国特許第3,282,955号 米国特許第3,367,943号 米国特許第3,513,093号 米国特許第3,639,242号 米国特許第3,649,659号 米国特許第3,442,808号 米国特許第3,455,832号 米国特許第3,579,450号 米国特許第3,600,372号 米国特許第3,702,757号 米国特許第3,708,422号 米国特許第4,259,194号 米国特許第4,259,195号 米国特許第4,263,152号 米国特許第4,265,773号 米国特許第7,858,565号 米国特許第7,879,777号 米国特許第3,329,658号 米国特許第3,449,250号 米国特許第3,519,656号 米国特許第3,666,730号 米国特許第3,687,849号 米国特許第3,702,300号 米国特許第3,087,936号 米国特許第3,254,025号 米国特許第5,198,133号 米国特許第4,857,214号 米国特許第3,211,652号 米国特許第5,073,278号 米国特許第5,273,669号 米国特許第5,268,113号 米国特許第6,235,686号 米国特許第5,328,619号 米国特許第4,031,023号 米国特許第4,029,587号 米国特許第4,792,410号 米国特許第5,110,488号 米国特許第4,259,254号 米国特許第5,137,647号 米国特許第4,889,647号 米国特許第4,164,473号 米国特許第4,758,362号 米国特許第4,466,894号 米国特許第5,157,088号 米国特許第5,256,752号 米国特許第5,395,539号 米国特許第4,880,553号 米国特許第4,753,745号 米国特許第5,403,501号 米国特許第3,359,203号 米国特許第5,354,484号 米国特許第4,130,494号
ジチオカルバミン酸亜鉛は、潤滑油組成物中で良好な抗酸化剤、スラッジ予防物質、抗摩擦添加物、および極圧添加物として機能するできるため、これらのフルオロエラストマーシール性能を改善することが非常に望ましい。
本発明者らは驚いたことに、得られたZnDTC中で、各アルキル基R、R、RおよびRが、炭素原子を平均して9個以上、好ましくは12個以上含有するように、1種または複数のジアルキルアミンから調製したジチオカルバミン酸亜鉛は、高濃度においてでさえ、各アルキル基中に炭素原子を平均して9個未満含有するジチオカルバミン酸亜鉛またはジチオカルバミン酸亜鉛ブレンドより、十分に配合されたモーター油組成物において非常に改善されたフルオロエラストマーシール適合性を有することを見出した。代わりに、本発明のジチオカルバミン酸亜鉛は、R〜Rの中で、炭素原子を平均して9個以上、好ましくは12個以上有し得る。またさらに、本発明のジチオカルバミン酸亜鉛は、ジチオカルバミン酸亜鉛分子のブレンドから本質的になってもよく、各分子は、全てのジチオカルバミン酸亜鉛分子についての総加重平均が、R基毎に炭素原子が9個以上である限り、任意の数の平均炭素鎖長を有し得る。これらの配合物は、フルオロエラストマーについてのGF−5シール適合性標準を合格することができた。シール安定化化学物質、例えば、アルデヒドおよび/またはエポキシドを十分に配合されたモーター油に加えることなく、本発明者らはこれを見出した。したがって、本発明の一実施形態は、アルデヒドおよび/もしくはエポキシドを含有しない、または実質的に含有しない(すなわち、0.01重量%未満)潤滑組成物である。本発明はまた、その中で潤滑組成物をフルオロエラストマーシールと接触させる内燃エンジンと組み合わせた、本発明による潤滑組成物の組合せ;ならびにその中で潤滑組成物をフルオロエラストマーシールと接触させるエンジン中で、本発明による潤滑組成物を使用することを含む、内燃エンジンを潤滑させる方法に存在する。
本発明者らは、発明の目的、すなわち、フルオロエラストマーシールを含有するガソリンまたはディーゼルエンジン用の潤滑組成物における式Iによるジチオカルバミン酸亜鉛の使用を達成できることを見出したが、ジチオカルバミン酸亜鉛画分は、アルキル基R、R、R、およびRを含有するジチオカルバミン酸亜鉛分子からなり、またはこれらから本質的になり、全ての分子についての炭素鎖長の総加重平均は、炭素原子9個以上、好ましくは12個以上である。好ましい実施形態において、ジチオカルバミン酸亜鉛分子内の各アルキル基は、炭素原子を平均して9個以上、好ましくは12個以上含有する。さらなる実施形態において、各ジチオカルバミン酸亜鉛分子は、炭素原子を平均して9個以上、好ましくは12個以上を含有する。
Figure 0005739581
式中、R、R、R、およびRは、独立に、水素、アルキルまたはアリールアルキル基であり、n=1または2である。
ジチオカルバミン酸亜鉛
ジチオカルバミン酸亜鉛は通常、第一級または第二級アミンと二硫化炭素とを反応させ、次いで亜鉛塩の添加を添加してジチオカルバメートを得ることによって作製される。アミンのアルキル基に応じて、調製されるジチオカルバミン酸亜鉛は、モノマーであり、すなわち、1分子当たり1個の亜鉛原子、および2個のジチオカルバメートリガンドを含有することができ、またはダイマーであり、1分子当たり2個の亜鉛原子および4個のジチオカルバメートリガンドを含有することができる。
Figure 0005739581
本発明において有用な典型的なアルキル基R、R、R、およびRは、平均して9個以上の炭素原子を含有するものであり、アルキル、飽和および/または不飽和の分岐状および/または直鎖状のアリールアルキルを含む。アルキル基R、R、R、およびRは、同じまたは異なってもよく、それぞれが異なる数(1〜60個)の炭素原子を含有する。アルキル基はまた、エーテル結合を含有することができる。
一般式(I)においてR、R、R、およびRについての好ましい基の1つは、炭素原子を12〜60個、より好ましくは炭素原子を12〜18個有するアルキル基、例えば、ラウリル、ステアリル、トリデシル、イソトリデシルおよび他の基である。アルキル基の異性体の性質には制限はない。例えば、イソトリデシルは、種々の構造異性体(分岐状および直鎖状の両方)を表すことができる。
一般式(I)においてR、R、R、およびRについての好ましい基の別のものは、脂環式アルキル基である。R、R、R、およびRについてのまた別の好ましい基は、鎖中に1個または複数の酸素を有するアルコキシである。
アルキル基R、R、R、およびRは、天然脂肪油、例えば、ヤシ油、ナタネ油、アマニ油、ヒマワリ油、獣脂、およびラードに由来することができる。天然脂肪油に由来するアルキル基は通常、混合鎖長を有する。例えば、ヤシ油に由来するアルキル基は、炭素原子を平均して12個(ラウリル)有するが、またミリスチル(C14)、パルミチル(C16)、カプリリル(C)、カプリル(C10)、ステアリル(C18)、オレイル(C18)、リノリル(C18)(飽和および不飽和の両方)を含有する。
アルキル基はまた、工業的プロセスに由来することができる。より長い分岐状のアルキル基の混合物を形成するブチレンおよびプロピレンのオリゴマー化を、供給原料として使用して、アルキル基を生成することができる。
ジチオカルバミン酸亜鉛はまた、アルキル鎖長の総加重平均が炭素原子9個以上である限りは、2種以上の異なるジチオカルバミン酸亜鉛のブレンドでよい。ジアミルとジトリデシルの比(または加重平均)が9以上の平均アルキル鎖長を与えるものである限り、例えば、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛およびジトリデシルジチオカルバミン酸亜鉛のブレンドを提供し得る。
ジチオカルバミン酸亜鉛はまた、鎖長の総加重平均が炭素原子9個以上である限り、第二級アミンの混合物、例えば、ジトリデシルアミンおよびジアミルアミンから調製することができる。
この点において、低炭素数(すなわち、8個以下)のジチオカルバミン酸亜鉛は不利な影響を与えるため、本発明の潤滑組成物は、共に、9以上の加重平均炭素鎖長を有するジチオカルバミン酸亜鉛からなる、またはこれらから本質的になるジチオカルバミン酸亜鉛画分を有するべきである。ジチオカルバミン酸亜鉛画分は、全てのジチオカルバミン酸亜鉛分子についての炭素鎖長の総加重平均が9以上である限り、各基R〜Rが炭素原子を9個以上有する分子;および/または各分子中のR〜Rについての炭素原子の平均数が炭素原子9個以上である分子;および/またはR〜Rについて任意の数の炭素原子を有する分子のみからなってもよい。
潤滑油配合物中の本発明において有用なジチオカルバミン酸亜鉛の量は、ジチオカルバミン酸亜鉛から潤滑油に与えられる1,000ppmのZnから、ジチオカルバミン酸亜鉛から潤滑油に与えられる20ppmのZnまでの範囲でよい。
基油
潤滑剤ビヒクルとして用いられる基油は、自動車および工業的応用において使用される典型的な油、例えば、数ある中でも、タービン油、作動油、歯車油、クランクケース油およびディーゼル油である。天然基油には、鉱油、石油、パラフィン系油および植物性油が含まれる。基油はまた、石油炭化水素および合成源に由来する油から選択し得る。炭化水素基油は、ナフテン系、芳香族、およびパラフィン系鉱油から選択し得る。合成油は、数ある中でも、エステルタイプの油(例えば、ケイ酸エステル、ペンタエリスリトールエステルおよびカルボン酸エステル)、水素化鉱油、シリコーン、シラン、ポリシロキサン、アルキレンポリマー、およびポリグリコールエーテルから選択し得る。
潤滑組成物は、下記を含めて、必要な成分を含有し得る。
1.ボレート化および/または非ボレート化分散剤
2.さらなる抗酸化化合物
3.摩擦調節剤
4.圧力/耐摩耗添加物
5.粘度調節剤
6.流動点降下剤
7.清浄剤
8.消泡剤
1.ボレート化および/または非ボレート化分散剤
非ボレート化無灰分散剤は、油非含有を基準として10重量パーセントまでを構成する量で最終的流体組成物中に組み込み得る。下記に一覧表示する無灰分散剤の多くのタイプは、当技術分野において公知である。ボレート化無灰分散剤をまた含み得る。
(A)「カルボキシル分散剤」は、窒素含有化合物(例えば、アミン)、有機ヒドロキシ化合物(例えば、脂肪族化合物(一価および多価アルコールを含めた)、または芳香族化合物(フェノールおよびナフトールを含めた))、ならびに/または塩基性無機材料と反応する、炭素原子を少なくとも約34個、好ましくは少なくとも約54個含有するカルボキシルアシル化剤(酸、無水物、エステルなど)の反応生成物である。これらの反応生成物には、カルボキシルアシル化剤のイミド、アミドおよびエステル反応生成物を含まれる。これらの材料の例には、スクシンイミド分散剤およびカルボキシルエステル分散剤が含まれる。カルボキシルアシル化剤には、そのアルキル基がポリブチル部分であるアルキルコハク酸および無水物、脂肪酸、イソ脂肪族酸(例えば、8−メチルオクタデカン酸)、ダイマー酸、付加ジカルボン酸、不飽和脂肪酸と不飽和カルボキシル試薬との付加(4+2および2+2)生成物、トリマー酸、付加トリカルボン酸(例えば、Empol(登録商標)1040、Hystrene(登録商標)5460およびUnidyme(登録商標)60)、ならびにヒドロカルビル置換カルボキシルアシル化剤(オレフィンおよび/またはポリアルケンから)が含まれる。好ましい一実施形態において、カルボキシルアシル化剤は、脂肪酸である。脂肪酸は一般に、炭素原子を約8個から約30まで、または約12個から約24個まで含有する。カルボキシルアシル化剤は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第2,444,328号、同第3,219,666号および同第4,234,435号において教示されている。アミンは、モノまたはポリアミンでよい。モノアミンは一般に、炭素原子1〜約12個を含めて、炭素原子を1〜約24個含有するヒドロカルビル基を少なくとも1個有する。モノアミンの例には、脂肪(C〜C30)アミン、第一級エーテルアミン、第三級脂肪族第一級アミン、ヒドロキシアミン(第一級、第二級または第三級アルカノールアミン)、エーテルN−(ヒドロキシヒドロカルビル)アミン、およびヒドロキシヒドロカルビルアミンが含まれる。ポリアミンには、アルコキシル化ジアミン、脂肪ジアミン、アルキレンポリアミン(エチレンポリアミン)、ヒドロキシ含有ポリアミン、ポリオキシアルキレンポリアミン、縮合ポリアミン(少なくとも1種のヒドロキシ化合物と、第一級または第二級アミノ基を少なくとも1個含有する少なくとも1種のポリアミン反応物との間の縮合反応)、および複素環式ポリアミンが含まれる。有用なアミンは、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,234,435号および米国特許第5,230,714号に開示されているものを含む。これらの「カルボキシル分散剤」の例は、分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている英国特許第1,306,529号、ならびに米国特許第3,219,666号、同第3,316,177号、同第3,340,281号、同第3,351,552号、同第3,381,022号、同第3,433,744号、同第3,444,170号、同第3,467,668号、同第3,501,405号、同第3,542,680号、同第3,576,743号、同第3,632,511号、同第4,234,435号、および米国再発行第26,433号に記載されている。
(B)「アミン分散剤」は、相対的に高分子量の脂肪族または脂環式ハロゲン化物と、アミン、好ましくは、ポリアルキレンポリアミンとの反応生成物である。その例は、例えば、分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第3,275,554号、同第3,438,757号、同第3,454,555号、および同第3,565,804号に記載されている。
(C)「マンニッヒ分散剤」は、アルキル基が炭素原子を少なくとも約30個含有するアルキルフェノールと、アルデヒド(特に、ホルムアルデヒド)およびアミン(特に、ポリアルキレンポリアミン)との反応生成物である。米国特許第3,036,003号、同第3,236,770号、同第3,414,347号、同第3,448,047号、同第346,172号、同第3,539,633号、同第3,586,629号、同第3,591,598号、同第3,634,515号、同第3,725,480号、および同第3,726,882号に記載されている材料は、分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている。
(D)後処理分散剤は、カルボキシル分散剤、アミン分散剤またはマンニッヒ分散剤と、試薬、例えば、尿素、チオ尿素、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換無水コハク酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物、リン化合物、モリブデン化合物、タングステン化合物などとを反応させることによって得られる。米国特許第3,200,107号、同第3,282,955号、同第3,367,943号、同第3,513,093号、同第3,639,242号、同第3,649,659号、同第3,442,808号、同第3,455,832号、同第3,579,450号、同第3,600,372号、同第3,702,757号、同第3,708,422号、同第4,259,194号、同第4,259,195号、同第4,263,152号、同第4,265,773号、同第7,858,565号および同第7,879,777号は、分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている。
(E)ポリマー分散剤は、油溶性モノマー、例えば、メタクリル酸デシル、ビニルデシルエーテルおよび高分子量オレフィンと、極性置換基を含有するモノマー、例えば、アクリル酸アミノアルキルまたはアクリルアミドおよびポリ−(オキシエチレン)−置換アクリレートとのインターポリマーである。ポリマー分散剤は、分散剤および無灰分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第3,329,658号、同第3,449,250号、同第3,519,656号、同第3,666,730号、同第3,687,849号、および同第3,702,300号に開示されている。
ボレート化分散剤は、ボレート化分散剤の開示について参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第3,087,936号および同第3,254,025号に記載されている。
可能性のある分散剤添加物としてまた含まれるのは、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,198,133号および同第4,857,214号に開示されているものである。これらの特許の分散剤は、アルケニルスクシンイミドもしくはスクシンイミド無灰分散剤とリンエステルとの、または無機リン含有酸もしくは無水物およびホウ素化合物との反応生成物に匹敵する。
2.さらなる抗酸化化合物
他の抗酸化剤を、必要に応じて本発明の組成物において使用し得る。典型的な抗酸化剤には、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、第二級芳香族アミン抗酸化剤、ヒンダードアミン抗酸化剤、硫化フェノール系抗酸化剤、油溶性銅化合物、リン含有抗酸化剤、有機スルフィド、ジスルフィドおよびポリスルフィドなどが含まれる。
例示的な立体的ヒンダードフェノール系抗酸化剤には、オルトアルキル化フェノール化合物、例えば、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、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2,6−ジイソプロピルフェノール、2−メチル−6−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、4−(N,N−ジメチルアミノメチル)−2,8−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、2−メチル−6−スチリルフェノール、2,6−ジスチリル−4−ノニルフェノール、ならびにこれらの類似体および相同体が含まれる。2種以上のこのような単核フェノール化合物の混合物がまた適切である。
本発明の組成物において使用するための他の好ましいフェノール抗酸化剤は、メチレン架橋アルキルフェノールであり、これらは単独で、または互いに組み合わせて、または立体的ヒンダード非架橋フェノール化合物と組み合わせて使用することができる。例示的なメチレン架橋化合物には、4,4’−メチレンビス(6−tert−ブチルo−クレゾール)、4,4’−メチレンビス(2−tert−アミル−o−クレゾール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2、6−ジ−tert−ブチルフェノール)および同様の化合物が含まれる。特に好ましいのは、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第3,211,652号に記載されているようなメチレン架橋アルキルフェノールの混合物である。
アミン抗酸化剤、特に、油溶性芳香族第二級アミンをまた、本発明の組成物において使用し得る。芳香族第二級モノアミンが好ましいが、芳香族第二級ポリアミンもまた適切である。例示的な芳香族第二級モノアミンには、ジフェニルアミン、アルキルジフェニルアミン(それぞれが炭素原子を約16個まで有するアルキル置換基を1個または2個含有する)、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−p−ナフチルアミン、アルキル−またはアラルキル−置換フェニル−β−ナフチルアミン(それぞれが炭素原子を約16個まで有するアルキルまたはアラルキル基を1個もしくは2個含有する)、アルキル−またはアラルキル−置換フェニル−p−ナフチルアミン(それぞれが炭素原子を約16個まで有するアルキルまたはアラルキル基を1個もしくは2個含有する)、ならびに同様の化合物が含まれる。
芳香族アミン抗酸化剤の好ましいタイプは、一般式
−C−NH−C−R
のアルキル化ジフェニルアミンであり、
式中、Rは、炭素原子を8〜12個(より好ましくは、炭素原子を8個または9個)有するアルキル基(好ましくは、分岐状アルキル基)であり、Rは、水素原子、または炭素原子を8〜12個(より好ましくは、炭素原子を8個または9個)有するアルキル基(好ましくは、分岐状アルキル基)である。最も好ましくは、RおよびRは、同じである。1つのこのような好ましい化合物は、Naugalube(登録商標)438L(主として4,4’−ジノニルジフェニルアミン(すなわち、ビス(4−ノニルフェニル)(アミン))(ノニル基は分岐状である)であると理解されている材料)として商業的に入手可能である。
ヒンダードアミンは、本発明の組成物において使用し得る別のタイプのアミン抗酸化剤であり、2つの主要なタイプはピリミジンおよびピペリジンである。これらは全て、上記、ならびに米国特許第5,073,278号、米国特許第5,273,669号、および米国特許第5,268,113号において非常に詳細に記載されている。好ましいヒンダードアミンには、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およびドデシル−N−(2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジニル)スクシネート(商品名Cyasorb(登録商標)UV−3853およびCyasorb(登録商標)UV−3581でCytecから販売されている)、ジ(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケートおよびジ(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)セバケート(Songlight(登録商標)7700およびSonglight(登録商標)2920LQとしてSongwonから販売されている)、ならびにビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(Tinuvin(登録商標)123としてCibaによって販売されている)が含まれる。
本発明の組成物中に好ましくは含まれる抗酸化剤の別の有用なタイプは、一塩化硫黄と、フェノールの液体混合物(このフェノールの混合物の少なくとも約50重量パーセントは、1種または複数の反応性ヒンダードフェノールからなる)とを、反応性ヒンダードフェノール1モル当たり約0.3〜約0.7グラム原子の一塩化硫黄を実現する比率で反応させて、液体生成物を生成することによって調製されるものなどの、1種または複数の液体、特に、硫化フェノール化合物である。このような液体生成物組成物の作製において有用な典型的なフェノール混合物は、約75重量%の2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、約10重量%の2−tert−ブチルフェノール、約13重量%の2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール、および約2重量%の2,4−ジ−tert−ブチルフェノールを含有する混合物を含む。反応物は発熱性であり、したがって好ましくは約15℃〜約70℃、最も好ましくは約40℃〜約60℃の範囲内に維持する。
抗酸化剤の別の有用なタイプは、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン(TMDQ)ポリマー、および芳香化末端単位を含有する相同体、例えば、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第6,235,686号に記載されているものである。
硫黄含有材料、例えば、メチレンビス(ジアルキルジチオカルバメート)(アルキル基は、炭素原子を4〜8個含有する)は、有用な抗酸化剤である。例えば、メチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)は、VANLUBE7723(登録商標)としてR.T.Vanderbilt Co.,Incから市販されている。
異なる抗酸化剤の混合物もまた使用し得る。参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,328,619号に開示されているように、1つの適切な混合物は、(i)少なくとも3種の異なる立体的ヒンダード第三級ブチル化一価フェノールの油溶性混合物(25℃で液体状態である);(ii)少なくとも3種の異なる立体的ヒンダード第三級ブチル化メチレン架橋ポリフェノールの油溶性混合物;および(iii)少なくとも1種のビス(4−アルキルフェニル)アミン(アルキル基は、炭素原子を8〜12個有する分岐状アルキル基である)の組合せからなり、重量ベースでの(i)、(ii)および(iii)の比率は、構成要素(iii)1重量部当たり、構成要素(i)3.5〜5.0部および構成要素(ii)0.9〜1.2部の範囲となる。
他の有用な好ましい抗酸化剤は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,031,023号の開示に含まれているものである。
3.シール膨潤組成物
シールを柔軟に維持するように設計された組成物はまた当技術分野で周知である。好ましいシール膨潤組成物は、イソデシルスルホランである。シール膨潤剤は好ましくは、約0.1〜3重量パーセントで組成物中に組み込まれる。置換3−アルコキシスルホランは、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,029,587号に開示されている。
4.摩擦調節剤
摩擦調節剤もまた、当業者には周知である。摩擦調節剤の有用な一覧は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,792,410号に含まれている。米国特許第5,110,488号は、脂肪酸の金属塩、特に、亜鉛塩を開示しており、参照により本明細書中に組み込まれている。有用な摩擦調節剤には、脂肪ホスフィット、脂肪酸アミド、脂肪エポキシド、ボレート化脂肪エポキシド、脂肪アミン、グリセロールエステル、ボレート化グリセロールエステル、アルコキシル化脂肪アミン、ボレート化アルコキシル化脂肪アミン、脂肪酸の金属塩、硫化オレフィン、脂肪イミダゾリン、ジチオカルバミン酸モリブデン(例えば、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,259,254号)、モリブデン酸エステル(例えば、両方とも参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,137,647号および米国特許第4,889,647号)、硫黄供与体を有するモリブデン酸アミン(例えば、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,164,473号)、ならびにこれらの混合物が含まれる。
好ましい摩擦調節剤は、そのホウ素含量のために含まれると従前に言及しているように、ボレート化脂肪エポキシドである。摩擦調節剤は好ましくは、0.1〜10重量パーセントの量で組成物中に含まれ、単一の摩擦調節剤または2種以上の混合物でよい。
摩擦調節剤はまた、脂肪酸の金属塩を含む。好ましいカチオンは、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、およびナトリウムであり、任意の他のアルカリまたはアルカリ土類金属を使用し得る。塩は、当量のアミンに対して過剰なカチオンを含めることによって過塩基性としてもよい。次いで、過剰なカチオンを二酸化炭素で処理し、カーボネートを形成させる。金属塩は、適切な塩を酸と反応させて塩を形成させ、適切な場合には、塩を形成するのに必要とされるものを超えて二酸化炭素を反応混合物に加えて任意のカチオンのカーボネートを形成することによって調製する。好ましい摩擦調節剤は、オレイン酸亜鉛である。
5.極圧/耐摩耗剤
ジアルキルジチオホスフェートスクシネートを加えて、耐摩耗保護を実現してもよい。亜鉛塩をジヒドロカルビルホスホロジチオ酸の亜鉛塩として好ましくは加え、下記の式によって表してもよく、
Figure 0005739581
式中、RおよびRは、炭素原子を1〜18個、好ましくは2〜12個含有する同一または異なるヒドロカルビルラジカルでよく、例えば、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、アルカリルおよび脂環式ラジカルなどのラジカルを含む。特に、好ましいRおよびR基は、炭素原子2〜8個のアルキル基である。したがって、ラジカルは、例えば、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、アミル、n−ヘキシル、i−ヘキシル、n−オクチル、デシル、ドデシル、オクタデシル、2−エチルヘキシル、フェニル、ブチルフェニル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、プロペニル、ブテニルでよい。油溶性を得るために、ジチオリン酸中の炭素原子(すなわち、RおよびR’)の総数は一般に、約5以上である。
耐摩耗/極圧性能を与えるために亜鉛塩と同じ重量パーセント範囲で潤滑組成物中にまた含まれるのは、亜リン酸水素ジブチル(DBPH)およびモノチオリン酸トリフェニル、およびジブチルアミン、二硫化炭素およびアクリル酸のメチルエステルを反応させることによって形成されるチオカルバミン酸エステルである。チオカルバメートは、米国特許第4,758,362号に記載されており、リン含有金属塩は、米国特許第4,466,894号に記載されている。両方の特許は、参照により本明細書中に組み込まれている。アンチモンまたは鉛塩をまた、極圧のために使用してもよい。好ましい塩は、ジチオカルバミン酸の塩、例えば、ジアミルジチオカルバミン酸アンチモンである。
6.粘度調節剤
粘度調節剤(VM)および分散粘度調節剤(DVM)は周知である。VMおよびDVMの例は、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、スチレン−マレイン酸エステルコポリマー、ならびに同様のポリマー物質(ホモポリマー、コポリマーおよびグラフトコポリマーを含めた)である。粘度調節剤の要約は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,157,088号、同第5,256,752号および同第5,395,539号に見出すことができる。VMおよび/またはDVMは好ましくは、10重量%までのレベルで十分に配合された組成物中に組み込まれる。
7.流動点降下剤(PPD)
これらの構成要素は、潤滑油の低温品質を改善するのに特に有用である。好ましい流動点降下剤は、アルキルナフタレンである。流動点降下剤は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,880,553号および同第4,753,745号に開示されている。PPDは一般に、潤滑組成物に加えられ、低温および低剪断速度で測定した粘度を低減させる。流動点降下剤は好ましくは、0.1〜5重量パーセントの範囲で使用される。潤滑流体の低温、低剪断速度でのレオロジーにアクセスするのに使用される試験の例には、ASTM D97(流動点)、ASTM D2983(ブルックフィールド粘度)、D4684(ミニ回転式粘度計)およびD5133(Scanning Brookfield)が含まれる。
8.清浄剤
多くの場合、潤滑組成物はまた好ましくは、清浄剤を含む。清浄剤は、本明細書において使用する場合、好ましくは有機酸の金属塩である。清浄剤の有機酸ポーションは好ましくは、スルホン酸、カルボン酸、石炭酸、またはサリチル酸である。清浄剤の金属ポーションは好ましくは、アルカリまたはアルカリ土類金属である。好ましい金属は、ナトリウム、カルシウム、カリウムおよびマグネシウムである。好ましくは、清浄剤は過塩基性であり、これは中性金属塩を形成するのに必要とされるものを超えた化学量論的に過剰な金属が存在することを意味する。
好ましい過塩基性有機塩は、実質的に親油性の特徴を有し、かつ有機材料から形成される、スルホン酸塩である。有機スルホン酸塩は、潤滑剤および清浄剤の技術分野における周知の材料である。スルホン酸塩化合物は、好ましくは炭素原子を平均して約10〜約40個、より好ましくは炭素原子を約12〜約36個、最も好ましくは炭素原子を平均して約14〜約32個含有すべきである。同様に、石炭酸塩、オキシレートおよびカルボン酸塩は好ましくは、実質的に親油性の特徴を有する。
本発明は、炭素原子が芳香族またはパラフィン系の配置であることを許容している一方で、アルキル化芳香族化合物が用いられることが非常に好ましい。ナフタレンをベースとする材料を用いてもよい一方、好ましい芳香族は、ベンゼン部分である。
このように、1つの特に好ましい構成要素は、過塩基性モノスルホン化アルキル化ベンゼンであり、好ましくはモノアルキル化ベンゼンである。好ましくは、アルキルベンゼン画分は、蒸留器底部供給源から得られ、モノまたはジアルキル化化合物である。本発明において、モノアルキル化芳香族化合物は、全体的な特性においてジアルキル化芳香族化合物より優れていると考えられる。
モノアルキル化芳香族化合物(ベンゼン)の混合物を利用して、本発明においてモノアルキル化塩(ベンゼンスルホン酸塩)を得ることが好ましい。組成物のかなりのポーションがアルキル基の源としてプロピレンのポリマーを含有する混合物は、塩の溶解性を高める。単官能性(例えば、モノスルホン化)材料の使用は、分子の架橋を防止し、潤滑剤からの塩の沈殿を低減させる。塩が過塩基性であることが好ましい。過塩基性による過剰な金属は、潤滑剤中で増加し得る酸を中和する作用を有する。第2の利点は、過塩基性塩が動的摩擦係数を増加させることである。好ましくは、過剰な金属は、当量基準で約30:1まで、好ましくは5:1〜18:1の比で、酸を中和するのに必要とされるものを超えて存在する。
組成物中で利用される過塩基性塩の量は好ましくは、油非含有を基準として約0.1〜約10重量パーセントである。過塩基性塩は通常、約50%の油中で、油非含有を基準として10〜600のTBN範囲で調製される。ボレート化および非ボレート化過塩基性清浄剤は、本明細書に関連性のある開示のために参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,403,501号および同第4,792,410号に記載されている。
9.ホスフェート
潤滑組成物はまた、好ましくは0.002〜1.0重量パーセントの量で、少なくとも1種のリン含有酸、リン含有酸塩、リン含有酸エステルまたはその誘導体(硫黄含有類似体を含めた)を好ましくは含むことができる。リン含有酸、塩、エステルまたはその誘導体には、リン含有酸エステルまたはその塩、ホスフィット、リン含有アミド、リン含有カルボン酸またはエステル、リン含有エーテルおよびこれらの混合物から選択される化合物を含まれる。
一実施形態において、リン含有酸、エステルまたは誘導体は、リン含有酸、リン含有酸エステル、リン含有酸塩、またはその誘導体でよい。リン含有酸には、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、およびチオリン酸(ジチオリン酸を含めた)、ならびにモノチオリン酸、チオホスフィン酸およびチオホスホン酸が含まれる。
化合物の1つのクラスは、O,O−ジアルキル−ホスホロジチオエートと、マレイン酸またはフマル酸のエステルとの付加体である。化合物は、例えば、O,O−ジ(2−エチルヘキシル)S−(1,2−ジカルボブトキシエチル)ホスホロジチオエートなど、米国特許第3,359,203号に記載されているような公知の方法によって調製することができる。
カルボン酸エステルのジチオリン酸エステルは、本発明に有用な別のクラスの化合物である。好ましいのは、例えば、3−[[ビス(1−メチルエトキシ)ホスフィノチオイル]チオ]プロピオン酸エチルエステルなど炭素原子を2〜8個有するアルキルエステルである。
本発明と共に使用するための無灰ジチオホスフェートの第3のクラスは、
(i)式のもの
Figure 0005739581
(式中、RおよびRは、炭素原子を3〜8個有するアルキル基から独立に選択される)(VANLUBE7611Mとして、R.T.Vanderbilt Co.,Inc.から市販されている);
(ii)カルボン酸のジチオリン酸エステル、例えば、Ciba Geigy Corp.からのIRGALUBE(登録商標)63として市販のもの;
(iii)トリフェニルホスホロチオネート、例えば、Ciba Geigy Corp.からIRGALUBE(登録商標)TPPTとして市販のもの
を含む。
亜鉛塩は好ましくは、潤滑組成物に、トリフェニルホスホロチオネート(ここでは、フェニル基は、2個までのアルキル基で置換されていてもよい)が0.1〜5の量で加えられる。この群の例は、数ある中でも、IRGALUBE(登録商標)TPPT(Ciba−Geigy Corp.により製造されている)として市販されているトリフェニルホスホロチオネートである。
リン化合物の好ましい群は、ジアルキルリン酸モノアルキル第一級アミン塩、例えば、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第5,354,484号に記載されているものである。85パーセントリン酸は、十分に配合されたATFパッケージへの添加のために好ましい化合物であり、好ましくはATFの重量に基づいて約0.01〜0.3重量パーセントのレベルで含まれる。
アルキルホスフェートのアミン塩は、公知の方法、例えば、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許第4,130,494号に開示されている方法によって調製される。適切なリン酸のモノもしくはジエステルまたはこれらの混合物は、アミンで中和される。モノエステルが使用されるとき、2モルのアミンが必要とされ、一方、ジエステルは1モルのアミンを必要とする。いずれにせよ、必要とされるアミンの量は、総酸価は全アルカリ価と本質的に等しい、反応物の中性点をモニターすることによって制御することができる。代わりに、中和剤、例えば、アンモニアまたはエチレンジアミンを、反応物に加えることができる。
好ましいリン酸エステルは、脂肪族エステル、数ある中でも、2−エチルヘキシル、n−オクチル、およびヘキシルモノまたはジエステルである。アミンは、第一級または第二級アミンから選択することができる。特に好ましいのは、炭素原子を10〜24個有するtert−アルキルアミンである。これらのアミンは、例えば、Rohm and Haas Coによって製造されているPrimene(登録商標)81Rとして市販されている。
スルホン酸塩は当技術分野で周知であり、市販されている。本発明の相乗剤の調製において使用することができる芳香族スルホン酸の代表は、それぞれ炭素8〜20個のアルキル基を1〜4個有するアルキル化ベンゼンスルホン酸およびアルキル化ナフタリンスルホン酸である。特に好ましいのは、例えば、ジノニルナフタレンスルホネートなど、それぞれ炭素を9〜18個有するアルキル基で置換されているナフタレンスルホネートである。
10.泡消し剤
消泡剤は、シリコーンまたはフルオロシリコーン組成物として当技術分野で周知である。このような消泡剤は、Dow Corning Chemical CorporationおよびUnion Carbide Corporationから入手可能である。好ましいフルオロシリコーン消泡生成物は、Dow FS−1265である。好ましいシリコーン消泡生成物は、Dow Corning DC−200およびUnion Carbide UC−L45である。組成物中に単独でまたは混合物の状態で含み得る他の消泡剤は、PC−1244として公知のMonsanto Polymer Products Co.(Nitro、West Virginia)から入手可能なポリアクリレート泡消し剤である。また、OSI Specialties,Inc.(Farmington Hills、Michigan)から入手可能なシロキサンポリエーテルコポリマー泡消し剤をまた含み得る。1つのこのような材料は、SILWET−L−7220として販売されている。消泡生成物は好ましくは、本発明の組成物中に5〜80百万分率のレベルで含まれ、活性成分は油非含有を基準とする。
11.錆阻害剤
錆阻害剤の実施形態は、アルキルナフタレンスルホン酸の金属塩を含む。
12.銅腐食防止剤
任意選択で加え得る銅腐食防止剤の実施形態は、チアゾール、トリアゾールおよびチアジアゾールを含む。このような化合物の実施形態の例には、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、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、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルチオ−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルジチオ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ヒドロカルビルチオ)−1,3,4−チアジアゾール、および2,5−ビス(ヒドロカルビルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールが含まれる。
下記の実施例は、本発明を例示する目的のために示され、本発明を限定することを意図しない。
実施例1
ジオクタデシルジチオカルバミン酸亜鉛(FC−577−241)の調製
250mLの丸底フラスコに、60gのジオクタデシルアミン(天然油に由来する脂肪アミン)および2.40gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素9.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、周囲温度で静置し、4.2%のZn含量を有するろう様の固体を得た。
実施例2
ジトリデシルジチオカルバミン酸亜鉛(プロピレンをベースとする)(FC−577−242)の調製
250mLの丸底フラスコに、76.5gのジトリデシルアミンおよび8.10gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、6.0%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例3
ジトリデシルジチオカルバミン酸亜鉛(ブチレンをベースとする)(FC−577−243)の調製
250mLの丸底フラスコに、76.5gのジトリデシルアミンおよび8.10gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、5.8%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例4
ジココジチオカルバミン酸亜鉛(FC−577−219)の調製
250mLの丸底フラスコに、76.0gのArmeen2C、市販のジココアミン(主に、ヤシ油に由来するC12アルキル基)、および15.0gの水中の8.20gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、これを周囲温度で静置し、6.2%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
比較例5C
ジ−n−オクチルジチオカルバミン酸亜鉛(FC−577−240)の調製
250mLの丸底フラスコに、48.40gのジ−n−オクチルアミンおよび8.10gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、8.1%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
比較例6C
ジ−2−エチルヘキシルジチオカルバミン酸亜鉛(FC−577−239)の調製
250mLの丸底フラスコに、48.30gのジ−2−エチルヘキシルアミンおよび8.10gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、8.1%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例7
潤滑剤組成物は、実施例1からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例8
潤滑剤組成物は、実施例1からの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例9
潤滑剤組成物は、実施例2からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例10
潤滑剤組成物は、実施例2からの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例11
潤滑剤組成物は、実施例3からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例12
潤滑剤組成物は、実施例3からの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例13
潤滑剤組成物は、実施例4からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例14
潤滑剤組成物は、実施例4からの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例15
潤滑剤組成物は、実施例5Cからの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例16
潤滑剤組成物は、実施例5Cからの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例17
潤滑剤組成物は、実施例6Cからの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例18
潤滑剤組成物は、実施例6Cからの生成物を組み込み、310ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例19
これは、実施例7〜14および比較例15〜18において利用する市販のSAE5W−20モーター油である。
実施例20
Vitonシール適合性試験
Vitonシール試験を、Viton FKMフルオロエラストマーを利用してASTM D7216に従って行った。Vitonクーポンを、実施例7〜14および比較例15〜19において作製したモーター油試料中に浸漬し、次いで150℃で336時間加熱した。次いで、古いクーポンを、硬度、伸びの保持、および引張強度の保持について試験した。GF−5の制限は、硬度について、+または−6デュロメーターA硬度ポイント、伸びの保持について、40〜110%、引張強度の保持について、35〜110%である。性能結果を表1に示す。
Figure 0005739581
結果から、炭素原子平均して9個以上、特に、12個以上のアルキル鎖長R〜Rを有するジチオカルバミン酸亜鉛化合物は、潤滑油への加えられた亜鉛の相対的に高いモル濃度(620ppm)においてでさえ、シール適合性試験の3つの態様を合格することは明らかである。比較例15〜18(R〜Rはそれぞれ8個の炭素原子と等しい)は、試験の大部分の態様を不合格となり、硬度の変化においてのみ合格する。
実施例21
平均炭素鎖長9を有する混合アミンジチオカルバミン酸亜鉛(FC−602−51)の調製
250mLの丸底フラスコに、38.90gのジトリデシルアミン、15.70gのジアミルアミン、および8.14gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素16.0gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、7.5%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例22
12.2の平均炭素鎖長を有する混合アミンジチオカルバミン酸亜鉛(FC−602−52)の調製
250mLの丸底フラスコに、70.00gのジトリデシルアミン、3.14gのジアミルアミン、および8.14gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素15.2gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、6.0%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例23
平均炭素鎖長11.4を有する混合アミンジチオカルバミン酸亜鉛(FC−602−53)の調製
250mLの丸底フラスコに、62.24gのジトリデシルアミン、6.28gのジアミルアミン、および8.14gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素15.20gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、6.6%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例24
平均炭素鎖長10.6を有する混合アミンジチオカルバミン酸亜鉛(FC−602−54)の調製
250mLの丸底フラスコに、54.46gのジトリデシルアミン、9.42gのジアミルアミン、および8.14gの酸化亜鉛を入れた。次いで、二硫化炭素15.20gを滴下で添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、フラスコを撹拌し、70℃で2時間加熱し、次いで、さらに90℃で2時間撹拌した。次いで、真空を利用して反応物の水を除去し、温度を130℃に上昇させ、反応物をこの状態で3時間維持した。次いで、淡黄色の材料を、120℃にてセライトを通して濾過し、6.7%のZn含量を有する淡黄色の液体を得た。
実施例25
潤滑剤組成物は、実施例20からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例26
潤滑剤組成物は、実施例21からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例27
潤滑剤組成物は、実施例22からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例28
潤滑剤組成物は、実施例23からの生成物を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
比較例29
潤滑剤組成物は、純粋なジアミルジチオカルバミン酸亜鉛を組み込み、620ppmのさらなる亜鉛を市販のSAE5W−20モーター油に与えることによって調製する。
実施例30
Vitonシール適合性試験
実施例20に記載されているように、試験を行った。
Figure 0005739581
結果から、炭素原子平均して9個以上、および特に、以上の平均アルキル鎖長R〜Rを有するブレンドから作製したジチオカルバミン酸亜鉛化合物は、潤滑油への加えられた亜鉛の相対的に高いモル濃度(620ppm)においてでさえ、シール適合性試験の3つの態様を合格することは明らかである。比較例28は、試験の1つの態様(伸びの保持の変化)を不合格となったが、引張強度の変化において非常に近接した。

Claims (4)

  1. フルオロエラストマーシールを備えたガソリンまたはディーゼルエンジンに抗酸化、耐摩耗および極圧保護を与える潤滑油組成物を提供して前記エンジンを潤滑させるとともに、前記エンジンのシール適合性を得る方法であって、
    エンジン内に前記潤滑油組成物を使用して、前記潤滑油組成物を前記フルオロエラストマーシールと接触させるステップを含み、
    前記潤滑油組成物は、ジチオカルバミン酸亜鉛画分を含み、
    前記ジチオカルバミン酸亜鉛画分は、それぞれアルキル基R、R、R、およびRを有するnが1または2の式Iのジチオカルバミン酸亜鉛分子からなり、
    前記アルキル基は、それぞれ炭素原子を12〜18個含有し、
    Figure 0005739581
    前記潤滑油組成物に亜鉛含有量が310〜620ppmとなる亜鉛を与え、
    前記シール適合性を、ASTM D7216試験によって判定する方法。
  2. 前記アルキル基R、R、R、およびRが、天然脂肪油に由来する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記潤滑油組成物がアルデヒドおよび/またはエポキシドを含有しない、請求項1に記載の方法。
  4. フルオロエラストマーシールを備え、潤滑油組成物が、前記フルオロエラストマーシールと接触しているガソリンまたはディーゼルエンジンであって、
    前記潤滑油組成物は、ジチオカルバミン酸亜鉛画分を含み、
    前記ジチオカルバミン酸亜鉛画分は、それぞれアルキル基R、R、R、およびRを有するnが1または2の式Iのジチオカルバミン酸亜鉛分子からなり、
    前記アルキル基は、それぞれ炭素原子を12〜18個含有し、
    Figure 0005739581
    前記潤滑油組成物に亜鉛含有量が310〜620ppmとなる亜鉛を与え、
    前記シール適合性を、ASTM D7216試験によって判定するガソリンまたはディーゼルエンジン。
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