JP6073032B2 - タービンおよび液圧システム用の改善された酸化防止性を有する潤滑組成物 - Google Patents

タービンおよび液圧システム用の改善された酸化防止性を有する潤滑組成物 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、タービン用、液圧系統用および他の工業用潤滑組成物において酸化防止性能の改善をもたらす酸化防止剤と耐磨耗添加剤の相乗的組合せに関する。さらに、本発明は、改善された潤滑組成物の作製方法および工業用流体におけるその使用方法に関する。
発明の背景
タービン用および他の工業用潤滑剤は、長期のドレーン間隔およびかかる適用において見られる過酷な稼動状態のため、熱的および酸化的の両方において非常に安定でなければならない。従来、低分子酸化防止剤(1000g/mol未満の分子量を有する化合物)、例えば、ジ芳香族アミンが工業用潤滑剤の酸化安定性(これは、回転ボンベ式酸化安定度試験(Rotary Bomb Oxidation Test:RBOT),ASTM D2272によって測定され得る)の改善のために使用されている。使用されている他の低分子酸化防止剤としては、ジチオカルバメート、硫化オレフィン、およびフェノール系酸化防止剤が挙げられる。一部の場合において、2種類以上の酸化防止剤を併用すると酸化防止性の相乗的改善がみとめられることがあり得る。
熱安定性と酸化安定性との改善がもたらされる組成物の必要性が存在している。
本発明は、酸化安定性が相乗的に改善され、したがって工業用特別潤滑剤のRBOT性能値が予期しない驚くべき様式で改善されるように、芳香族アミン酸化防止剤がジチオカルバメートと特定の量で組み合わせて使用される組成物に関する。
(発明の要旨)
本発明は、(a)潤滑粘度の油;(b)芳香族アミン酸化防止剤;および(c)ジチオカルバメート耐磨耗剤を含む組成物を提供する。本発明の組成物中には、全組成物に対して、(b)が0.35〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25〜0.75重量パーセント存在しており、成分(b)と(c)を合わせたものの総重量パーセントが0.60〜1.25重量パーセントである。さらに、本発明では、充分に配合された流体をもたらす目的で、記載の組成物に対して種々の他の添加剤の添加を可能にする。本発明の組成物に使用され得るこれらのさらなる添加剤としては、成分(b)以外の酸化防止剤、成分(c)以外の耐磨耗剤、腐食防止剤、防錆剤、発泡抑制剤、分散剤、解乳化剤、金属不活性剤、摩擦調整剤、清浄剤、乳化剤、極圧剤またはその任意の組合せが挙げられる。
本発明は、成分(a)がグループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物中に約95〜約99.9重量パーセント存在しており;成分(b)がアルキル化ジフェニルアミンを含むものであり、全組成物中に約0.35〜約1.25、約0.375〜約0.75または約0.50〜約0.75重量パーセント存在しており;成分(c)がジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に約0.25〜約0.75重量パーセント存在しており;成分(b)と(c)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8〜1.2重量パーセントである上記の組成物であって;さらに:(d)成分(b)以外の酸化防止剤(全組成物中に約0.01〜約5.0重量パーセント存在している);(e)成分(c)以外の耐磨耗添加剤(全組成物中に約0.01〜約2.5重量パーセント存在している);(f)腐食防止剤または金属不活性剤(全組成物中に約0.001〜約2.0重量パーセント存在している);(g)防錆剤(ここで、成分(f)と成分(g)は異なる添加剤であり、成分(g)は全組成物中に約0.001〜約2.0重量パーセント存在している);および(h)消泡添加剤(全組成物中に約0.01〜約3.0重量パーセント存在している)を含む上記組成物を提供する。
さらに、本発明は、(I)前記組成物の該成分を記載の量で一緒に混合する工程を含む、潤滑油組成物の調製方法を提供する。
さらに、本発明は、(I)タービンシステムに本明細書に記載のいずれかの組成物を供給する工程を含む、タービンシステムの潤滑方法を提供する。
さらに、本発明は、(I)タービンシステムに本明細書に記載のいずれかの組成物を供給する工程を含む、液圧システムの潤滑方法を提供する。
本発明は、芳香族アミン酸化防止剤とジチオカルバメート耐磨耗剤の相乗的組合せに関する。相乗性は、2種類以上の成分の組合せによってどちらの成分も単独では得ることができない結果が得られた場合に判定される。処理割合(treat rate)の影響も、相乗性を判定する場合に適正な比較の根拠が非常に重要であるため、もちろん充分に考慮されなければならない。また、使用する添加剤によって組成物に付与される性能の利点は処理割合にともなって増大することは一般的に認知されている。例えば、酸化防止剤を潤滑組成物に添加する場合、2倍多くの酸化防止剤を添加することにより該添加剤によって該組成物にもたらされる利点が増大することが予測される。処理割合に対する性能のプロットが横ばいであること、または性能改善のピークを示し、次いで、特定の添加剤の組合せの処理割合が高いにもかかわらず落ち込むことは、この性能改善が特定の処理割合および/または比に限定的である場合、定義上の相乗的組合せおよび驚くべき結果となる。
発明の詳細な説明
本発明の種々の特徴および実施形態を非限定的な例示によって以下に示す。
本発明は、(a)潤滑粘度の油;(b)芳香族アミン酸化防止剤;および(c)ジチオカルバメート耐磨耗剤を含み、(b)と(c)の量が性能の相乗的改善をもたらす量で存在する組成物を提供する。
このような組成物中には、成分(b)が0.35〜0.75重量パーセント存在しており、また、0.375〜0.7;0.4〜0.7;0.4〜0.6;0.50〜0.75、0.5〜0.7、0.5〜0.6またはさらに0.5重量パーセント存在していてもよく、成分c)が0.25〜0.75重量パーセント存在しており、また、0.3〜0.75、0.3〜0.7、0.4〜0.6またはさらに0.5重量パーセント存在していてもよく、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.60〜1.25であり、また、0.625〜1.25、0.75〜1.25、0.8〜1.2、0.9〜1.1またはさらに1.0重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、成分b)対成分c)の重量比は、1:0.5〜1:1.5、または1:0.5〜1:0.67、または1:1〜1:1.67、または1:1〜1:1.5、または1:0.5〜1:1である。一部の実施形態では、該重量比は1:1である。このような重量比は、成分b)とc)の合計処理割合について上記に明記した範囲に加えて、特に、成分b)とc)の合計処理割合が全組成物において0.60〜1.25、0.75〜1.25、0.75〜1.0、1.0〜1.25またはさらに1.0重量パーセントである場合である。
また、本発明は、前記組成物の作製方法、および液圧システムの潤滑、またタービンの潤滑における使用方法を提供する。
潤滑粘度の油
本発明の組成物の1成分は潤滑粘度の油であり、潤滑剤組成物では多量で、または濃縮液では濃縮液形成量で存在し得る。好適な油としては、天然および合成の潤滑油ならびにその混合物が挙げられる。充分に配合された潤滑剤では、潤滑粘度の油を一般的には多量(すなわち、50重量パーセントより多い量)に存在させる。典型的には、潤滑粘度の油は、組成物全体の75〜95重量パーセントの量、多くの場合、80重量パーセントより多い量で存在している。基油成分は、一般的に組成物全体の100重量部(pbw)を構成し、その他の成分のpbwの範囲は、この基油100pbwを念頭において示される。他の実施形態では、種々の成分(基油を含む)のpbwの範囲は、すべての成分のpbwの合計が100となるように示される。以下に記載する種々の成分について示したpbwの範囲は、どちらの方式で解釈してもよい。
本発明の潤滑油成分は過度に限定されず、グループI、グループIIもしくはグループIII基油またはその組合せが挙げられ得る。これらは、API(アメリカ石油協会:American Petroleum Institute)によって確立された分類である。グループIIIの油は<0.03パーセントの硫黄および>90パーセントの飽和分を含み、>120の粘度指数を有するものである。グループIIの油は80〜120の粘度指数を有し、<0.03パーセントの硫黄および>90パーセントの飽和分を含むものである。また、該油は、ワックス、例えば、スラックワックスまたはフィッシャー・トロプシュ合成ワックスの水添異性化から誘導されたものであり得る。かかる「ガスツーリキッド」油は、典型的にはグループIII基油として特性評価される。
また、本発明の組成物は、グループIVおよびグループVの基油を単独または本明細書において論考したその他の油のいずれかとの組合せのいずれかで含むものであってもよい。ポリαオレフィンはグループIVにカテゴライズされる。グループVには「他のすべて」が包含される。しかしながら、一部の実施形態では、本発明の潤滑油成分は、20、10、5またはさらに1重量パーセント以下のグループI基油を含有する。これらの制限値は、グループIVまたはグループVの基油にも適用され得る。他の実施形態では、本発明の組成物中に存在する潤滑油は、少なくとも60、70、80、90またはさらに95重量パーセントのグループIIおよび/またはグループIII基油である。一部の実施形態では、本発明の組成物中に存在する潤滑油は本質的にグループIIおよび/またはグループIII基油のみであり、このとき、少量の他の型の基油が存在していてもよいが、組成物全体の特性または性能に顕著に影響する量ではない。
一部の実施形態では、潤滑油成分としては、グループI基油、グループII基油、グループIII基油、ポリ(α−オレフィン)、GTL油またはその任意の組合せが挙げられる。一部の実施形態では、基油は、グループII基油、グループIII基油、ポリ(α−オレフィン)、GTL油またはその任意の組合せを含むものである。一部の実施形態では、基油はグループII基油を含むものである。このような実施形態のいくつかの例において、基油成分は、本質的または実質的にグループI基油を含有していないものであり得る。
潤滑粘度の油は、潤滑油組成物の60〜99.9、95〜99.9、98.0〜99.7、96.9〜99.5または98.5〜99.4重量パーセントの範囲で存在し得る。上記の各潤滑粘度の油は、単独またはその1種類以上の混合物として使用され得る。
酸化防止剤成分
本発明は、芳香族アミン酸化防止剤を含む組成物を提供する。一部の実施形態では、酸化防止剤はアルキル化ジフェニルアミンを含むものであり、全組成物中に約0.35〜約0.75、または0.4〜約0.7重量パーセント存在し得る。また、芳香族アミン酸化防止剤は、全組成物中に0.375〜0.75、0.5〜0.75、0.4〜0.7、0.35〜0.65、0.4〜0.6、0.45〜0.55、0.35〜0.75もしくは0.375〜0.7またはさらに0.5重量パーセント存在していてもよい。
本発明における使用に適したアミンは、式:
Figure 0006073032
(式中、RおよびRは、独立して、水素であるか、または約5〜20個の炭素原子を含むアルキル基;または1〜24個の炭素原子を含む線状もしくは分枝状のアルキル基であり、qおよびrは各々、独立して、0、1、2または3である、ただし、qとrの和は少なくとも1であるものとする)
で表され得る。一部の実施形態では、RおよびRは、独立して、水素であるか、または1〜24、4〜20、5〜16もしくは6〜12またはさらには10個の炭素原子を含むアルキル基である。上記の任意の実施形態において、各RおよびRは線状アルキル基、分枝状アルキル基またはさらにアルキルアリール基であり得る。
一部の実施形態では、本発明のアルキル化ジフェニルアミンは、ビス−ノニル化ジフェニルアミンおよびビス−オクチル化ジフェニルアミンである。
耐磨耗成分
本発明は、ジチオカルバメート耐磨耗剤を含む組成物を提供する。一部の実施形態では、耐磨耗剤としては、無灰チオカルバメート、一部の実施形態ではチオカルバミン酸エステルが挙げられる。チオカルバメートおよびそのエステルは、モノチオカルバメート、ジチオカルバメートまたはその混合物であり得る。一部の実施形態では、耐磨耗剤はジチオカルバミン酸エステルであり、全組成物中に約0.25または0.3〜約0.7重量パーセント存在する。耐磨耗剤は、全組成物中に約0.25、0.3、0.4またはさらに0.5から、0.75、0.7、0.6またはさらに0.55重量パーセントまでで存在し得る。一部の実施形態では、耐磨耗剤は、全組成物中に0.25〜0.75、0.3〜0.7、0.35〜0.65、0.4〜0.6、0.45〜0.55またはさらに0.5重量パーセント存在する。
一部の実施形態では、ジチオカルバメート耐磨耗剤は、式:
Figure 0006073032
(式中、RおよびRは、独立して、炭素数が1〜約7のアルキル、アリール、アラルキルであるか、あるいは一体となって脂環式ラジカルもしくはヘテロ脂環式ラジカル(基)を形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結しており;XはOまたはSであり;aは1または2であり;RおよびRは、独立して、H、アルキルまたはアリールであり;Zは、(i)−CN、(ii)−S(=O)−R、(iii)−S(=O)(=O)−R、(iv)−S(=O)(=O)−O−R(ここでRは水素、アルキル、アラルキルである)、(v)−C(=O)−Y(ここでYは−H、−OHまたは−Rである)、−O−R(ここでRはアルキル、アリール、アラルキル、−O−R−OH(ここでRは1〜約7個の炭素原子のアルキレンである)、−NR1011(ここでR10およびR11は独立して、水素、アルキル、シクロ脂肪族、ヘテロ脂環式であるか、あるいは一体となって脂環式もしくはヘテロ脂環式ラジカルを形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結している)である)、または(vi)−S−C(=S)−Yである;ただし、aが1のとき、Yは−O−Rではないものとする)
で表される。
一部の実施形態では、チオカルバメート耐磨耗剤は、XがSであり、RおよびRが独立してHまたはアルキルであり、aが2であり、Zが−C(=O)−Y(ここでYは−OH、−R、−O−R、−O−R−OHであり、ここでRは1〜約7個の炭素原子のアルキレンである)、または−NR1011(ここでR10およびR11は上記に規定したとおりである)である、上記の式(II)で表されるジチオカルバメートである。さらに他の実施形態において、該化合物は、XがSであり、RおよびRがHまたはメチルであり、Yが−OH、−OR(ここでRはメチルまたはエチルである)、−O−R−OH(ここでRは1〜約4個の炭素原子のアルキレンである)、またはNR1011(ここでR10およびR11はHである)である、上記の式によって規定されるものである。
このような物質は、米国特許第4,758,362号(引用により本明細書に組み込まれる)に詳細に記載されている。
一部の実施形態では、ジチオカルバメート耐磨耗剤は、(i)RおよびRがブチル基であり、XがSであり、aが2であり、RおよびRが水素であり、Zが−C(=O)−O−CH3である式(II)で表される化合物;(ii)aが0、1もしくは2であり、Zが−C(=O)−NR1011であり、ここでR10およびR11は上記に示したものと同じ意味を有する式(II)で表される化合物;(iii)RおよびRがブチル基であり、XがSであり、aが1であり、RおよびRがHであり、Zが−S−C(=S)−N−Rであり、ここでもRおよびRはブチル基である式(II)で表される化合物;またはその任意の組合せを含むものである。
さらなる添加剤
また、本発明の組成物に1種類以上のさらなる添加剤を含めてもよい。一部の実施形態において、さらなる添加剤としては、成分b)以外の酸化防止剤;成分c)以外の耐磨耗剤;腐食防止剤、防錆剤、発泡抑制剤、分散剤、解乳化剤、金属不活性剤、摩擦調整剤、清浄剤、乳化剤、極圧剤、流動点降下剤、粘度調整剤またはその任意の組合せが挙げられ得る。
このような実施形態のいくつかの例では、成分(a)がグループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物中に約95〜約99.9重量パーセント存在しており;成分(b)がアルキル化ジフェニルアミンを含むものであり、全組成物中に約0.4〜約0.7重量パーセント存在しており;成分(c)がジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に約0.3〜約0.7重量パーセント存在しており;成分(b)と(c)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8〜1.2重量パーセントであり;組成物はさらに(d)成分(b)以外の酸化防止剤を含み、これは全組成物の約0.01〜約5.0重量パーセント存在しており;組成物はさらに(e)成分(c)以外の耐磨耗添加剤を含み、これは全組成物の約0.01〜約2.5重量パーセント存在しており;組成物はさらに(f)腐食防止剤または金属不活性剤を含み、これは全組成物の約0.001〜約2.0重量パーセント存在しており;組成物はさらに(g)防錆剤を含み、ここで、成分(f)と成分(g)は異なる添加剤であり、成分(g)は全組成物の約0.001〜約2.0重量パーセント存在しており;組成物はさらに(h)消泡添加剤を含み、これは全組成物の約0.01〜約3.0重量パーセント存在している。一部の実施形態では、該組成物は、上記に示したいずれかの範囲内の粘度調整剤および/または流動点降下剤を含み得る。
このような実施形態のいずれかにおいて、成分(a)は95〜99.9、98〜99.7または98.5〜99.5重量パーセント存在し得、成分(b)は0.5〜0.75、0.4〜0.7、0.4〜0.6またはさらに0.5重量パーセント存在し得、成分(c)は0.25〜0.75、0.3〜0.7、0.4〜0.6またはさらに0.5重量パーセント存在し得、ここで、成分(b)と(c)の合計処理割合は0.75〜1.25、0.8〜1.2、0.9〜1.1またはさらに1.0重量パーセントであり得、ここで、重量パーセントの値はすべて組成物全体に対するものとする。また、上記の重量比はすべて本明細書において同様に適用され得る。
また、成分(d)は0.01〜5.0、0.01〜1.5、0.01〜0.09またはさらに0.09重量パーセント存在し得、成分(e)は0.01〜2.5、0.01〜1.5、0.01〜0.05またはさらに0.05重量パーセント存在し得、成分(f)は0.001〜2.0、0.001〜1.0、0.001〜0.002またはさらに0.002重量パーセント存在し得、成分(g)は0.001〜2.0、0.001〜1.0、0.001〜0.004またはさらに0.004重量パーセント存在し得、成分(h)は0.01〜3.0、0.01〜1.5、0.01〜0.02またはさらに0.02重量パーセント存在し得、ここで、重量パーセントの値はすべて組成物全体に対するものとする。
一部の実施形態において、成分(d)としては、硫化オレフィン、例えば、置換ヒドロカルビルモノスルフィドが挙げられ得、一方、成分(e)としてはリン酸アミンが挙げられ得、成分(f)としては、トリアゾール、トリルトリアゾールまたはその組合せが挙げられ得、成分(g)としては、ポリエーテル、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその任意の組合せが挙げられ得、成分h)としてはアクリレートコポリマーが挙げられ得る。成分(f)のより具体的な例としては、ヒドロカルビル置換ベンゾトリアゾール、5−メチルベンゾトリアゾールまたはその組合せが挙げられる。
一部の実施形態では、成分(d)であるさらなる酸化防止剤としては、式:
Figure 0006073032
(式中、Rは、約8〜約20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の分枝または線状のアルキル基であり;R、R、RおよびR10は、独立して、水素または約1〜約3個の炭素原子を含むアルキルである)
で表される置換ヒドロカルビルモノスルフィドが挙げられる。一部の実施形態において、置換ヒドロカルビルモノスルフィドとしては、n−ドデシル−2−ヒドロキシエチルスルフィド、1−(tert−ドデシルチオ)−2−プロパノールまたはその組合せが挙げられる。一部の実施形態では、置換ヒドロカルビルモノスルフィドは1−(tert−ドデシルチオ)−2−プロパノールである。
また、さらなる酸化防止剤成分としては、式:
Figure 0006073032
(式中、R11およびR12は、独立して、約1〜約24個、好ましくは約4〜約18個、最も好ましくは約4〜約12個の炭素原子を含む分枝または線状のアルキル基である)
で表される立体障害フェノールも挙げられ得る。
11およびR12は直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、分枝状が好ましい。好ましくは、該フェノールは、2つのt−ブチル基を含むブチル置換型である。t−ブチル基が2,6−位を占有している場合、該フェノールは立体障害性である。qは水素またはヒドロカルビルである。好適なヒドロカルビル基の例としては、限定されないが、2−エチルヘキシルもしくはn−ブチルエステル、ドデシルまたはその混合物が挙げられる。
本発明に適した他の必要に応じての立体障害フェノールとしては、限定されないが、式:
Figure 0006073032
(式中、R13、R14、R15、R16、R17、R18は、直鎖または分枝鎖のいずれかであり、約4〜約18個、好ましくは約4〜約12個の炭素原子を含む)
で表されるものが挙げられる。好ましくは、該フェノールはブチル置換型である。
196およびR20は、独立して、水素、アリールアルキル基または線状もしくは分枝状のアルキル基である。R19およびR20は好ましくはパラ位で存在する。該アリールアルキルまたはアルキル基は、約1〜約15個、好ましくは約1〜約10個、最も好ましくは約1〜約5個の炭素原子を含む。架橋基Yとしては、限定されないが、−CH−(メチレン架橋)または−CHOCH−(エーテル架橋)が挙げられる。
メチレン架橋型立体障害フェノールの例としては、限定されないが、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)またはその混合物が挙げられる。
一実施形態において、酸化防止剤は、式:
Figure 0006073032
(式中、R21、R22およびR23は、約2〜約22個、好ましくは約2〜約18個、より好ましくは約4〜約8個の炭素原子を含む直鎖または分枝状アルキル基である)
で表される障害型エステル置換フェノールである。具体例としては、限定されないがアルキル基、例えば、2−エチルヘキシルもしくはn−ブチルエステル、ドデシルまたはその混合物が挙げられる。
また、本発明の組成物に分散剤添加剤を含めてもよい。好適な分散剤としては:(i)ポリエーテルアミン;(ii)ホウ酸化(borated)スクシンイミド分散剤;(iii)非ホウ酸化スクシンイミド分散剤;(iv)ジアルキルアミン、アルデヒドおよびヒドロカルビル置換フェノールのマンニッヒ反応生成物;またはその任意の組合せが挙げられる。一部の実施形態では、分散剤成分は全組成物の0.05〜0.5pbwの割合で存在する。
本発明のポリエーテルアミンとしては、連続する2個以上のエーテル基と少なくとも1個の第1級、第2級または第3級アミノ基を有し、そのアミン窒素がいくらかの塩基性を有する化合物が挙げられる。本発明のポリエーテルアミンとしては、ポリ(オキシアルキレン)アミンを、基油中では可溶性でありながら、ASTM D1401(Standard Test Method for Water Separability of Petroleum Oils and Synthetic Fluids)試験において許容され得る性能が可能であるものにするのに充分な数の反復オキシアルキレン単位を有するポリ(オキシアルキレン)アミンが挙げられる。一般的に、少なくとも約5個のオキシアルキレン単位を有するポリ(オキシアルキレン)アミンが本発明における使用に適している。ポリ(オキシアルキレン)アミンとしては:ヒドロカルビルポリ(オキシアルキレン)アミン、ヒドロカルビルポリ(オキシアルキレン)ポリアミン、ならびに少なくとも2つのポリ(オキシアルキレン)アミンおよび/またはポリ(オキシアルキレン)ポリアミン鎖をその分子上に有する多価アルコールの誘導体が挙げられ得る。一実施形態において、本発明で使用されるポリ(オキシアルキレン)アミンは、式R−O−(AO)−R−N−Rで表されるものであり、式中、Rは、1〜50個の炭素原子または約8〜約30個の炭素原子のヒドロカルビル基であり;Aは、2〜18個の炭素原子または2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり;mは1〜50の数値であり;Rは、2〜18個の炭素原子または2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり;RおよびRは、独立して、水素、ヒドロカルビル基または−[RN(R)]であり、ここでRは、2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、RおよびRは、独立して、水素またはヒドロカルビル基であり、nは1〜7の数値である。
別の実施形態では、本発明のポリ(オキシアルキレン)アミンは式:RO[CHCH(CHCH)O]CHCHCHNHで表されるものであり得、式中、Rは、8〜30個の炭素原子の脂肪族基またはアルキル置換フェニル基であり;mは12〜30の数値である。また別の実施形態では、本発明のポリ(オキシアルキレン)アミンは式:CHCH(CH)[CHCH(CH)]CH(CH)CHCHO−[CHCH(CHCH)O]CHCHCHNHで表されるものであり得、式中、mは約16〜約28の数値である。本発明のポリ(オキシアルキレン)アミンは約300〜約5,000の範囲の分子量を有し得る。
本発明のポリエーテルアミンは、まずアルコールまたはアルキルフェノールを、アルキレンオキシドもしくはアルキレンオキシド混合物と、または数種類のアルキレンオキシドと逐次方式で、該含水素化合物対アルキレンオキシドのモル比を1:1〜50で縮合させてポリエーテル中間体を形成させることにより調製され得る。米国特許第5,112,364号および同第5,264,006号には、ポリエーテル中間体を調製するための反応条件が示されている。
アルコールは、一価であっても多価であってもよく、線状であっても分枝状であってもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、1〜50個の炭素原子、または8〜30個の炭素原子、または10〜16個の炭素原子を有するものであり得る。本発明の分枝状アルコールとしては、米国特許第5,264,006号に記載のゲルベアルコールが挙げられ得、これは、一般的に12〜40個の炭素原子を含有しており、式R−CH(CHCHR)CHOH(式中、Rはヒドロカルビル基である)で表され得る。一実施形態において、アルキルフェノールのアルキル基は、1〜50個の炭素原子または2〜24個の炭素原子または10〜20個の炭素原子のものであり得る。
一実施形態において、アルキレンオキシドとしては、2〜18個の炭素原子または2〜6個の炭素原子を有する1,2−エポキシアルカンが挙げられる。また別の実施形態では、アルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドであり得る。特に有用であるのは、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドまたはその混合物である。ポリエーテル中間体中のアルキレンオキシド由来単位の数は1〜50または12〜30または16〜28であり得る。
ポリエーテル中間体はポリエーテルアミンに、いくつかの方法によって変換され得る。ポリエーテル中間体はポリエーテルアミンに、アンモニア、第1級アミンまたはポリアミンでの還元的アミノ化によって変換され得る(米国特許第5,112,364号および同第5,752,991号に記載)。一実施形態において、ポリエーテル中間体はポリエーテルアミンに、アクリロニトリルへのポリエーテルの付加反応によりニトリルを形成し、次いでこれを水素化してポリエーテルアミンを形成することによって変換され得る。米国特許第5,264,006号には、ポリエーテルアミンを形成するためのアクリロニトリルでのポリエーテルのシアノエチル化および後続の水素化のための反応条件が示されている。また別の実施形態では、ポリエーテル中間体またはポリ(オキシアルキレン)アルコールは、適当な塩素化剤によって対応するポリ(オキシアルキレン)クロリドに変換させた後、塩素をアンモニア、第1級もしくは第2級アミンまたはポリアミンで置換させる(米国特許第4,247,301号に記載)。
一部の実施形態では、本発明のポリエーテルアミンを、10〜18個の炭素原子を含むアルコール、アルコキシレートおよびアミンの混合物の反応から誘導する。
本発明において使用され得る別の型の分散剤はスクシンイミドである。スクシンイミド分散剤は潤滑剤の分野で周知であり、主に、灰形成金属を含有しておらず、潤滑剤に添加した場合、通常、なんら灰形成金属を供給しないので、場合によっては「無灰」分散剤と称されるものが挙げられる。スクシンイミド分散剤は、ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤と、窒素原子に結合している少なくとも1個の水素を含むアミンとの反応生成物である。用語「コハク酸アシル化剤」は、炭化水素置換コハク酸またはコハク酸生成化合物(この用語は、この酸自体も包含している)をいう。かかる物質としては、典型的には、ヒドロカルビル置換コハク酸、無水物、エステル(半エステルを含む)およびハロゲン化物が挙げられる。
コハク酸ベース分散剤はさまざまな化学構造、例えば典型的には:
Figure 0006073032
などの構造を有するものである。
上記の構造において、各R24は、独立してヒドロカルビル基であり、多数のスクシンイミド基に結合していてもよく、典型的には、500または700〜10,000の数平均分子量(Mn)を有するポリオレフィン由来の基である。典型的には、ヒドロカルビル基は、アルキル基、多くの場合500もしくは700から5000、または1500もしくは2000から5000のMnを有するポリイソブチレンから誘導されるポリイソブチレン基である。代替的に表現すると、R24基は、40〜500個の炭素原子または少なくとも50〜300個の炭素原子、例えば、脂肪族炭素原子を含み得る。R25は、アルキレン基、一般的にはエチレン(C)基である。かかる分子は、一般的にはアルケニルアシル化剤とポリアミンとの反応により誘導され、2つの部分間には上記に示した単純なイミド構造に加えてさまざまな結合が可能であり、さまざまなアミドおよび第4級アンモニウム塩が挙げられる。スクシンイミド分散剤は、米国特許第4,234,435号、同第3,172,892号および同第6,165,235号に、より充分に記載されている。
置換基が誘導されるポリアルケンは、典型的には、2〜16個の炭素原子;通常、2〜6個の炭素原子の重合性オレフィンモノマーのホモポリマーおよびインターポリマーである。
ポリアルケンが誘導されるオレフィンモノマーは、1個以上のエチレン性不飽和基(すなわち、>C=C<)の存在を特徴とする重合性オレフィンモノマーである;すなわち、それらはモノ−オレフィンモノマー、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、および1−オクテン、またはポリオレフィンモノマー(通常、ジオレフィンモノマー)、例えば、1,3−ブタジエンおよびイソプレンである。このようなオレフィンモノマーは、通常、重合性末端オレフィン;すなわち、その構造内における基>C=CHの存在を特徴とするオレフィンである。比較的少量の非炭化水素置換基がポリオレフィン内に含まれていてもよいが、かかる置換基は置換コハク酸アシル化剤の形成を実質的に妨げないものとする。各R基は、1個以上の反応性基、すなわちコハク酸基を含むものであってもよい。
コハク酸アシル化剤と反応させてカルボン酸分散剤組成物を形成させるアミンはモノアミンであってもポリアミンであってもよい。いずれの場合も、該アミンは式RNHを特徴とするものであり、式中、RおよびRは各々、独立して、水素、炭化水素、アミノ置換炭化水素、ヒドロキシ置換炭化水素、アルコキシ置換炭化水素、アミノ、カルバミル、チオカルバミル、グアニルまたはアシルイミドイル基であるが、RおよびRのうち1つより多くが水素であることはないものとする。したがって、すべての場合において該アミンは、その構造における少なくとも1個のH−N<基の存在を特徴とするものである。したがって、該アミンは、少なくとも1個の第1級(すなわち、HN−)または第2級アミノ(すなわち、H−N<)基を有する。モノアミンの例としては、エチルアミン、ジエチルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、アリルアミン、イソブチルアミン、ココアミン、ステアリルアミン、ラウリルアミン、メチルラウリルアミン、オレイルアミン、N−メチル−オクチルアミン、ドデシルアミン、およびオクタデシルアミンが挙げられる。
該分散剤が誘導されるポリアミンとしては、主に、大部分が式
Figure 0006073032
に適合するアルキレンアミンが挙げられ、式中、tは典型的には10未満の整数であり、Aは水素または典型的には30個以下の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、該アルキレン基は、典型的には8個未満の炭素原子を有するアルキレン基である。アルキレンアミンとしては、主に、エチレンアミン、ヘキシレンアミン、ヘプチレンアミン、オクチレンアミン、他のポリメチレンアミンが挙げられる。具体的には: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、プロピレンジアミン、デカメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ジ(ヘプタメチレン)トリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリメチレンジアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジ(−トリメチレン)トリアミンが例示される。上記に例示した2個以上のアルキレンアミンを縮合させることにより得られるものなどの高次同族体も同様に有用である。テトラエチレンペンタミンが特に有用である。
エチレンアミン(ポリエチレンポリアミンとも称される)は特に有用である。これは、Encyclopedia of Chemical Technology、KirkおよびOthmer、第5巻、898−905頁、Interscience Publishers、ニューヨーク(1950)の見出し“Ethylene Amines”の箇所に、ある程度詳細に記載されている。
ヒドロキシアルキル置換アルキレンアミン、すなわち、1個以上のヒドロキシアルキル置換基を窒素原子上に有するアルキレンアミンも同様に有用である。かかるアミンの例としては、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)−エチレンジアミン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、モノヒドロキシプロピル)−ピペラジン、ジ−ヒドロキシプロピル置換テトラエチレンペンタミン、N−(3−ヒドロキシプロピル)−テトラ−メチレンジアミン、および2−ヘプタデシル−1−(2−ヒドロキシエチル)−イミダゾリンが挙げられる。
上記に例示したアルキレンアミンまたはヒドロキシアルキル置換アルキレンアミンのアミノラジカルまたはヒドロキシラジカルによる縮合によって得られるものなどの高次同族体も同様に有用である。縮合型ポリアミンは、少なくとも1種類のヒドロキシ化合物と、少なくとも1個の第1級もしくは第2級アミノ基を含有している少なくとも1種類のポリアミン反応体との間の縮合反応によって形成され、米国特許第5,230,714号(Steckel)に記載されている。
スクシンイミド分散剤は、通常、窒素をたいていはイミド官能基の形態で含有しているので、そのように称されるが、アミン塩、アミド、イミダゾリンならびにその混合物の形態であってもよい。スクシンイミド分散剤を調製するためには、1種類以上のコハク酸生成化合物と1種類以上のアミンを、典型的には水を除去しながら、必要に応じて、通常液体の実質的に不活性な液状有機溶媒/希釈剤の存在下、一般的には80℃から該混合物または生成物の分解点までの範囲の高温で;典型的には100℃〜300℃で加熱する。
コハク酸アシル化剤とアミン(または有機ヒドロキシ化合物またはその混合物)は、典型的には、酸生成化合物1当量あたりアミン(または場合によってはヒドロキシ化合物)が少なくとも2分の1当量となるような充分な量で反応させる。一般的に、存在するアミンの最大量はコハク酸アシル化剤1当量あたり約2モルのアミンである。本発明の目的で、アミンの当量は、アミンの総重量を存在している窒素原子の総数で除算したものに相当するアミンの量である。コハク酸生成化合物の当量数は、存在しているそのコハク酸基の数によって異なり、一般的に、アシル化試薬中の各コハク酸基についてアシル化試薬の当量は2である。本発明のスクシンイミド清浄剤の調製のための手順のさらなる詳細および例は、例えば、米国特許第3,172,892号;同第3,219,666号;同第3,272,746号;同第4,234,435号;同第6,440,905号および同第6,165,235号に示されている。
一部の実施形態では、本発明の組成物は、500〜3000の数平均分子量を有するポリイソブチレンとポリエチレンポリアミンから誘導される非ホウ酸化スクシンイミド分散剤を含む。
一部の実施形態では、上記のスクシンイミド分散剤はホウ酸化され得る。ホウ酸化分散剤は、周知の物質であり、上記の1種類以上の分散剤をホウ酸などのホウ酸化剤で処理することにより調製され得る。典型的な条件としては、分散剤をホウ酸とともに摂氏100〜150度で加熱することが挙げられる。また、分散剤を無水マレイン酸との反応によって処理してもよい(PCT出願US99/23940(1999年10月13日に出願)に記載)。
一部の実施形態では、本発明の組成物は、500〜3000の数平均分子量を有するポリイソブチレンとポリエチレンポリアミンから誘導されるホウ酸化スクシンイミド分散剤を含む。
このような実施形態のいくつかの例では、該組成物に0.1pbw未満の脂肪族カルボン酸が含有されている。
本発明の分散剤はマンニッヒ分散剤であり得る。マンニッヒ分散剤は、ヒドロカルビル置換フェノール、アルデヒドおよびアミンまたはアンモニアの反応生成物であるが、本発明では、一般的にジアルキルアミンである。ヒドロカルビル置換フェノールのヒドロカルビル置換基は、10〜400個の炭素原子、別の場合では30〜180個の炭素原子、さらなる場合では10または40〜110個の炭素原子を有し得る。このヒドロカルビル置換基はオレフィンまたはポリオレフィンから誘導され得る。有用なオレフィンとしては、α−オレフィン、例えば、1−デセン(これは市販されている)が挙げられる。
ヒドロカルビル置換基を形成し得るポリオレフィンは、周知の重合方法によってオレフィンモノマーを重合させることにより調製され得、また市販もされている。オレフィンモノマーとしては、モノオレフィン、例えば2〜10個の炭素原子を有するモノオレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンおよび1−デセンが挙げられる。特に有用なモノオレフィン供給源は、35〜75重量パーセントのブテン含有量と30〜60重量パーセントのイソブテン含有量を有するC製油流である。また、有用なオレフィンモノマーとしては、イソプレンおよび1,3−ブタジエンなどのジオレフィンも挙げられる。また、オレフィンモノマーとしては、2種類以上のモノオレフィンの混合物、2種類以上のジオレフィンの混合物、または1種類以上のモノオレフィンと1種類以上のジオレフィンとの混合物も挙げられ得る。有用なポリオレフィンとしては、140〜5000、別の場合では400〜2500、さらなる場合では140または500〜1500の数平均分子量を有するポリイソブチレンが挙げられる。ポリイソブチレンは、5〜69パーセント、第2の例では50〜69パーセント、第3の例では50〜95パーセントのビニリデン二重結合含有量を有するものであってもよい。ポリオレフィンは、1種類のオレフィンモノマーから調製されるホモポリマーであっても、2種類以上のオレフィンモノマーの混合物から調製されるコポリマーであってもよい。また、ヒドロカルビル置換基供給源として、2種類以上のホモポリマーの混合物、2種類以上のコポリマーの混合物、または1種類以上のホモポリマーと1種類以上のコポリマーとの混合物も可能である。
ヒドロカルビル置換フェノールは、フェノールを上記のオレフィンまたはポリオレフィン(ポリイソブチレンもしくはポリプロピレンなど)で、周知のアルキル化法を用いてアルキル化することにより調製され得る。
マンニッヒ分散剤を形成するために使用されるアルデヒドは、1〜10個の炭素原子を有し得、一般的にはホルムアルデヒドまたはその反応性等価体、例えば、ホルマリンまたはパラホルムアルデヒドである。
マンニッヒ分散剤を形成するために使用されるアミンはモノアミンであってもポリアミンであってもよく、例えば、1種類以上のヒドロキシル基を有するアルカノールアミンであり得る。有用なアミンとしては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、エチレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミンおよび2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールが挙げられる。マンニッヒ分散剤は、ヒドロカルビル置換フェノール、アルデヒドおよびアミンを米国特許第5,697,988号に記載のようにして反応させることにより調製され得る。本発明の一実施形態において、マンニッヒ反応生成物は、ポリイソブチレン、ホルムアルデヒドから誘導されるアルキルフェノールと、第1級モノアミン、第2級モノアミンまたはアルキレンジアミン、特にエチレンジアミンまたはジメチルアミンであるアミンから調製される。一部の実施形態では、マンニッヒは、ジアルキルアミンまたはジアルケニルアミンから調製される。
本発明のマンニッヒ反応生成物は、アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、アルデヒドおよびポリアミンを、周知の方法、例えば、米国特許5,876,468に記載の方法によって反応させることにより調製され得る。
マンニッヒ反応生成物は、一般的に、ヒドロカルビル置換ヒドロキシ芳香族化合物、アルデヒドおよびアミンを50〜200℃の温度で、溶媒または希釈剤の存在下、反応水を除去しながら、米国特許第5,876,468号に記載のようにして反応させることを伴う周知の方法によって調製され得る。
一部の実施形態では、本発明の組成物には、ジアルキルアミン、ホルムアルデヒドおよびポリイソブチレン置換フェノールの反応により誘導されるマンニッヒ反応生成物が含有されており、ここで、該ポリイソブチレンは500〜3000の数平均分子量を有するものである。マンニッヒ分散剤は、全組成物中に0.07〜0.44pbw、0.05、0.07またはさらに0.088から、0.5、0.45またはさらに0.44pbwまでの割合で存在し得る。
該組成物は、さらに他の添加剤、例えば:発泡抑制剤、解乳化剤、流動点降下剤またはその混合物を含み得る。必要に応じての該添加剤は、該組成物の0.0005〜1.3、0.00075〜0.5、0.001〜0.4または0.0015〜0.3重量パーセントの範囲で存在し得、ここで、これらの範囲はこのようなさらなる添加剤全部の総量に対して適用してもよく、各1種類に対して個々に適用してもよい。
消泡剤は、発泡抑制剤としても知られており、当該技術分野において公知であり、限定されないが、有機シリコーンおよびノンシリコン発泡抑制剤が挙げられる。有機シリコーンの例としては、ジメチルシリコーンおよびポリシロキサンが挙げられる。ノンシリコン発泡抑制剤の例としては、限定されないが、アクリル酸エチルとアクリル酸2−エチルヘキシルのコポリマー、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシルおよび酢酸ビニルのコポリマー、ポリエーテル、ポリアクリレートならびにその混合物が挙げられる。一部の実施形態では、消泡剤はポリアクリレートである。消泡剤は、組成物中に0.001から0.012または0.004pbwまたはさらに0.001〜0.003で存在し得る。
解乳化剤は当該技術分野において公知であり、限定されないが、エチレンオキシドもしくは置換エチレンオキシドと逐次反応させたプロピレンオキシド、エチレンオキシド、ポリオキシアルキレンアルコール、アルキルアミン、アミノアルコール、ジアミンもしくはポリアミンの誘導体またはその混合物が挙げられる。解乳化剤の例としては、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、(エチレンオキシド−プロピレンオキシド)ポリマーおよびその混合物が挙げられる。一部の実施形態では、解乳化剤はポリエーテルである。解乳化剤は組成物中に0.002〜0.012pbwで存在し得る。
流動点降下剤は当該技術分野において公知であり、限定されないが、無水マレイン酸−スチレンコポリマーのエステル、ポリメタクリレート;ポリアクリレート;ポリアクリルアミド;ハロパラフィンワックスと芳香族化合物の縮合生成物;カルボン酸ビニルポリマー;およびフマル酸ジアルキル、脂肪酸のビニルエステルのターポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、アルキルフェノールホルムアルデヒド縮合樹脂、アルキルビニルエーテルならびにその混合物が挙げられる。
また、本発明の組成物に防錆剤を含めてもよい。好適な防錆剤としては、アルキルリン酸のヒドロカルビルアミン塩、ジアルキルジチオリン酸のヒドロカルビルアミン塩、ヒドロカルビルアリールスルホン酸のヒドロカルビルアミン塩、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその任意の組合せ;あるいはその混合物が挙げられる。
本発明の好適なアルキルリン酸のヒドロカルビルアミン塩は下式:
Figure 0006073032
で表されるものであり、式中、R26およびR27は、独立して、水素、アルキル鎖またはヒドロカルビルであり、好ましくはR26とR27の少なくとも一方がヒドロカルビルである。R26およびR27は、約4〜約30個、好ましくは約8〜約25個、より好ましくは約10〜約20個、最も好ましくは約13〜約19個の炭素原子を含む。R28、R29およびR30は、独立して、水素、約1〜約30個、好ましくは約4〜約24個、さらにより好ましくは約6〜約20個、最も好ましくは約10〜約16個の炭素原子を有する分枝状アルキルまたは線状アルキル鎖である。R28、R29およびR30は、独立して、水素、分枝状アルキルまたは線状アルキル鎖であり、R28、R29およびR30のうち好ましくは少なくとも1つ、最も好ましくは2つが水素である。
28、R29およびR30に好適なアルキル基の例としては、限定されないが、ブチル、secブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、n−ヘキシル、secヘキシル、n−オクチル、2−エチル、ヘキシル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、オクタデセニル、ノナデシル、エイコシルまたはその混合物が挙げられる。
一実施形態において、アルキルリン酸のヒドロカルビルアミン塩は、C14〜C18アルキル化リン酸と、C11〜14第3級アルキル第1級アミンの混合物であるPrimene 81R(Rohm & Haasによって製造および販売)との反応生成物である。
防錆剤パッケージに使用される本発明のジアルキルジチオリン酸のヒドロカルビルアミン塩は、式:
Figure 0006073032
で表されるものであり、式中、R31およびR32は、独立して分枝状または線状のアルキル基である。R31およびR32は、約3〜約30個、好ましくは約4〜約25個、より好ましくは約5〜約20個、最も好ましくは約6〜約19個の炭素原子を含む。R28、R29およびR30は上記のとおりである。
本発明のジアルキルジチオリン酸のヒドロカルビルアミン塩の例としては、限定されないが、ヘプチルジチオリン酸もしくはオクチルジチオリン酸もしくはノニルジチオリン酸と、エチレンジアミン、モルホリンもしくはPrimene 81Rとの反応生成物(1種類もしくは複数種)またはその混合物が挙げられる。
本発明の防錆剤パッケージに使用される好適なヒドロカルビルアリールスルホン酸のヒドロカルビルアミン塩は、式:
Figure 0006073032
で表されるものであり、式中、Cyはベンゼンまたはナフタレン環である。R33は、約4〜約30個、好ましくは約6〜約25個、より好ましくは約8〜約20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である。zは独立して、1、2、3または4であり、最も好ましくは、zは1または2である。R28、R29およびR30は上記のとおりである。
本発明のヒドロカルビルアリールスルホン酸のヒドロカルビルアミン塩の例としては、限定されないが、ジノニルナフタレンスルホン酸のエチレンジアミン塩が挙げられる。
好適な脂肪族カルボン酸もしくはそのエステルの例としては、グリセロールモノオレエートおよびオレイン酸が挙げられる。好適な含窒素カルボン酸のエステルの一例としてはオレイルサルコシンが挙げられる。
防錆剤は、潤滑油組成物の0.02〜0.2、0.03〜0.15、0.04〜0.12または0.05〜0.1pbwの範囲で存在し得る。本発明の防錆剤は、単独で使用してもその混合物で使用してもよい。
また、本発明の潤滑組成物に金属不活性剤を含めてもよい。金属不活性剤は、潤滑油中において酸化を促進させる金属の触媒効果を中和するために使用される。好適な金属不活性剤としては、限定されないが、トリアゾール、トリルトリアゾール、チアジアゾールまたはその組合せ、ならびにその誘導体が挙げられる。例としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、2−アルキルジチオベンゾイミダゾール、2−アルキルジチオベンゾチアゾール、2−(N,N’−ジアルキルジチオ−カルバモイル)ベンゾチアゾール、2,5−ビス(アルキル−ジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(N,N’−ジアルキルジチオカルバモイル)−1,3,4−チアジアゾール、2−アルキルジチオ−5−メルカプトチアジアゾールの誘導体またはその混合物が挙げられる。
一部の実施形態では、金属不活性剤はヒドロカルビル置換ベンゾトリアゾール化合物である。ヒドロカルビル置換を有するベンゾトリアゾール化合物は、以下の環内位置1−ベンゾトリアゾールまたは2−ベンゾトリアゾールまたは4−ベンゾトリアゾールまたは5−ベンゾトリアゾールまたは6−ベンゾトリアゾールまたは7−ベンゾトリアゾールのうちの少なくとも1つを含むものである。ヒドロカルビル基は、約1〜約30個、好ましくは約1〜約15個、より好ましくは約1〜約7個の炭素原子を含むものであり、最も好ましくは、金属不活性剤は、単独またはその混合物で使用される5−メチルベンゾトリアゾールである。
金属不活性剤は、潤滑油組成物の0.001〜0.1、0.01〜0.04または0.015〜0.03pbwの範囲で存在し得る。また、金属不活性剤は組成物中に0.002または0.004から0.02pbwで存在し得る。金属不活性剤は単独で使用してもその混合物で使用してもよい。
工業的適用
本発明の組成物は、液圧系統用、タービン用および他の工業用途の潤滑組成物として有用である。また、前記添加剤は添加剤濃縮液の形態であってもよく、これは、次いで基油により希釈され、最終潤滑組成物が作製され得る。かかる添加剤濃縮液では、種々の添加剤の相対比率は同じままとなる。換言すると、上記に示した重量パーセントの値は、基油成分以外の添加剤濃縮液に対してpbw値として適用され得る。濃縮液は基油または他の希釈剤を少量含有し、一部の実施形態では、基油または希釈剤を全く含有しない。該濃縮液は、良好な取り扱い性を有することが確保されるように充分な基油および/または希釈剤を含有する。種々の潤滑組成物の調製に関する以下の方法の説明は、添加剤濃縮液用途に置き換えて読んでもよい。
さらに、本発明は、(I)a)潤滑粘度の油;b)芳香族アミン酸化防止剤;およびc)ジチオカルバメート耐磨耗剤を一緒に混合する工程を含む、組成物の調製方法を提供する。該組成物は、必要に応じて1種類以上のさらなる添加剤を含み得る。組成物全体に対して、成分b)は0.35、0.375またはさらに0.5から0.75重量パーセント存在し得、成分c)は0.25〜0.75重量パーセント存在し得、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントは0.60、0.625またはさらに0.75から1.25重量パーセントであり得る。また、上記に示した種々の成分の範囲および例はすべて、本明細書において記載される方法に対して同様に適用され得る。
また、本発明は、タービンシステム、液圧システム、その任意の組合せの潤滑方法であって、I.該システムに、a)潤滑粘度の油;b)芳香族アミン酸化防止剤;およびc)ジチオカルバメート耐磨耗剤を含む潤滑組成物を供給する工程を含む方法を提供する。該組成物は必要に応じて1種類以上のさらなる添加剤を含み得る。組成物全体に対して、成分b)は0.35、0.375またはさらに0.5から0.75重量パーセント存在し得、成分c)は0.25〜0.75重量パーセント存在し得、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントは0.60、0.625またはさらに0.75〜1.25重量パーセントであり得る。また、上記に示した種々の成分の範囲および例はすべて、本明細書において記載される方法に対して同様に適用され得る。
構造内に例えば置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールは、場合によっては、使用対象の組成物の酸化特性に対してマイナスの影響を有することがあり得ることが知られている。したがって、本発明の利点に関係なく、かかる物質を含有している組成物では酸化特性が不充分になることが予測される。それでもなお、一部の実施形態において、本発明は、かかる物質の存在を限定する。一部の実施形態では、芳香族環を置換基として含有している置換チアジアゾールは全組成物中に0.25重量パーセント未満、0.20または0.15重量パーセント未満で存在する。一部の実施形態では、本発明の組成物に含有される、芳香族環を置換基として含有している置換チアジアゾールは0.10重量パーセント以下である。さらに他の実施形態では、本発明の組成物は、本質的に、実質的にまたはさらに完全にかかる物質を含有していない。
このような限定を、構造内に芳香族環を含有していない置換チアジアゾールに適用する必要はない。
一部の実施形態では、アルキル化フェノールは、全組成物中に0.25重量パーセント未満、0.20または0.15重量パーセント未満で存在する。一部の実施形態では、本発明の組成物に含有されるアルキル化フェノールは0.10重量パーセント以下である。さらに他の実施形態において、本発明の組成物は、本質的に、実質的に、または完全にさえ、かかる物質を含有していない。
上記の方法において記載した添加剤の添加順序は過度に制限されない。必要に応じての添加剤は上記の混合手順のいずれかを用いて、その他の成分と同時に混合してもよく後の時点で混合してもよい。
一部の実施形態では、油または同様の希釈剤の一部を該成分と存在させ、該成分を該油中で混合する。他の実施形態では、最小限量の油または希釈剤が、添加剤の作製および調製手段に由来する添加剤中に固有に存在する量以外に存在し、該成分を混合した後にさらなる基油を添加する。いずれの場合も、記載の方法により潤滑組成物がもたらされる。
一部の実施形態では、潤滑油組成物は濃縮液から調製され得、a)上記のすべての成分を、存在させた最小限の油および/または希釈剤(必要に応じて、適度な取り扱い性を可能にするための比較的少量のもの以外)と混合する工程を含む。得られた濃縮液は、次いで、濃縮液を有効量の基油またはその混合物と混合して完成流体をもたらすことによる潤滑組成物の調製に使用され得る。必要に応じての添加剤は、濃縮液に添加しても、得られた最終流体に添加してもよい。このような必要に応じての添加剤としては上記に記載の任意のものが挙げられる。一部の実施形態では、このような必要に応じての添加剤としては、発泡抑制剤、解乳化剤、粘度調整剤、流動点降下剤またはその混合物が挙げられ、全組成物中に約0、0.01、0.1またはさらに0.25から、約13、10、8またはさらに6pbwまでの範囲で存在するように添加され得る。
本発明の組成物は、工業用流体、液圧流体、タービン油および循環油ならびにその組合せとして使用され得る。一部の実施形態では、該組成物は、蒸気タービンシステムおよびガスタービンシステムにおいて使用される。かかるシステムにおける潤滑油組成物の使用により、該配合物の酸化安定性および/または熱安定性が改善され得る。さらに、本発明は、蒸気タービンまたはガスタービンの潤滑方法であって、前記タービンに本明細書に記載のいずれかの潤滑組成物を供給する工程を含む方法を提供する。
本発明を、特に有利な実施形態を示した以下の実施例によってさらに例示する。実施例は、本発明を例示するために示しているが、本発明の限定を意図するものではない。
実施例セット1
組成物の実施例セットを調製し、試験し、酸化安定度試験(RBOT)によって測定される(ASTM D2272に基づく)その酸化安定性および熱安定性を評価する。この試験では、サンプルの酸化寿命を測定する。サンプルを酸素、水および銅触媒コイルと、摂氏150度で回転ボンベユニット内で反応させる。ボンベを密封し、ユニット内の圧力を経時的に測定する。圧力の低下は、サンプル中で起こっている酸化反応の程度および速度を示す。ユニット内の圧力が最大圧力から172.4キロパスカル(2.5psi)まで低下するのにかかる時間を各サンプルについて記録する。圧力が明記した量まで低下するのにかかる時間が長いほど、酸化に対するサンプルの抵抗性が高く、サンプルはより安定である。
この試験のために6サンプルのセットを調製する。各サンプルは、芳香族アミン酸化防止剤(AO)およびジチオカルバメート耐磨耗剤(AW)の量以外は厳密に同じ配合を有する。各サンプルには、リン酸エステルおよびアミン塩、硫化オレフィン二次酸化防止剤、アクリレートポリマー消泡剤、トリアゾール金属不活性剤、ポリエーテルコポリマー腐食防止剤ならびに潤滑油の混合物を含む同じ量の同一の添加剤パッケージを含める。これらの実施例はすべて、同じグループII基油で調製した。以下の表に、サンプルセットの配合物および各サンプルで得られたRBOTの結果をまとめる:
表1−実施例セット1の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中のパーセント値はすべて、全組成物に対する重量パーセントの値である。
結果は、本発明と整合する実施例では驚くべき結果が得られることを示す。具体的には、実施例2、3、4および5は、実施例1および6より著しく良好なRBOTの結果を与えることによりこれら他の2例より性能が優れている。これは、実施例6がその他のいずれの実施例よりも高い処理割合を有するにもかかわらず真実である。換言すると、このデータは、実施例のRBOT性能値、したがって酸化安定性が、成分(b)と(c)を特定範囲内の重量パーセントで併用し、また、存在する各成分の量を例えば比率を制御することにより制御した場合、驚くほど改善されることを示す。実施例6で示されるように、比率の制御だけでは充分でないことに注意されたい。むしろ、最小限量の各添加剤が存在しなければならず、一部の実施形態では、ある比率範囲を維持しなければならない。また、対象の添加剤の全処理割合も、高くも低くもならない特定の範囲内に制御されなければならず、さもなければ性能は著しく低下する。
また、データは、存在する成分(b)の量を0.375%より多く0.75%未満にし(重量基準で)、存在する成分(c)の量を0.25%より多く1.25%未満にし(重量基準で)、成分(b)と(c)の合計総量を0.625%〜1.25%まで(重量基準で)にした場合、著しく改善された性能ピークを示す。また、データは、性能が高い実施例が1:1.33〜1:0.67の(b):(c)比を有することを示す。実施例3は、この組合せにより最良の結果が得られ、特に1:1の比では、他のいずれのサンプル(処理割合および重量比がより大きい、およびより小さいサンプルを含む)よりも良好であることを示す。
実施例セット2
組成物の第2の実施例セットを調製し、試験し、その酸化安定性および熱安定性を評価する(この場合も上記のRBOT試験を使用)。これらの実施例の配合物、特に、存在させるさらなる添加剤を広く多様にする。これらの実施例の配合物および得られた結果を以下の表にまとめる。各添加剤パッケージに示した個々の添加剤の相対量は実施例ごとにわずかに異なる場合があり得るが、所与の添加剤パッケージに示した添加剤はすべて、表示した各実施例中に同等の量で存在することに注意されたい。
表2a−実施例セット2の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例2−1には実施例セット1で使用したものと同じグループII基油を使用しているが、実施例2−2〜2−8には、650NグループII基油とPetro−Canada製のグループII基油の混合物を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在する。
5−添加剤パッケージAは、慣用的な添加剤の組合せであり、硫化オレフィン二次酸化防止剤、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物ならびに希釈油を含む。
6−添加剤パッケージBは、慣用的な添加剤の組合せであり、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物ならびに希釈油を含む。
7−添加剤パッケージCは、慣用的な添加剤の組合せであり、リン酸のエステルとアミン塩との混合物、硫化オレフィン二次酸化防止剤、アクリレートポリマー消泡剤、トリアゾール金属不活性剤、ポリエーテルコポリマー腐食防止剤ならびに希釈油を含む。
8−添加剤パッケージDは、慣用的な添加剤の組合せであり、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物ならびに希釈油を含む。
表2b−実施例セット2の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例2−9〜2−16には、上記の実施例2−2〜2−8で使用したものと同じ基油混合物を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在する。
5−添加剤パッケージEは、慣用的な添加剤の組合せであり、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物、構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールならびに希釈油を含む。
6−添加剤パッケージFは、添加剤パッケージ内に構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールが存在しないこと以外は添加剤パッケージEと同じである。
7−添加剤パッケージGは、添加剤パッケージ内に構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールが存在せず、添加剤パッケージにホスファイト耐磨耗剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージEと同じである。
表2c−実施例セット2の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例2−17〜2−24には、上記の実施例2−2〜2−8で使用したものと同じ基油混合物を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在させている。
5−添加剤パッケージEは上記の表2bの脚注5に記載のものと同じである。
6−添加剤パッケージFは上記の表2bの脚注6に記載のものと同じである。
7−添加剤パッケージGは上記の表2bの脚注7に記載のものと同じである。
8−添加剤パッケージHは、構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールをさらに含めたこと以外は添加剤パッケージGと同じである。
9−添加剤パッケージIは、構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールをさらに含めたこと以外は添加剤パッケージFと同じである。
表2d−実施例セット2の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例2−25〜2−30には、上記の実施例2−2〜2−8で使用したものと同じ基油混合物を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在させている。
5−添加剤パッケージIは上記の表2cの脚注9に記載のものと同じである。
6−添加剤パッケージJは、パッケージに置換チアジアゾールを含めず、パッケージにアルケニルホスファイト耐磨耗添加剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージIと同じである。
7−添加剤パッケージKは、構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールをさらに含めたこと以外は添加剤パッケージKと同じである。
結果は、本発明の種々の実施形態で、数多くの添加剤パッケージと組み合わせて使用した場合に良好な性能が得られることを示す。データは、良好な性能(これは、場合によっては2000分より長いRBOT結果を有すると定義され得る)は、成分(b)が低値では維持することが困難であるが、実施例に本発明の特徴が存在する場合、種々の実施形態(異なる添加剤パッケージを含む実施例、異なる基油中で配合された実施例、全処理割合に違いを有する実施例(本発明の特徴を満たしている限り)などを含む)間で一貫して良好な性能がみられることを示す。
実施例セット3
組成物の第3の実施例セットを調製し、試験し、その酸化安定性および熱安定性を評価する(この場合も上記のRBOT試験を使用)。これらの実施例の配合物、特に、存在させるさらなる添加剤を広く多様にする。これらの実施例の配合物および得られた結果を以下の表にまとめる。各添加剤パッケージに示した個々の添加剤の相対量は実施例ごとにわずかに異なる場合があり得るが、所与の添加剤パッケージに示した添加剤はすべて、表示した各実施例中に同等の量で存在することに注意されたい。
表3a−実施例セット3の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例3−1〜3−8にはすべて、530NグループII基油とPetro−Canada製のグループII基油の混合物である同じ基油を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在させている。
5−添加剤パッケージLは、慣用的な添加剤の組合せであり、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物、脂肪酸摩擦調整剤ならびに希釈油を含む。
6−添加剤パッケージMは、脂肪酸摩擦調整剤は含まれていないが、構造内に芳香族環が含まれていない置換チアジアゾールとアミン含有摩擦調整剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージLと同じである。
7−添加剤パッケージNは、ポリエーテル腐食防止剤も脂肪酸摩擦調整剤も含まれていないが、別のポリエーテル添加剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージLと同じである。
8−添加剤パッケージOは、アミン含有摩擦調整剤は含まれていないが、脂肪酸摩擦調整剤を含めたこと以外は添加剤パッケージMと同じである。
表3b−実施例セット3の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例3−1〜3−8にはすべて、530NグループII基油とPetro−Canada製のグループII基油の混合物である同じ基油を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在する。
5−添加剤パッケージLは上記の表3aの脚注5に記載のものと同じである。
6−添加剤パッケージOは上記の表3aの脚注8に記載のものと同じである。
この場合も、結果は、本発明の種々の実施形態で、数多くの添加剤パッケージと組み合わせて使用した場合に良好な性能が得られることを示す。データは、良好な性能(これは、一部の場合では2000分より長いRBOT結果を有すると定義され得る)は、成分(b)が低値では維持することが困難であるが、実施例に本発明の特徴が存在すると、種々の実施形態(異なる添加剤パッケージを含む実施例、異なる基油中で配合された実施例、全処理割合に違いを有する実施例(本発明の特徴を満たしている限り)などを含む)間で一貫して良好な性能がみられることを示す。
実施例セット4
組成物の第4の実施例セットを調製し、試験し、その酸化安定性および熱安定性を評価する(この場合も上記のRBOT試験を使用)。これらの実施例の配合物、特に、存在させるさらなる添加剤を広く多様にする。これらの実施例の配合物および得られた結果を以下の表にまとめる。各添加剤パッケージに示した個々の添加剤の相対量は実施例ごとにわずかに異なる場合があり得るが、所与の添加剤パッケージに示した添加剤はすべて、表示した各実施例中に同等の量で存在することに注意されたい。
表4a−実施例セット4の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例4−1〜4−8にはすべて、上記で使用したものと異なる2種類のグループII基油の混合物である同じ基油を使用している。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在する。
5−添加剤パッケージBは上記の表2aの脚注6に記載のものと同じである。
6−添加剤パッケージPは、ポリエーテル腐食防止剤は含まれていないが、異なるポリエーテル添加剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージBと同じである。
7−添加剤パッケージQは添加剤パッケージBと同じであり、アミン含有摩擦調整剤をさらに含めている。
8−添加剤パッケージRは、リン酸および/またはジチオリン酸のエステルとアミン塩との混合物が含まれていないこと以外は添加剤パッケージPと同じである。
表4b−実施例セット4の配合物および結果のまとめ
Figure 0006073032
1−表中の配合値はすべて、組成物全体に対する重量パーセントの値である。
2−基油成分は各組成物の残部を構成している。実施例4−11〜4−14にはすべて、上記で使用したものと異なる、2種類のグループII基油の混合物である同じ基油を使用している。実施例4−15〜4−16には、2種類の異なるグループII基油の異なる混合物を使用している。実施例4−9には、グループII基油のさらに別の混合物を使用しており、実施例4−10には、これらの基油のうちの1種類(on of)をまた別のグループII基油と合わせたものを含めている。これらの実施例で使用した基油はすべて市販のグループII基油である。
3−腐食防止剤Iは、構造内に置換基として芳香族環を含む置換チアジアゾールである。これは、これらの実施例の中でかかる基を存在させた唯一の腐食防止剤である。
4−アルキル化フェノールは一部の組成物中に、二次酸化防止剤として存在する。この表の実施例のアルキル化フェノールは、上記の実施例で使用したものと異なるアルキル基を有する。
5−添加剤パッケージRは、上記の表4aの脚注8のものと同じである。
6−添加剤パッケージSは、慣用的な添加剤の組合せであり、ポリエーテル腐食防止剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、サリチル酸ベース清浄剤ならびに希釈油を含む。
7−添加剤パッケージTは、ポリエーテルアミンをさらに含めたこと以外は、上記の表4aの脚注8に記載の添加剤パッケージRと同じである。
8−添加剤パッケージUは、サリチル酸ベース清浄剤をさらに含めたこと以外は添加剤パッケージTと同じである。
9−添加剤パッケージVは、慣用的な添加剤の組合せであり、リン酸エステルおよび/またはそのアミン塩の混合物を含む耐磨耗添加剤、エステルコポリマー消泡剤、置換トリアゾール腐食防止剤、ポリエーテル添加剤およびアルキルベンゼンを含む。
10−添加剤パッケージWは、リン酸エステルおよび/またはそのアミン塩の混合物が含まれていないこと以外は添加剤パッケージVと同じである。
11−実施例4−15〜4−16には、先の実施例とは異なる芳香族アミンAOを使用している。どちらの物質も芳香族アミン酸化防止剤であり、かかる物質の具体例は少しだけ異なり、そうであることは、使用する芳香族アミン酸化防止剤の具体的な同一性が重要でないことを示す。
この場合も、結果は、本発明の種々の実施形態で、数多くの添加剤パッケージと組み合わせて使用した場合に良好な性能が得られることを示す。データは、良好な性能(これは、一部の場合では2000分より長いRBOT結果を有すると定義され得る)は、成分(b)が低値では維持することが困難であるが、実施例に本発明の特徴が存在すると、種々の実施形態(異なる添加剤パッケージを含む実施例、異なる基油中で配合された実施例、全処理割合に違いを有する実施例(本発明の特徴を満たしている限り)などを含む)間で一貫して良好な性能がみられることを示す。
本発明について説明したが、本明細書を読むと、その種々の変形例が当業者に自明となることは理解されるべきである。したがって、本明細書に開示した発明には、添付の特許請求の範囲に含まれるかかる変形例が包含されることを意図していることは理解されるべきである。
本明細書において、用語「ヒドロカルビル置換基」または「ヒドロカルビル基」は、本明細書で用いる場合、当業者に周知の通常の意味で用いている。具体的には、主に炭素原子と水素原子で構成されており、分子の残部に炭素原子を介して結合している基をいうが、主として炭化水素である性質を有する分子を損ねるには不充分な割合での他の原子または基の存在を排除しない。一般に、ヒドロカルビル基に存在する非炭化水素置換基は炭素原子10個につき2個以下、好ましくは1個以下である;典型的には、ヒドロカルビル基には非炭化水素置換基がない。用語「ヒドロカルビル置換基」または「ヒドロカルビル基」のより詳細な定義は米国特許第6,583,092号に記載されている。
上記で言及した各文献は引用により本明細書に組み込まれる。本実施例以外、またはそうでないことを明示している場合以外は、物質の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを指定する本記載における数量はすべて、文言「約」によって修飾されていると理解されるべきである。特に記載のない限り、本明細書に示したパーセントおよび配合値はすべて重量基準である。特に記載のない限り、本明細書で言及している各化学物質または組成物は市販等級の物質であり、異性体、副生成物、誘導体、および市販等級のものに存在していると通常理解されているような他の物質が含まれている場合があり得ると解釈されたい。しかしながら、各化学成分の量は、特に記載のない限り、市販の物質中に通常存在し得る溶媒または希釈剤(あれば)を除いた量で示している。本明細書に示した量、範囲および比率の上限と下限の限界値は、独立して組み合わされ得ることは理解されるべきである。同様に、本発明の各要素の範囲および量は、その他の任意の要素の範囲または量と一緒に使用してもよい。本明細書で用いる場合、表現「本質的に〜からなる」は、考慮対象の組成物の基本特性および新規特性に実質的に影響しない物質の含有を許容するものである。
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
(項1)
a)潤滑粘度の油;
b)芳香族アミン酸化防止剤;および
c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
を含む組成物であって;
全組成物に対して、成分b)が0.35重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.60重量パーセント〜1.25重量パーセントであり;
該組成物が工業用潤滑剤である、組成物。
(項2)
さらに、成分b)以外の酸化防止剤;成分c)以外の耐磨耗剤;腐食防止剤、防錆剤、発泡抑制剤、分散剤、解乳化剤、金属不活性剤、摩擦調整剤、清浄剤、解乳化剤、極圧剤、流動点降下剤、粘度調整剤またはその任意の組合せを含む、上記項1に記載の組成物。
(項3)
成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油、ポリ(α−オレフィン)、GTL油またはその任意の組合せを含むものである、上記項1〜2のいずれかに記載の組成物。
(項4)
成分b)がアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−ナフチルアミンまたはその組合せを含むものであり;
成分c)が無灰ジチオカルバメートを含むものである、上記項1〜3のいずれかに記載の組成物。
(項5)
成分b)が全組成物中に約0.4重量パーセント〜約0.7重量パーセント存在しており;成分c)が全組成物中に約0.3重量パーセント〜0.7重量パーセント存在しており;成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントである、上記項1〜4のいずれかに記載の組成物。
(項6)
成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物の約95重量パーセント〜約99.9重量パーセント存在しており;
成分b)が、アルキル化ジフェニルアミンを含むものであり、全組成物中に約0.4重量パーセント〜約0.7重量パーセント存在しており;
成分c)が、ジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に約0.3重量パーセント〜約0.7重量パーセント存在しており;
成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントであり;
さらにd)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約5.0重量パーセント存在する、成分b)以外の酸化防止剤を含み;
さらにe)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約2.5重量パーセント存在する、成分c)以外の耐磨耗添加剤を含み;
さらにf)全組成物中に約0.001重量パーセント〜約2.0重量パーセント存在する、腐食防止剤または金属不活性剤を含み;
さらにg)防錆剤を含み、ここで、成分f)と成分g)は異なる添加剤であり、成分g)は全組成物中に約0.001重量パーセント〜約2.0重量パーセント存在しており;
さらにh)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約3.0重量パーセント存在する消泡添加剤を含む、
上記項1〜5のいずれかに記載の組成物。
(項7)
成分d)が硫化オレフィンを含むものであり;
成分e)がリン酸アミンを含むものであり;
成分f)が、トリアゾール、トリルトリアゾールまたはその組合せを含むものであり;
成分g)が、ポリエーテル、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその組合せを含むものであり;
成分h)がアクリレートコポリマーを含むものである、
上記項6に記載の組成物。
(項8)
成分b)である芳香族アミン酸化防止剤が、式:
Figure 0006073032

(式中、R およびR は、独立して、水素であるか、または約5個〜20個の炭素原子を含むアルキル基;または1個〜24個の炭素原子を含む線状もしくは分枝状のアルキル基であり、qおよびrは各々、独立して、0、1、2または3であり、ただし、qとrの和は少なくとも1であるものとする)
で表されるアルキル化ジフェニルアミンを含むものである、上記項1〜7のいずれかに記載の組成物。
(項9)
成分c)であるジチオカルバメート耐磨耗剤が、式:
Figure 0006073032

(式中、R およびR は、独立して、炭素数が1〜約7のアルキル、アリール、アラルキルであるか、あるいは一体となって脂環式ラジカルもしくはヘテロ脂環式ラジカルを形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結しており;XはOまたはSであり;aは1または2であり;R およびR は、独立して、H、アルキルまたはアリールであり;Zは、−CN、−S(=O)−R 、−S(=O)(=O)−R 、または−S(=O)(=O)−O−R (ここでR は水素、アルキル、アラルキルである)、または−C(=O)−Y(ここでYは−H、−OHまたは−R (ここでR はアルキル、アリール、アラルキルである)、−O−R 、−O−R −OH(ここでR は1個〜約7個の炭素原子のアルキレンである)、または−NR 10 11 (ここでR 10 およびR 11 は独立して、水素、アルキル、シクロ脂肪族、ヘテロ脂環式であるか、あるいは一体となって脂環式ラジカルもしくはヘテロ脂環式ラジカルを形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結している)である)である;ただし、aが1のとき、Yは−O−R でないものとする)
で表されるジチオカルバミン酸エステルを含むものである、上記項1〜8のいずれかに記載の組成物。
(項10)
成分d)であるさらなる酸化防止剤が、式:
Figure 0006073032

(式中、R は、約8個〜約20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の分枝状または線状のアルキル基であり;R 、R 、R およびR 10 は、独立して、水素または約1〜約3個の炭素原子を含むアルキルである)
で表される置換ヒドロカルビルモノスルフィドを含むものである、上記項6〜9のいずれかに記載の組成物。
(項11)
(I)
a)潤滑粘度の油;
b)芳香族アミン酸化防止剤;および
c)ジチオカルバメート耐磨耗剤;ならびに
必要に応じて、1種類以上のさらなる添加剤
を一緒に混合する工程を含む工業用潤滑剤組成物の調製方法であって、
全組成物に対して、成分b)を0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在させ、成分c)を0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在させ、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントを0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントにする方法。
(項12)
成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物中に約95重量パーセント〜約99.9重量パーセント存在させ;
成分b)が、アルキル化ジフェニルアミンを含むものであり、全組成物中に約0.4重量パーセント〜約0.7重量パーセント存在させ;
成分c)が、ジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に約0.3重量パーセント〜約0.7重量パーセント存在させ;
成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントであり;
該組成物がさらにd)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約5.0重量パーセント存在する、成分b)以外の酸化防止剤を含み;
該組成物がさらにe)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約2.5重量パーセント存在する、成分c)以外の耐磨耗添加剤を含み;
該組成物がさらにf)全組成物中に約0.001重量パーセント〜約2.0重量パーセント存在する、腐食防止剤または金属不活性剤を含み;
該組成物がさらにg)防錆剤を含み、ここで、成分f)と成分g)は異なる添加剤であり、成分g)を全組成物中に約0.001重量パーセント〜約2.0重量パーセント存在させ;
該組成物がさらにh)全組成物中に約0.01重量パーセント〜約3.0重量パーセント存在する消泡添加剤を含む、
上記項11に記載の方法。
(項13)
成分d)が硫化オレフィンを含むものであり;
成分e)がリン酸アミンを含むものであり;
成分f)が、トリアゾール、トリルトリアゾールまたはその組合せを含むものであり;
成分g)が、ポリエーテル、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその組合せを含むものであり;
成分h)がアクリレートコポリマーを含むものである、
上記項12に記載の方法。
(項14)
I.タービンシステムに、
a)潤滑粘度の油;
b)芳香族アミン酸化防止剤;および
c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
を含み;
全組成物に対して、成分b)が0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントである潤滑組成物
を供給する工程
を含む、タービンシステムの潤滑方法。
(項15)
I.タービンシステムに、
a)潤滑粘度の油;
b)芳香族アミン酸化防止剤;および
c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
を含み;
全組成物に対して、成分b)が0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントである潤滑組成物
を供給する工程
を含む液圧システムの潤滑方法。

Claims (15)

  1. a)潤滑粘度の油;
    b)芳香族アミン酸化防止剤;および
    c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
    を含む組成物であって;
    全組成物に対して、成分b)が0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントであり;
    該組成物が工業用潤滑剤であり、
    ここで、該組成物が8〜30個の炭素原子を有する分岐鎖脂肪酸とアミンの縮合物を含ま
    ここで、成分a)がポリ(トリメチレン−エチレンエーテル)グリコールを含まない、
    組成物。
  2. さらに、成分b)以外の酸化防止剤;成分c)以外の耐磨耗剤;腐食防止剤、防錆剤、発泡抑制剤、分散剤、解乳化剤、金属不活性剤、摩擦調整剤、清浄剤、解乳化剤、極圧剤、流動点降下剤、粘度調整剤またはその任意の組合せを含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油、ポリ(α−オレフィン)、GTL油またはその任意の組合せを含むものである、請求項1〜2のいずれかに記載の組成物。
  4. 成分b)がアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−ナフチルアミンまたはその組合せを含むものであり;
    成分c)が無灰ジチオカルバメートを含むものである、請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
  5. 成分c)が全組成物中に0.3重量パーセント〜0.7重量パーセント存在しており;成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントである、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
  6. 成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物の95重量パーセント〜99.9重量パーセント存在しており;
    成分b)が、アルキル化ジフェニルアミンを含むものであり;
    成分c)が、ジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に0.3重量パーセント〜0.7重量パーセント存在しており;
    成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントであり;
    さらにd)全組成物中に0.01重量パーセント〜5.0重量パーセント存在する、成分b)以外の酸化防止剤を含み;
    さらにe)全組成物中に0.01重量パーセント〜2.5重量パーセント存在する、成分c)以外の耐磨耗添加剤を含み;
    さらにf)全組成物中に0.001重量パーセント〜2.0重量パーセント存在する、腐食防止剤または金属不活性剤を含み;
    さらにg)防錆剤を含み、ここで、成分f)と成分g)は異なる添加剤であり、成分g)は全組成物中に0.001重量パーセント〜2.0重量パーセント存在しており;
    さらにh)全組成物中に0.01重量パーセント〜3.0重量パーセント存在する消泡添加剤を含む、
    請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
  7. 成分d)が硫化オレフィンを含むものであり;
    成分e)がリン酸アミンを含むものであり;
    成分f)が、トリアゾール、トリルトリアゾールまたはその組合せを含むものであり;
    成分g)が、ポリエーテル、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその組合せを含むものであり;
    成分h)がアクリレートコポリマーを含むものである、
    請求項6に記載の組成物。
  8. 成分b)である芳香族アミン酸化防止剤が、式:
    Figure 0006073032

    (式中、RおよびRは、独立して、水素であるか、または5個〜20個の炭素原子を含むアルキル基;または1個〜24個の炭素原子を含む線状もしくは分枝状のアルキル基であり、qおよびrは各々、独立して、0、1、2または3であり、ただし、qとrの和は少なくとも1であるものとする)
    で表されるアルキル化ジフェニルアミンを含むものである、請求項1〜7のいずれかに記載の組成物。
  9. 成分c)であるジチオカルバメート耐磨耗剤が、式:
    Figure 0006073032

    (式中、RおよびRは、独立して、炭素数が1〜7のアルキル、アリール、アラルキルであるか、あるいは一体となって脂環式ラジカルもしくはヘテロ脂環式ラジカルを形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結しており;XはOまたはSであり;aは1または2であり;RおよびRは、独立して、H、アルキルまたはアリールであり;Zは、−CN、−S(=O)−R、−S(=O)(=O)−R、または−S(=O)(=O)−O−R(ここでRは水素、アルキル、アラルキルである)、または−C(=O)−Y(ここでYは−H、−OHまたは−R(ここでRはアルキル、アリール、アラルキルである)、−O−R、−O−R−OH(ここでRは1個〜7個の炭素原子のアルキレンである)、または−NR1011(ここでR10およびR11は独立して、水素、アルキル、シクロ脂肪族、ヘテロ脂環式であるか、あるいは一体となって脂環式ラジカルもしくはヘテロ脂環式ラジカルを形成しており、該ラジカルにおいて該環は該窒素によって完結している)である)である;ただし、aが1のとき、Yは−O−Rでないものとする)
    で表されるジチオカルバミン酸エステルを含むものである、請求項1〜8のいずれかに記載の組成物。
  10. 成分d)であるさらなる酸化防止剤が、式:
    Figure 0006073032

    (式中、Rは、8個〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の分枝状または線状のアルキル基であり;R、R、RおよびR10は、独立して、水素または1〜3個の炭素原子を含むアルキルである)
    で表される置換ヒドロカルビルモノスルフィドを含むものである、請求項6〜9のいずれかに記載の組成物。
  11. (I)
    a)潤滑粘度の油;
    b)芳香族アミン酸化防止剤;および
    c)ジチオカルバメート耐磨耗剤;ならびに
    必要に応じて、1種類以上のさらなる添加剤
    を一緒に混合する工程を含む工業用潤滑剤組成物の調製方法であって、
    全組成物に対して、成分b)を0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在させ、成分c)を0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在させ、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントを0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントにし、
    ここで、該組成物が8〜30個の炭素原子を有する分岐鎖脂肪酸とアミンの縮合物を含ま
    ここで、成分a)がポリ(トリメチレン−エチレンエーテル)グリコールを含まない、
    方法。
  12. 成分a)が、グループI基油、グループII基油、グループIII基油またはその任意の組合せを含むものであり、全組成物中に95重量パーセント〜99.9重量パーセント存在させ;
    成分b)が、アルキル化ジフェニルアミンを含むものであり;
    成分c)が、ジチオカルバミン酸エステルを含むものであり、全組成物中に0.3重量パーセント〜0.7重量パーセント存在させ;
    成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが全組成物に対して0.8重量パーセント〜1.2重量パーセントであり;
    該組成物がさらにd)全組成物中に0.01重量パーセント〜5.0重量パーセント存在する、成分b)以外の酸化防止剤を含み;
    該組成物がさらにe)全組成物中に0.01重量パーセント〜2.5重量パーセント存在する、成分c)以外の耐磨耗添加剤を含み;
    該組成物がさらにf)全組成物中に0.001重量パーセント〜2.0重量パーセント存在する、腐食防止剤または金属不活性剤を含み;
    該組成物がさらにg)防錆剤を含み、ここで、成分f)と成分g)は異なる添加剤であり、成分g)を全組成物中に0.001重量パーセント〜2.0重量パーセント存在させ;
    該組成物がさらにh)全組成物中に0.01重量パーセント〜3.0重量パーセント存在する消泡添加剤を含む、
    請求項11に記載の方法。
  13. 成分d)が硫化オレフィンを含むものであり;
    成分e)がリン酸アミンを含むものであり;
    成分f)が、トリアゾール、トリルトリアゾールまたはその組合せを含むものであり;
    成分g)が、ポリエーテル、脂肪族カルボン酸もしくはそのエステル、含窒素カルボン酸のエステル、スルホン酸アンモニウム、イミダゾリンまたはその組合せを含むものであり;
    成分h)がアクリレートコポリマーを含むものである、
    請求項12に記載の方法。
  14. I.タービンシステムに、
    a)潤滑粘度の油;
    b)芳香族アミン酸化防止剤;および
    c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
    を含み;
    全組成物に対して、成分b)が0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントである潤滑組成物
    を供給する工程
    を含む、タービンシステムの潤滑方法であって、
    ここで、該組成物が8〜30個の炭素原子を有する分岐鎖脂肪酸とアミンの縮合物を含ま
    ここで、成分a)がポリ(トリメチレン−エチレンエーテル)グリコールを含まない、
    方法。
  15. I.液圧システムに、
    a)潤滑粘度の油;
    b)芳香族アミン酸化防止剤;および
    c)ジチオカルバメート耐磨耗剤
    を含み;
    全組成物に対して、成分b)が0.5重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分c)が0.25重量パーセント〜0.75重量パーセント存在しており、成分b)とc)を合わせたものの総重量パーセントが0.75重量パーセント〜1.25重量パーセントである潤滑組成物
    を供給する工程
    を含む液圧システムの潤滑方法であって、
    ここで、該組成物が8〜30個の炭素原子を有する分岐鎖脂肪酸とアミンの縮合物を含ま
    ここで、成分a)がポリ(トリメチレン−エチレンエーテル)グリコールを含まない、
    方法。
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