JP6121892B2 - 複数の摩擦修正剤を含む添加剤組成物 - Google Patents

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Description

本開示は、アシルN−メチルグリシンとそれらの誘導体とを含む添加剤組成物および潤滑剤に関する。とりわけ、それは少なくとも1種の摩擦修正剤と組み合わせたアシルN−メチルグリシンとそれらの誘導体を含む添加剤組成物および潤滑油に関する。
エンジンのような様々な装置の滑動する部品(sliding parts)の潤滑において、境界層および薄膜の摩擦は重要な特徴である可能性がある。従って、これらの特徴に対処する、代用の潤滑油の開発が望ましい。
例えば、エンジンの円滑な操作を確保するために、エンジンオイルは、エンジン内の様々な滑動する部品(sliding parts)、例えば、ピストンリング/シリンダー・ライナー、クランクシャフトおよび連接棒の軸受け、カムおよび弁リフターを含む弁機構、等を潤滑する工程に重要な役割を果たす。エンジンオイルはまた、エンジンの内部を冷却しそして燃焼産物を分散させる工程に役割を果たすことができる。エンジンオイルの更なる可能な機能は、錆および腐食を防止または低減する機能を含むことができる。
エンジンオイルの主要な考慮すべき問題は、エンジン内の部品の摩耗と焼き付きを防止することである。潤滑されるエンジンの部品は大部分、流動体潤滑の状態にあるが、弁系統、およびピストンの頂上と底部の真ん中は、境界潤滑および/または薄膜潤滑の状態にあるようである。エンジン内におけるこれらの部品間の摩擦は重大なエネルギーロスをもたらし、それにより燃料効率を低下させる可能性がある。摩擦エネルギーのロスを低減させるために、エンジンオイル中に、多数のタイプの摩擦修正剤(friction modifiers)が使用されてきた。
エンジンの部品間の摩擦が低減されると、改善された燃料効率を達成することができる。薄膜の摩擦は、2枚の表面間の距離が非常に小さい時に、2枚の表面間で運動する潤滑剤のような流動体により形成される摩擦である。通常、エンジンオイル中に存在する幾つかの添加剤は、薄膜の摩擦に対して効果をもつことができる、異なる厚さの膜を形成することが知られている。亜鉛ジアルキル・ジチオホスフェート(ZDDP)のような幾つか添加剤は、薄膜の摩擦を増加することが知られている。このような添加剤は、エンジンの部品を保護するためのような他の理由のために要求されるかも知れないが、このような添加剤により引起される薄膜の摩擦の増加は有害であるかも知れない。
エンジン内の境界層の摩擦を減少する工程もまた、燃料効率を高めることができる。エンジン内の接触面の運動は、境界層の摩擦により遅らされる可能性がある。非窒素含有、窒素含有およびモリブデン含有の摩擦修正剤が時々、境界層の摩擦を低減するために使用される。
特許文献1は、式:
の化合物とジカルボン酸のアミン塩とを含む3成分の錆防止剤パッケージを含む潤滑剤組成物を開示している(特許文献1参照。)ここで、RはC8−18−アルキルまたはアルケニル基を表す。ジカルボン酸のアミン塩は、構造式:
HOOC(CHCOOH
[式中、xは4〜46の整数である]
をもつ約1モルの化合物を、式:
[式中、R、RおよびRは独立して、水素、14個までの炭素原子をもつアルキル、ヒドロキシアルキル、シクロアルキルまたはポリアルキレンオキシ基から選択される]をもつ化合物から選択される約2モルのアミンとともに含むように、錆防止剤パッケージを配合することにより調製される。該錆防止剤パッケージは、クランクケース油およびジーゼル油を使用して配合される潤滑剤組成物中に使用することができる。
特許文献2は、特定のタイプの多機能オイルのための、様々な、異なる錆防止化合物の使用を開示している(特許文献2参照。)該明細書には、そのRおよびRが定義されていない、式:
の化合物を使用する可能性が短く言及されている。該出願書には使用されるべき量に関する更なる詳細も与えられず、またはこのような化合物を含むどんな特定の配合物も例示されていない。
特許文献3は、多機能潤滑剤を開示しており、オレイルサルコシンを含むウェットブレーキ配合物の一例を含む(特許文献3参照)。例示された組成物はまた、塩基性スルホン酸カルシウム清浄剤(TBN=300)、P−ポリブテンバリウムフェナート/スルホネート清浄剤、Mw=900 PIB基をもつポリブテニル琥珀酸無水物とテトラエチレン・ペンタミンとの反応生成物である分散剤、亜鉛ジヘキシル・ジチオホスフェート、ジオレイルホスファイト、スパームオイルおよび硫化ポリブテンを含む。
近年、より高いエネルギー効率を与える潤滑剤、特に潤滑剤中への摩擦修正剤の使用により摩擦を低下する潤滑剤、を使用する要望が増加してきた。本開示は薄膜の摩擦および境界層の摩擦の一方または両方を低下することができる改善された潤滑剤組成物を提供する。
米国特許第5,599,779号明細書 国際公開出願第2009/140108号パンフレット ドイツ特許第1235896号明細書
要約
一つの態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここで、添加剤パッケージが、
(A)
(a)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]
の化合物との、アルコールの、1種以上の反応生成物、並びに
(b)式II〜III:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてRとRは独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC〜C18ヒドロカルビル基、から選択される]、および
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてXはアルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモウムのカチオンであり、そしてnはカチオンXの原子価である]、
の1種以上の化合物、
から選択される1種の摩擦修正剤成分、並びに
(B)前記1種以上の化合物(A)と異なる少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
式IVの化合物とのアルコールの、1種以上の反応生成物はエステルであることができる。
一つの実施形態においては、式IVの化合物とのアルコールの反応生成物は、式I:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてRは水素、約1〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビルまたは、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基、である]の1種以上の化合物を含んでなる。
式IVのヒドロキシル基は、所望される場合は、アルコールとの反応の前に適切な離脱基により置換されてもよい。アルコールはR−OHにより表されることができ、そのRは約1〜約8個の炭素原子を含むヒドロカルビル基または、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基を含んでなる。
前記の1種以上の化合物は式IIのアミドであることができる。
前記の1種以上の化合物は式IIIの少なくとも1種の塩を含んでなることができる。
添加剤パッケージは、式I〜IIIから独立して選択される少なくとも2種の異なる化合物を含んでなることができる。
Rは約10〜約20個の炭素原子をもつことができる。あるいはまた、Rは約12〜約18個の炭素原子をもつことができる。
は約1〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビル基であることができる。あるいはまた、Rは、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基を含む、ヒドロカルビル基であることができる。
とRは、独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC〜C18ヒドロカルビル基、から選択されることができる。あるいはまた、RとRは独立して、水素およびC〜Cヒドロカルビル基から選択されることができる。
式IIIの1種以上の化合物は、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムおよびアミンから選択される1個以上のカチオンの塩である。
添加剤パッケージは更に、抗酸化剤、消泡剤、モリブデン含有化合物、チタン含有化合物、リン含有化合物、粘度指数向上剤、流動点降下剤、および希釈油よりなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含むことができる。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
他の態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここでその添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、そして酸基上のヒドロキシル基は、所望される場合は、反応の前に適切な離脱基により置換されてもよい]の1種以上の化合物と、式V:
[式中、R、RおよびRは独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC〜C18ヒドロカルビル基から選択される]の1種以上のアミン、との1種以上の反応生成物、並びに
(B)式IVの1種以上の化合物と式Vの1種以上のアミン、との前記1種以上の反応生成物と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
式IVのRは約10〜約20個の炭素原子をもつことができる。
、RおよびRは独立して、水素、C〜C12ヒドロカルビル基および、ヘテロ原子含有C〜C12ヒドロカルビル基から選択されることができる。
適切なアミンは、例えば、アンモニア、2−エチルヘキシルアミン、n−ブチルアミン、t−ブチルアミン、イソプロピルアミン、n−ペンチルアミン、イソペンチルアミンを含むペンチルアミン、2−エチルプロピル−アミン、オクチルアミン、ジブチルアミンおよびジメチルアミノプロピルアミンを含む。適切なアミドは、例えば、式IVの化合物と、1種以上のメトキシエチルアミン、トリス−ヒドロキシメチル・アミノ−メタン(THAM)およびジエタノールアミン、との反応生成物を含む。その他の適切なアミドの反応生成物は、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸と2−エチルヘキシルアミンとの反応生成物である。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
本開示はまた、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を含み、ここで該添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そして酸基上の水素原子はまた、適切な離脱基により置換されてもよい]の1種以上の化合物と、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、アミンまたはそれらの混合物、との反応生成物である1種以上の塩、並びに
(B)式IVの1種以上の化合物と、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、アミンまたはそれらの混合物、との反応生成物である1種以上の塩と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
適切なアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物または対応する酸化物は、限定はされないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、等を含む。
本開示における使用のための摩擦修正剤として適切な塩は、例えば、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸のナトリウム塩、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸のカリウム塩のような1価の塩、カルシウム、マグネシウムおよびバリウム塩のような2価の塩を含む。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
その他の態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここで該添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]の1種以上の化合物と、1種以上のアミンアルコールとの、1種以上の反応生成物、並びに
(B)式IVの1種以上の化合物と式Vの1種以上のアミンとの、前記1種以上の反応生成物と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
アミンアルコールは、エタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノエチル・エタノールアミン、トリス−ヒドロキシメチル・アミノ−メタン(THAM)およびそれらの混合物から選択されることができる。
1種以上の化合物(A)と異なる少なくとも1種の摩擦修正剤は、アルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデンジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含んでなることができる。
化合物(A)と少なくとも1種の摩擦修正剤(B)との総量は、潤滑油の総重量の約0.1重量%〜約10重量%を含んでなることができる。
少なくとも1種の摩擦修正剤(B)は、アルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデンジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から独立して選択される少なくとも2種の化合物を含んでなることができる。
少なくとも1種の摩擦修正剤(B)は少なくとも1種のグリセロールエステルを含んでなることができる。
少なくとも1種の摩擦修正剤(B)は少なくとも1種のモリブデン・ジチオカルバメートを含んでなることができる。
少なくとも1種の摩擦修正剤(B)は少なくとも1種のポリエステルを含んでなることができる。
少なくとも1種の摩擦修正剤(B)は少なくとも1種のグリセロールエステルおよび少なくとも1種のモリブデン・ジチオカルバメートを含んでなることができる。
更にその他の態様においては、本開示は、本明細書に開示されるような潤滑油組成物を使用して表面を潤滑する工程を含んでなる、相互に対して運動している、接触表面間の薄膜および境界層の摩擦を改善する方法を提供する。幾つかの実施形態においては、その表
面は、エンジンの接触面である。
更にその他の態様においては、本開示は、本明細書に開示されるような潤滑油組成物を使用して表面を潤滑する工程を含んでなる、相互に対して運動している密接な近位にある表面間の境界層の摩擦を改善する方法を提供する。幾つかの実施形態においては、その表面はエンジンの接触面である。
更にその他の態様においては、本開示は、本明細書に開示されるような潤滑油組成物を使用して表面を潤滑する工程を含んでなる、相互に関連して密接な近位にある表面間の薄膜の摩擦を改善する方法を提供する。幾つかの実施形態においては、その表面はエンジンの接触面である。
その他の態様においては、本開示は、本明細書に記載される潤滑油またはエンジンオイルを使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜および境界層の摩擦を改善する方法を提供する。
改善される薄膜および境界層の摩擦は、本明細書に記載の通りの1種以上の摩擦修正剤成分の不存在下における同一組成物に関連して決定されることができる。
他の態様においては、本開示は、本明細書に記載される潤滑油またはエンジンオイルを使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の境界層の摩擦を改善する方法を提供する。
改善される境界層の摩擦は、本明細書に記載の通りの1種以上の摩擦修正剤成分の不存在下における同一組成物に関連して決定されることができる。
他の態様においては、本開示は、本明細書に記載の通りの潤滑油またはエンジンオイルを使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜の摩擦を改善する方法を提供する。
改善される薄膜の摩擦は、本明細書に記載の通りの1種以上の摩擦修正剤成分の不存在下における同一組成物に関連して決定されることができる。
定義
本明細書に使用されるような特定の用語の意味を明確にするために、用語の以下の定義が提供される。
本明細書で、そして付記の請求の範囲に使用されるような、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明確に別記しない限り、複数の指示物を含むことに注意しなければならない。更に、用語「一つの(a)」(または一つの「an」)、「一つ以上の(one or more)」、および「少なくとも一つの」は、本明細書では互換的に使用することができる。用語「含んでなる」、「含む」、「をもつ」および「から成る」もまた、互換的に使用することができる。
明細書および請求の範囲に使用される成分の量、分子量、パーセント、比率、反応条件のような特性、等を表すすべての数字は、別記されない限り、用語「約」が存在するか否かに拘わらず、すべての場合に、用語「約」により修飾されているものと理解することができる。従って、明細書および請求の範囲内に示される数値パラメーターは、その反対に指摘されない限り、本開示により獲得することが追求される、所望される特性に応じて変動する可能性がある近似値である。最低限でも、そして請求の範囲に同等物の原理の適用
を限定するための試みとしてではなく、各数値パラメーターは少なくとも、報告された有意な桁数の数字に照らし、そして通常の近似法を適用することにより、解釈されなければならない。本開示の広い範囲を示す数値範囲およびパラメーターが近似値であるにも拘わらず、特定の実施例に示される数値はできるだけ正確に報告される。しかし、あらゆる数値は本質的に、それらそれぞれの試験測定値に認められる標準偏差から必然的にもたらされる特定の誤差を含む。
本明細書に開示される各成分、化合物、置換基またはパラメーターは、単独で、または本明細書に開示される一つ以上のありとあらゆるその他の成分、化合物、置換基またはパラメーターと組み合わせて使用するために開示されていると解釈することができることが理解できる。
更に、本明細書に開示される各成分、化合物、置換基またはパラメーターに対する各量/値、または量/値の範囲もまた、本明細書に開示されるあらゆる他の1種以上の成分、化合物、置換基またはパラメーターに対して開示される各量/値、または量/値の範囲と組み合わせて開示されているものと解釈されることができ、従って、本明細書に開示される2種以上の成分、化合物、置換基またはパラメーターに対する量/値、または量/値の範囲のあらゆる組み合わせもまた、本説明の目的のために相互と組み合わせて開示されていることを理解することができる。
更に、本明細書に開示される各範囲の各下限は、同一成分、化合物、置換基またはパラメーターに対して本明細書で開示される各範囲の各上限と組み合わせて開示されていると解釈することができることが理解される。従って、二つの範囲の開示物は、各範囲の各下限を各範囲の各上限と組み合わせることにより誘導される4つの範囲の開示物と解釈することができる。3つの範囲の開示物は、各範囲の各上限と各範囲の各下限とを組み合わせることにより誘導される9つの範囲の開示物、等と解釈することができる。更に、明細書または実施例中に開示される一つの成分、化合物、置換基またはパラメーターの特定の量/値は、ある範囲の下限または上限のいずれかの開示物と解釈することができ、従ってその成分、化合物、置換基またはパラメーターの範囲を形成するためには、出願書の他の場所に開示される同一の成分、化合物、置換基またはパラメーターに対するある範囲のあらゆる他の下限または上限、あるいは特定の量/値と組み合わせることができる。
用語「オイル組成物」、「潤滑組成物」、「潤滑油組成物」、「潤滑油」、「潤滑剤組成物」、「潤滑組成物」、「完全配合潤滑剤組成物」、および「潤滑剤」は、主要量の基油プラス少量の添加剤組成物を含んでなる最終潤滑製品を表す、同義の、完全に互換性の用語であると考えられる。
用語「クランクケースオイル」、「クランクケース潤滑剤」、「エンジンオイル」、「エンジン潤滑剤」、「モーター油」および「モーター潤滑剤」は、主要量の基油プラス少量の添加剤組成物を含んでなる、完成したエンジン、モーターまたはクランクケースの潤滑製品を表す、同義の、完全に互換性の用語であると考えられる。
本明細書で使用される用語「添加剤パッケージ」および「添加剤濃厚物」、「添加剤組成物」は、主要量の基油原料を除く潤滑組成物の部分を表す、同義の、完全に互換性の用語であると考えられる。添加剤パッケージは粘度指数向上剤または流動点降下剤を含んでも含まなくてもよい。
本明細書で使用される用語「エンジンオイルの添加剤パッケージ」、「エンジンオイルの添加剤濃厚物」、「クランクケースの添加剤パッケージ」、「クランクケースの添加剤濃厚物」、「モーター油の添加剤パッケージ」および「モーター油の濃厚物」は、主要量
の基油原料を除く潤滑組成物の部分を表す、同義の、完全に互換性の用語であると考えられる。エンジン、クランクケースまたはモーター油の添加剤パッケージは、粘度指数向上剤または流動点降下剤を含んでも含まなくてもよい。
本明細書で使用される用語「ヒドロカルビル置換基」または「ヒドロカルビル基」は、当業者に周知の、その通常の意味で使用される。それは、特に、分子の残りの部分に直接結合された炭素原子をもち、そして主として炭化水素の特性をもつ基を表す。本明細書で使用される「基(group)」および「部分(moiety)」は互換性であることが意図される。ヒドロカルビル基の例は、
(a)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環式置換基(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、および芳香族、脂肪族および脂環式置換芳香族置換基、並びに環式置換基、ここで環は分子の他の部分により完成される(例えば、2個の置換基が一緒になって一つの脂環式部分を形成する)、
(b)置換炭化水素置換基、すなわち、本開示の範疇では、置換基の主として炭化水素の特性を実質的には変えない、非炭化水素基を含む置換基(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、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、アミノ、アルキルアミノおよびスルホキシ)、並びに
(c)ヘテロ置換基、すなわち、本開示の範疇では、主として炭化水素の特性をもちながら、そうでなければ炭素原子よりなる環または鎖中に炭素原子以外の原子を含む置換基:を含む。ヘテロ原子は硫黄、酸素および窒素を含むことができ、そしてヘテロ置換基は、ピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルのような置換基を包含する。ヒドロカルビル基中には、概して、例えば、各10個の炭素原子に対して、2個以下の、または1個以下の非炭化水素置換基が存在するであろう。幾つかの実施形態においては、ヒドロカルビル基中には非炭化水素置換基は存在しない。
本明細書で使用される用語「重量パーセント」は、明確に別記されない限り、全組成物の総重量のうちの、引用される1種以上の成分、化合物、または置換基が表す百分率を意味する。
本明細書で使用される用語「可溶性」、「油溶性」および「分散性」は、必然的ではないが、その化合物または添加剤が、すべての割合で、油中に可溶性、溶解可能、混和性または懸濁可能であることを示すことができる。しかし、以上の用語は、1種以上の成分、化合物または添加剤が、例えば、油が使用される環境内でそれらの意図される効果を発揮するのに十分な程度まで油中に可溶性、懸濁可能、溶解可能、または安定に分散可能であることを意味する。更に、その他の添加剤の更なる取り入れもまた、所望される場合は、より高レベルの、特定の油に可溶性または分散性の化合物または添加剤の取り入れを許すことができる。
本明細書で使用される用語「TBN」は、ASTM D2896またはASTM D4739の方法により測定されるmg KOH/gにおける総塩基価を意味するために使用される。
本明細書で使用される用語「アルキル」は、約1〜約100個の炭素原子の炭素鎖をもつ、直鎖、分枝鎖、環式および/または置換飽和基を表す。
本明細書で使用される用語「アルケニル」は、約3〜約10個の炭素原子の炭素鎖をもつ、直鎖、分枝鎖、環式および/または置換不飽和基を表す。
本明細書で使用される用語「アリール」は、アルキル、アルケニル、アルキルアリール
、アミノ、ヒドロキシル、アルコキシおよび/またはハロ置換基、並びに/あるいは、限定はされないが、窒素、酸素および硫黄を含むヘテロ原子、を含むことができる単環式および多環式芳香族化合物を表す。
本明細の潤滑剤、1種以上の成分または化合物の組み合わせ物、あるいは個々の1種以上の成分または化合物は、様々なタイプの内燃エンジンにおける使用に適することができる。適切なエンジンのタイプは、限定はされないが、重量ジーゼル、乗用車、軽量ジーゼル、中速度ジーゼルまたはマリーン・エンジンを含むことができる。内燃エンジンは、ジーゼル燃料エンジン、ガソリン燃料エンジン、天然ガス燃料エンジン、バイオ燃料エンジン、混合ジーゼル/バイオ燃料エンジン、混合ガソリン/バイオ燃料エンジン、アルコール燃料エンジン、混合ガソリン/アルコール燃料エンジン、圧縮天然ガス(CNG)燃料エンジン、またはそれらの組み合わせ物であることができる。内燃エンジンはまた、電源または電池動力源と組み合わせて使用することができる。そのように形作られているエンジンは一般にハイブリッドエンジンとして知られている。内燃エンジンは2−ストローク、4−ストローク、またはロータリーエンジンであることができる。実施形態をそれに適用することができる適切な内燃エンジンは、マリーンジーゼルエンジン、航空機ピストンエンジン、低荷重ジーゼルエンジンおよびオートバイ、自動車、機関車およびトラックのエンジンを含む。
内燃エンジンは、1種以上の、アルミニウム合金、鉛、錫、銅、鋳鉄、マグネシウム、セラミックス、ステンレス鋼、複合材料および/またはそれらの組み合わせ物を含んでなる1種以上の部材を含むことができる。1種以上の部材は例えば、ダイヤモンド様炭素被膜、潤滑被膜、リン含有被膜、モリブデン含有被膜、黒鉛被膜、ナノ粒子含有被膜、および/またはそれらの組み合わせ物または混合物で被覆することができる。アルミニウム合金は珪酸アルミニウム、酸化アルミニウム、またはその他のセラミック材料を含むことができる。一つの実施形態においては、アルミニウム合金はアルミニウム−シリケート表面を含んでなる。本明細書で使用される用語「アルミニウム合金」は、「アルミニウム複合材料」と同義であることが意図され、その詳細な構造に関係なく、顕微鏡的またはほぼ顕微鏡的レベルで混合または反応されるアルミニウムおよび1種以上のその他の成分を含んでなる一つの部材または表面を説明することが意図される。これは、アルミニウム以外の金属とのあらゆる従来の合金並びにセラミック様材料のような非金属元素または化合物との複合材料または合金様構造物を含むと考えられる。
内燃エンジンのための潤滑剤組成物は、硫黄、リンまたは硫酸灰分(ASTM D−874)に関係なく、あらゆるエンジンの潤滑剤に適することができる。エンジン潤滑剤の硫黄含量は、約1重量%以下、または約0.8重量%以下、または約0.5重量%以下、または約0.3重量%以下であることができる。一つの実施形態においては、硫黄含量は約0.001重量%〜約0.5重量%、または約0.01重量%〜約0.3重量%の範囲内にあることができる。リン含量は約0.2重量%以下、または約0.1重量%以下、または約0.085重量%以下、または約0.08重量%以下、または更に、約0.06重量%以下、または約0.055重量%以下、または約0.05重量%以下であることができる。一つの実施形態においては、リン含量は約50ppm〜約1000ppm、または約325ppm〜約850ppmであることができる。総硫酸灰分は、約2重量%以下、または約1.5重量%以下、または約1.1重量%以下、または約1重量%以下、または約0.8重量%以下、または約0.5重量%以下であることができる。一つの実施形態においては、硫酸灰分は、約0.05重量%〜約0.9重量%、または約0.1重量%〜約0.7重量%、または約0.2重量%〜約0.45重量%であることができる。他の実施形態においては、硫黄含量は0.4重量%以下であることができ、リン含量は約0.08重量%以下であることができ、そして硫酸灰分は約1重量%以下であることができる。更に他の実施形態においては、硫黄含量は約0.3重量%以下であることができ、リン含量
は約0.05重量%以下であることができ、そして硫酸灰分は約0.8重量%以下であることができる。
一つの実施形態においては、潤滑組成物は(i)約0.5重量%以下の硫黄含量、(ii)約0.1重量%以下のリン含量、および(iii)約1.5重量%以下の硫酸灰分:を有することができる。
一つの実施形態においては、潤滑組成物は2−ストロークまたは4−ストロークのマリーンジーゼル内燃エンジンに適する。一つの実施形態においては、マリーンジーゼル燃焼エンジンは2−ストロークエンジンである。
更に、本明細の潤滑剤は、ILSAC GF−3、GF−4、GF−5、GF−6、PC−11、CI−4、CJ−4、ACEA A1/B1、A2/B2、A3/B3、A5/B5、C1、C2、C3、C4、E4/E6/E7/E9、Euro 5/6、Jaso DL−1、Low SAPS、Mid SAPSのような1種以上の工業規格条件、またはdexosTM 1、dexosTM 2、MB−Approval 229.51/229.31、VW502.00、503.00/503.01、504.00、505.00、506.00/506.01、507.00、BMW Longlife−04、Porsche C30、Peugeot Citroen Automobiles B71 2290、Ford WSS−M2C153−H、WSS−M2C930−A、WSS−M2C945−A、WSS−M2C913A、WSS−M2C913−B、WSS−M2C913−C、GM6094−M、Chrysler MS−6395のような初代装置の(original equipment)製造会社の規格、あるいは、本明細書には言及されていない、あらゆる過去または将来のPCMOまたはHDD規格、を充たすのに適切であることができる。乗用車のモーター油(PCMO)の適用に対する幾つかの実施形態においては、完成流動体中のリンの量は1000ppm以下、または900ppm以下、または800ppm以下である。
その他のハードウェアは、開示された潤滑剤と一緒の使用には適さないかも知れない。「機能流動体(functional fluid)」は、限定はされないが、トラクターの油圧油、自動変速機油、連続可変機油および手動変速機油を含む動力伝達液、その他の油圧油、幾つかのギアオイル、パワーハンドル液、風力タービンおよびコンプレッサーに使用される流動体、幾つかの工業用液、並びに伝導機構部材に関して使用される流動体を含む多様な流動体を包含する用語である。例えば、自動変速機油のような、これらの流動体の各クラス内に、著しく異なる機能的特徴をもつ特定化流動体に対する需要をもたらした、異なるデザインをもつ様々な装置/伝達装置のための、様々な、異なるタイプの流動体が存在することに注目しなければならない。これは、機能流動体と同じように、動力を発生または移動するためには使用されない流動体を意味するために使用される用語「潤滑流動体(lubricating fluid)」により対比される。
例えば、トラクターの油圧油に関して、これらの流動体は、エンジンを潤滑するためを除いて、トラクター中のすべての潤滑剤適用物のために使用される全目的の製品である。これらの潤滑適用物は、ギアボックス、動力取出し装置および一つ以上のクラッチ、リアアクセル、減速ギア、ウェットブレーキ、および油圧付属品の潤滑を含むことができる。
機能流動体が自動変速機油である時は、自動変速機油は動力を移動するためにクラッチ板に十分な摩擦をもたなければならない。しかし、流動体は作動中に加熱するために、このような流動体の摩擦係数は温度効果により低下する傾向をもつ。このようなトラクターの油圧油または自動変速機油は、高温で高い摩擦係数を維持することが重要であり、さもなければ、ブレーキ系統または自動変速機が破損する可能性がある。これは、エンジンオ
イルの機能ではない。
トラクター油圧油、および例えばSuper Tractor Universal Oils(STUOs)またはUniversal Tractor Transmission Oils(UTTOs)は、変速装置、差動装置、ファイナルドライブプラネタリーギア、ウェットブレーキに対する一つ以上の適応物を伴うエンジンオイルの性能と油圧性能(hydraulic performance)とを組み合わせることができる。UTTOまたはSTUO流動体を配合するために使用される多数の添加剤は機能において同様であるが、それらは適切に取り入れないと、有害な効果をもつ可能性がある。例えば、エンジンオイル中に使用される幾つかの摩耗防止剤および極圧添加剤は、油圧ポンプ内の銅部材に極めて腐食性である可能性がある。ガソリンまたはジーゼルエンジンの性能のために使用される清浄剤および分散剤は、ウェットブレーキの性能に有害である可能性がある。ウェットブレーキのノイズを静めるために使用される摩擦修正剤は、エンジンオイルの性能に要求される熱安定度に欠ける可能性がある。これらの流動体はそれぞれ、機能流動体、トラクター油圧油または潤滑流動体のいずれであろうとも、それらの意図される目的と関連した、特定の、厳格な製造会社の条件を充たすようになっている。
本開示の潤滑油組成物は、1種以上の添加剤の添加により、適切な基油中に配合されることができる。添加剤は、添加剤パッケージ(または濃厚物)の形態で基油と合わせるか、あるいはまた、基油と個々に合わせることができる。完全配合潤滑剤は、組成物中に使用される添加剤およびこれら添加剤のそれぞれの割合に基づいて、改善された性能特性を示すことができる。
本開示は、自動車のクランクケースの潤滑剤としての使用のために特別に配合された、新規の潤滑油ブレンドを含む。本開示の実施形態は、クランクケースの適用に適した、そして以下の特徴:空気の巻き込み、アルコール燃料混和性、抗酸化性、摩耗抵抗性、バイオ燃料混和性、消泡性、減摩性、燃料節約性、過早点火防止、錆抑制、スラッジおよび/またはススの分散性、および水許容性、における改良を有する潤滑油を提供することができる。
本開示の更なる詳細および利点は、一部は以下の説明に示されるであろうし、そして/または本開示の実施により学習されることができる。本開示の詳細および利点は、特に付記の請求の範囲中に指摘される要素および組み合わせにより実現され、到達されることができる。前述の全般的説明および以下の詳細な説明は双方とも、典型的であり、説明的のみであり、そして請求される通りに本開示の範囲を限定するものではないことを理解することができる。
詳細な説明
具体的に示す目的のために、本開示の原則が、様々な典型的実施形態を参照することにより、説明される。本明細書には本開示の特定の実施形態が具体的に説明されるが、当業者は、同様な原理が他のシステムおよび方法に同様に適用可能であり、また使用することができることを容易に認めるであろう。本開示の開示される実施形態を詳細に説明する前に、本開示が、その適用において、示されるあらゆる特定の実施形態の詳細に限定されないことを理解することができる。更に、本明細書に使用される用語は説明の目的のためのものであり、限定のためのものではない。更に、多数の場合、特定の方法が、特定の順序で本明細書に提示される工程に関して説明されるが、これらの工程は、当業者により認められることができるような、どんな順序でも実施されることができ、従って、新規の方法は、本明細書に開示される工程の特定の配列に限定されない。
一つの態様においては、本開示は主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここで該添加剤パッケージが、
(A)
(a)少なくとも1種のアルコールと、式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、そして酸基上のヒドロキシ基はまた、所望される場合は、アルコールとの反応の前に適切な離脱基により置換されてもよい]
の化合物との反応生成物、並びに
(b)式IIおよびIII:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてRとRは独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC〜C18ヒドロカルビル基、から選択される]、および
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてXはアルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウムのカチオンであり、そしてnはカチオンXの原子価である]の1種以上の化合物、
から選択される1種以上の化合物、並びに
(B)前記1種以上の化合物(A)と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
アルコールはR−OHにより表されることができ、そのRはC〜Cヒドロカルビル基または、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基、を含んでなる。
本明細書に記載されるアルコールは本反応に使用することができる。これらの反応生成物は、1種以上のエステルを含んでなる、またはそれより成ることができる。
アルコールの、式IVの化合物との反応生成物は式I:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてRは水素、約1〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビルまたは、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基である]
の1種以上の化合物を含んでなることができる。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
式I〜IIIは、これらの化合物が、以下に、より詳細に考察されるような様々な化合物との、アシルN−メチルグリシンの反応により生成されることができるために、アシルN−メチルグリシン誘導体と呼ばれることができる化合物を表す。式I〜IVの化合物は潤滑油中に配合される時に摩擦修正剤として働くことができる。
式I〜IIIにより表される摩擦修正剤は、約8〜約22、または約10〜約20、または約12〜約18、または約12〜約16個の炭素原子を含んでなるR基をもつことができる。
幾つかの実施形態においては、本開示の摩擦修正剤は、そのRが水素である式Iにより表され、その化合物はアシルN−メチルグリシンと呼ばれることができる。幾つかの適切なアシルN−メチルグリシンは、オレオイルサルコシン、ラウロイルサルコシン、ココイルサルコシン、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルテトラデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルヘキサデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルイコサンアミド)酢酸および2−(N−メチルドコサンアミド)酢酸を含む。
幾つかの実施形態においては、摩擦修正剤は、そのRが、約1〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビルから選択される、式Iにより表されるエステルを含んでなる。適切なエステルは、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸のエチルエステル、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸のエチルエステル、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸のブチルエステル、ココイルサルコシンのエチルエステルおよび2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸のペンチルエステルである。2−(N−メチルテトラデカ−9−エンアミド)酢酸、2−(N−メチルヘキサデカ−9−エンアミド)酢酸、
2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸、2−(N−メチルオクタデカ−9,12−ジエンアミド)酢酸および2−(N−メチルオクタデカ−9,12,15−トリエンアミド)酢酸のエステルのような不飽和エステルも使用することができる。
エステルはアシルN−メチルグリシンと少なくとも1種のアルコールとの反応生成物であることができる。アルコールがそれと反応することができるアシルN−メチルグリシンは式IV:
[式中、Rは、約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、そして酸基上のヒドロキシル基はまた、所望される場合は、アルコールとの反応の前に、適切な離脱基により置換されてもよい]により表すことができる。アルコールはR−OHにより表されることができ、そのRはC〜Cヒドロカルビル基または、1個以上のヘテロ原子を含むC〜Cヒドロカルビル基を含んでなる。
式IVの幾つかの適切な化合物は、オレオイルサルコシン、ラウロイルサルコシン、ココイルサルコシン、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルテトラデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルヘキサデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸、2−(N−メチルイコサンアミド)酢酸および2−(N−メチルドコサンアミド)酢酸を含む。
本開示に従う摩擦修正剤を生成するための、式IVの化合物との反応に適したアルコールは、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第三級ブタノール、n−ペンタノール、イソペンタノールのようなペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノールおよびオクタノールのような直鎖または分枝鎖のC−Cアルコール並びにエタン−1,2−ジオール、2−メトキシエタノールのような不飽和C−Cアルコールおよびヘテロ原子含有C−Cアルコール、エステルアルコールまたは、トリエタノールアミンのようなアミノアルコール、を含む。エタノール、プロピルアルコールおよびブチルアルコールは本開示に従う摩擦修正剤の調製に有用である。
幾つかの実施形態においては、本開示の摩擦修正剤は、そのRとRが独立して、水素、約1〜約18個の炭素原子をもつヒドロカルビル基および、約1〜約18個の炭素原子をもつヘテロ原子含有ヒドロカルビル基、から選択される式IIにより表される。その他の実施形態においては、RとRは独立して、約3〜12個の炭素原子をもつヒドロカルビル基およびヘテロ原子含有ヒドロカルビル基、または約4〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビル基およびヘテロ原子含有ヒドロカルビル基、から選択されることができる。式IIにより表される摩擦修正剤はアミドである。
アミドは、1種以上のアシルN−メチルグリシンまたはアシルN−メチルグリシン誘導体と1種以上のアミンとの反応生成物であることができる。アシルN−メチルグリシンは前記のような、式IVにより表されることができる。アミンは式V:
[式中、R、RおよびRは同一であるかまたは異なり、そして独立して、水素、約1〜約18個、3〜約12個、または約4〜約8個の炭素原子をもつヒドロカルビル基、またはヘテロ原子含有ヒドロカルビル基から選択される]により表されることができる。適切なアミンは第一級および第二級アミンを含む。適切なアミンは例えば、2−エチルヘキシルアミン、n−ブチルアミン、t−ブチルアミン、イソプロピルアミン、n−ペンチルアミン、イソペンチルアミンを含むペンチルアミン、2−エチルプロピル−アミン、オクチルアミン、ジブチルアミンおよびジメチルアミノプロピルアミンを含む。適切なアミドは、例えば、1種以上の、メトキシエチルアミン、トリス−ヒドロキシメチル・アミノ−メタン(THAM)およびジエタノールアミンとの、式IVの化合物の反応生成物を含む。その他の適切なアミド反応生成物は、2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸と2−エチルヘキシルアミンとの反応生成物である。
他の実施形態においては、本開示の摩擦修正剤は、そのXがアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のカチオン、またはアンモニウムのカチオンである式IIIにより表される金属塩またはアミン塩の形状にある。本開示中に使用のための摩擦修正剤として適切な塩は例えば、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸のナトリウム塩、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸のカリウム塩を含む、ナトリウム、リチウムおよびカリウム塩のような1価の塩、並びにカルシウム、マグネシウムおよびバリウム塩のような2価の塩を含む。
式IIIのアミン塩は、アンモニウムイオンから選択されるアンモニウムカチオン並びに第一級、第二級または第三級アミンのカチオンを含んでなることができる。アミンカチオン上のヒドロカルビル基は、独立して、約1〜約18個の炭素原子、または約1〜約12個の炭素原子、または約1〜約8個の炭素原子を含むヒドロカルビル基から選択されることができる。一つの実施形態においては、アンモニウムカチオン上のヒドロカルビル基は約14〜約18個の炭素原子をもつことができる。適切なアミン塩は、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸の2−エチルヘキシルアミン塩および2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸の2−エチルブチルアミン塩を含む。
その他の態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここで、該添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、そして酸基上のヒドロキシル基は、所望され
る場合は、反応の前に適切な離脱基により置換されてもよい]の1種以上の化合物と、式V:
[式中、R、RおよびRは独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基および1個以上のヘテロ原子を含むC〜C18ヒドロカルビル基から選択される]の1種以上のアミンとの、1種以上の反応生成物、並びに
(B)式IVの1種以上の化合物の、式Vの1種以上のアミンとの前記1種以上の反応生成物と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
前記のアミンは本反応に使用することができる。これらの反応生成物は1種以上のアミドを含んでなるか、またはそれらよりなることができる。
その他の態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を提供し、ここで該添加剤パッケージが、
(A)式IV
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]の1種以上の化合物と、1種以上のアミンアルコールとの1種以上の反応生成物、および
(B)式IVの1種以上の化合物の、1種以上のアミンアルコールとの、前記1種以上の反応生成物と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
適切なアミンアルコールは、限定はされないが、式Vのアミンアルコール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノエチル・エタノールアミン、トリス−ヒドロキシメチル・アミノ−メタン(THAM)、等、並びにそれらの混合物を含む。
前述の潤滑油はエンジンオイルを含んでなることができる。
幾つかの実施形態においては、式IVとアミンアルコールとの反応生成物は、アミドとエステルの混合物を含んでなるか、またはそれらより成ることができる。
本開示はまた、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油を含み、
ここでその添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そして酸基上の水素原子はまた、適切な離脱基により置換されてもよい]の1種以上の化合物と、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、アミンまたはそれらの混合物、との反応生成物である、1種以上の塩、および
(B)式IVの1種以上の化合物の、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、アミンまたはそれらの混合物、との反応生成物である、前記1種以上の塩と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
適切なアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物または対応する酸化物は、限定はされないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、等を含む。
本開示における使用のための摩擦修正剤として適切な塩は、例えば、2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸のナトリウム塩、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸のカリウム塩のような1価の塩、カルシウム、マグネシウムおよびバリウム塩のような2価の塩を含む。
前述の潤滑油組成物はエンジンオイルを含んでなることができる。
本開示はまた、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油組成物を含み、ここで該添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]の1種以上の化合物と、式V:
[式中、R、RおよびRは独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル基およびヘテロ原子含有C〜C18ヒドロカルビル基から選択される]のアミン、との反応生成物である1種以上のアンモニウム塩、および
(B)式IVの1種以上の化合物の、式Vのアミンとの反応生成物である前記1種以上のアンモニウム塩と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
を含んでなる。
幾つかの実施形態においては、該潤滑油組成物はエンジンオイルである。
式IVの化合物と1種以上のアミンとの反応によりアミン塩を生成するために使用されるアミンは、アンモニウムイオンまたは第一級、第二級もしくは第三級アミンのカチオンを提供するアミンを含んでなることができる。アミンカチオン上のヒドロカルビル基は、約1〜約18個の炭素原子、または約1〜約12個の炭素原子、または約1〜約8個の炭素原子を含むヒドロカルビル基から独立して選択されることができる。一つの実施形態においては、アンモニウムカチオン上のヒドロカルビル基は、14〜18個の炭素原子をもつことができる。
その他の態様においては、本開示は、主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなる潤滑油組成物を提供し、ここでその添加剤パッケージが、
(A)式IV:
[式中、Rは約8〜約22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]の1種以上の化合物と、式IVの化合物との反応のための、前記の2種以上の反応物の混合物、との1種以上の反応生成物、および
(B)式IVの1種以上の化合物と、式IVの化合物との反応のための前記の2種以上の反応物の混合物、との前記反応生成物と異なる、少なくとも1種の更なる摩擦修正剤、
を含んでなる。
一つの特に適切な組み合わせ物は、式IVの化合物と1種以上のアルコール、並びに1種以上のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物または式Vのアミン、の反応生成物を含んでなる。
これらの反応生成物を生成するために使用することができるアルコールは、前記のものと同様なアルコールである。アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物およびアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物は、前記のものと同じである。これらの反応生成物は、式Iのエステルと、式IIIのアルカリ金属、アルカリ土類金属またはアン
モニウム塩との組み合わせ物を含んでなるか、またはそれらより成ることができる。
従って、幾つかの実施形態においては、本開示の潤滑油またはエンジンオイル組成物は、式I〜IIIの摩擦修正剤並びにアルコール、アンモニア、アミン、アミノアルコール、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、前記のような式IVの化合物との反応生成物、からそれぞれ独立して選択される2種以上の摩擦修正剤を含むことができる。このような実施形態は、潤滑油および、例えばエンジンオイルの特定の性状に合わせるために有用である。
摩擦修正剤の混合物は、限定はされないが、2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸と2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸との混合物;2−(N−メチルオクタデカンアミド)酢酸とエチル2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)アセテートとの混合物;ココイルサルコシンとココイルサルコシンのエチルエステルとの混合物;エチル2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)アセテートとエチル2−(N−メチルドデカンアミド)アセテートとの混合物;2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)酢酸と2−(N−メチルドデカンアミド)酢酸との混合物;エチル2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)アセテートとココイルサルコシンのエチルエステルとの混合物;エチル2−(N−メチルドデカンアミド)アセテートとココイルサルコシンのエチルエステルとの混合物;並びにエチル2−(N−メチルオクタデカ−9−エンアミド)アセテート、エチル2−(N−メチルドデカンアミド)アセテートおよびココイルサルコシンのエチルエステルの混合物、を含むことができる。
添加剤パッケージ中の成分(B)は、その特定の添加剤パッケージの成分(A)の1種以上の化合物と異なる、少なくとも1種の摩擦修正剤を含んでなる。幾つかの実施形態においては、成分(B)は2種以上の摩擦修正剤の混合物を含んでなることができる。
成分(B)としての使用に適する摩擦修正剤は、有機摩擦修正剤または無機摩擦修正剤を含んでなることができる。適切な有機摩擦修正剤は、窒素含有または窒素を含まない摩擦修正剤を含むことができる。適切な窒素含有摩擦修正剤は、ヒドロカルビルアミド、ヒドロカルビルエポキシド化アミン、ヒドロカルビルエポキシド化アミド、ヒドロカルビルエタノールアミン、ヒドロカルビルイミドおよびヒドロカルビルスクシンイミドを含むことができる。適切な、窒素を含まない摩擦修正剤は、ヒドロカルビル酸、ヒドロカルビルアルコール、二量体の酸、グリセロールエステル、ポリエステルおよびポリエーテルを含むことができる。適切な金属含有摩擦修正剤は、硫黄含有亜鉛もしくはモリブデン化合物および硫黄を含まない亜鉛もしくはモリブデン化合物を含むことができる。適切な硫黄含有モリブデン化合物は、モリブデン・ジチオカルバメート(MoDTC)を含むことができ、そして適切な硫黄含有亜鉛化合物は、亜鉛ジチオカルバメート(ZnDTC)を含むことができる。
適切な摩擦修正剤は、直鎖、分枝鎖、または芳香族のヒドロカルビル基またはそれらの混合物から選択され、そして飽和でも不飽和でもよいヒドロカルビル基を含むことができる。ヒドロカルビル基は炭素および水素または、硫黄もしくは酸素のようなヘテロ原子よりなることができる。ヒドロカルビル基は約12〜約25個の範囲の炭素原子をもつことができ、また飽和でも不飽和でもよい。
脂肪アルコールは、そのRが約12〜約25個の炭素原子を含むヒドロカルビル基である、式R−OHのアルコールを含む。エトキシル化アルコールもまた、本開示に従う摩擦修正剤として使用されることができる。
グリセロールエステルは単独で、または他のモリブデン摩擦修正剤と組み合わせて使用されることができる。適切なグリセロールエステルは、限定はされないが、式VI:
[式中、各Rは独立して、HおよびC(O)R’よりなる群から選択され、ここでR’は約3〜約23個の炭素原子をもつ飽和または不飽和アルキル基であることができ、また少なくとも1個のRが水素ではない]
のグリセロールエステルを含む。
使用することができるグリセロールエステルの限定されない例は、グリセロールモノラウレート、グリセロールモノミリステート、グリセロールモノパルミテート、グリセロールモノステアレート並びに、ココナツ酸、獣脂酸、オレイン酸、リノール酸およびリノレン酸から誘導されるモノグリセリドを含む。典型的な市販のモノグリセリドは、対応するジグリセリドおよびトリグリセリドの混合物を含む。モノグリセリド対ジグリセリドのあらゆる比率を使用することができる。一つの実施形態においては利用可能なサイトの約30%〜約70%が遊離ヒドロキシル基を含む(すなわち、前記の式により表されるグリセリドのR基全体の30%〜70%が水素である)。他の実施形態においては、グリセリドは、一般に、モノ、ジおよびトリグリセリドの混合物である、グリセロールモノオレエートである。
アミンの摩擦修正剤はアミンまたはポリアミンを含むことができる。このような化合物は、直線状の、飽和もしくは不飽和のヒドロカルビル基、またはそれらの混合物をもつことができ、そして約12〜約25個の炭素原子を含むことができる。適切な摩擦修正剤の更なる例は、アルコキシル化アミンおよびアルコキシル化エーテルアミンを含む。このような化合物は、直線状の、飽和もしくは不飽和のヒドロカルビル基、またはそれらの混合物をもつことができる。それらは約12〜約25個の炭素原子を含むことができる。例は、エトキシル化アミンおよびエトキシル化エーテルアミンを含む。
アミンおよびアミドは、それら自体で、あるいは硼酸酸化物、ハロゲン化ホウ素、メタボレート、硼酸またはモノ−、ジ−もしくはトリ−アルキルボレートのようなホウ素化合物との付加物、または、反応生成物、の形態で使用することができる。その他の適切な摩擦修正剤は、参照により本明細書に引用されたこととされる、米国特許第6,300,291号明細書に記載されている。
スクシンイミド摩擦修正剤は、構造:
[式中、Zは構造R’R”CH−をもち、ここでR’とR”は、基R’とR”中の炭素原子の総数が11〜35個であるように、それぞれ独立して、1〜34個の炭素原子を含む直鎖または分枝鎖炭化水素基である]をもつ化合物を含む。基Zは例えば、1−メチルペンタデシル、1−プロピルトリデセニル、1−ペンチルトリデセニル、1−トリデシルペンタデセニルまたは1−テトラデシルエイコセニルであることができる。このタイプの摩擦低下添加剤は欧州特許公開第0 020 037号明細書に記載されている。
アミド摩擦修正剤は、式:
[式中、同一でも異なってもよい各Rは、水素、または1〜35個の炭素原子のアルキルもしくはアルケニルであり、RとRはそれぞれ水素または、1〜23個の炭素原子のアルキルもしくはアルケニルであるか、あるいはRとRの一方が水素であり、他方が基RCO−であり、ここでRは前記に定義のとおりである]
の少なくとも1種の油溶性の酸アミドを含むことができる。酸アミドは一般式:
−CO−NH
[式中、Rは3〜23個の炭素原子、または7〜21個の炭素原子のアルキルもしくはアルケニルである]
の直線状または分枝状アルキルもしくはアルケニル酸アミドであることができる。8〜20個の炭素原子の飽和または不飽和脂肪酸アミドを使用することができる。
油溶性酸アミドは、上記のように、脂肪酸が好ましいが、あらゆる天然または合成の酸または酸の混合物から誘導されることができる。適切な油溶性のためには、脂肪酸は1分子当り少なくとも8個の炭素原子を含むことができるが、1分子当り20個を超える炭素原子を含むアミドは比較的入手しにくく、従って余り好ましくない。偶数の炭素原子を含む直線状の、飽和またはモノ不飽和脂肪酸基剤のアミドは容易に入手可能で、それらの使用は好ましい。特定の例は、ステアラミド、オレイルアミドおよびパルミトアミドである。
二量体酸の摩擦修正剤は不飽和脂肪酸の二量体化から生成される生成物を含み、一般に、約18〜約44個の、または約28〜約40個の炭素原子の平均を含む。適切な二量体酸は、例えば、米国特許第2,482,760号、第2,482,761号、第2,731,481号、第2,793,219号、第2,964,545号、第2,978,468号および第3,256,304号明細書に記載されている。
適切なモリブデン・ジチオカルバメートは式:
[式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル、アリール、アルキルアリールまたはアラルキル基、あるいはエステル、エーテル、アルコールまたはカルボキシル基を含むC〜C20ヒドロカルビル基を表し、そしてX、X、YおよびYはそれぞれ独立して、硫黄または酸素原子を表す]
により表すことができる。
、R、RおよびRそれぞれに適切な基の例は、2−エチルヘキシル、ノニルフェニル、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、ラウリル、オレイル、リノレイル、シクロヘキシルおよびフェニルメチルを含む。R、R、RおよびRはそれぞれ、C〜C18アルキル基をもつことができる。XとXは同一でもよく、またYとYは同一でもよい。XとXは両方とも硫黄原子を含んでなることができ、そして、YとYは両方とも酸素原子を含んでなることができる。
モリブデン・ジチオカルバメートの更なる例は、C〜C18ジアルキルもしくはジアリールジ・チオカルバメート、または、ジブチル−、ジアミル−ジ−(2−エチル−ヘキシル)−、ジラウリル−、ジオレイル−およびジシクロヘキシル−ジチオカルバメートのようなアルキル−アリール・ジチオカルバメートを含む。
モリブデン化合物は約5ppm〜約1000ppmのモリブデンを提供する量で完全配合クランクケース潤滑剤中に含まれることができる。更なる例として、モリブデン化合物は、約10〜約500ppmのモリブデン、または約10〜250ppmのモリブデンまたは約10〜175ppmのモリブデンを提供する量で含まれることができる。
本開示の総摩擦修正剤は、潤滑油組成物の総重量の約0.05重量%〜約10重量%、または0.01重量%〜約8重量%、または約0.1重量%〜約4重量%を含むことができる。
完全配合エンジンオイルに適量の摩擦修正剤を送達するためには、総摩擦修正剤の適量を添加剤パッケージ中に取り入れることができる。本開示の総摩擦修正剤は、添加剤パッケージの総重量の約0.1〜約20重量%、または約1.0〜約20重量%、または約2.0〜約18重量%、または約5.0〜約15重量%、を含んでなることができる。
摩擦修正剤成分(A)の量は、潤滑油組成物の総重量の約0.01〜約2.0重量%、または約0.1〜約2.0重量%、または約0.2〜約1.8重量%、または約0.5〜約1.5重量%の範囲にあることができる。
摩擦修正剤成分(B)の量は、潤滑油組成物の総重量の約0.04〜約8.0重量%、または約0.1〜約2.0重量%、または約0.2〜約1.8重量%の範囲にあることができる。
組み合わせて使用される時の摩擦修正剤は、1:100〜100:1、1:1:100〜1:100:1〜100:1:1、またはあらゆるその他の適当な比率、等で使用することができる。
本開示の添加剤パッケージとエンジンオイルは更に、1種以上の、場合により使用される成分を含んでなることができる。これらの、場合により使用される成分の幾つかの例は、抗酸化剤、その他の摩耗防止剤、ホウ素含有化合物、清浄剤、分散剤、極圧剤、本開示の摩擦修正剤に加えるその他の摩擦修正剤、リン含有化合物、モリブデン含有化合物、消
泡剤、チタン含有化合物、粘度指数向上剤、流動点降下剤および希釈油を含む。本開示の添加剤パッケージおよびエンジンオイル中に含むことができる、他の、場合により使用される成分は、以下に説明される。
前記の潤滑油はそれぞれ、エンジンオイルとして配合することができる。
他の態様においては、本開示は、薄膜の摩擦を改善または減少するための前記の潤滑油のいずれかを使用する方法に関する。他の態様においては、本開示は、境界層の摩擦を改善または減少するための前記の潤滑油のいずれかを使用する方法に関する。他の態様においては、本開示は、薄膜の摩擦および境界層の摩擦の両方を改善または減少するための前記の潤滑油のいずれかを使用する方法に関する。これらの方法は、本明細書に記載のあらゆるタイプの表面の減摩に使用することができる。
更に他の態様においては、本開示は、主要量の基油と本明細書に開示されるような少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイルを使用して、エンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜および境界層の摩擦を改善する方法を提供する。成分(A)に適切な摩擦修正剤は、前記の式I〜IIIのものである。更に、アルコール、アミノアルコール、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、式IVの1種以上の化合物との反応生成物も適切である。更に、式I〜III、並びにアルコール、アミノアルコール、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、前記のような式IVの化合物との反応生成物、からそれぞれ独立して選択される、2種以上の摩擦修正剤の混合物も適切である。本明細書に開示されるような成分(B)の更なる摩擦修正剤もまた、改善された薄膜および境界層の摩擦に貢献することができる。
更に他の態様においては、本開示は、主要量の基油と本明細書に開示された通りの摩擦修正剤を含んでなる少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイルを使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の境界層の摩擦を改善する方法を提供する。成分(A)に適切な摩擦修正剤は、前記の式I〜IIIのものである。更に、アルコール、アミノアルコール、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、式IVの1種以上の化合物との反応生成物も適切である。更に、式I〜III並びに、アルコール、アミノアルコール、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、前記のような式IVの化合物との反応生成物、からそれぞれ、独立して選択される2種以上の摩擦修正剤の混合物も適切である。本明細書に開示されたような成分(B)のための更なる摩擦修正剤もまた、改善された薄膜および境界層の摩擦に貢献することができる。
更に他の態様においては、本開示は、主要量の基油と、本明細書に開示された通りの摩擦修正剤を含んでなる少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイルを使用して、エンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜の摩擦を改善する方法を提供する。適切な摩擦修正剤は、前記の式I〜IIIのものである。同様に、アルコール、アミノアルコール、アンモニア、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、式IVの1種以上の化合物、との反応生成物も適切である。同様に、式I〜III、並びにアルコール、アミノアルコール、アンモニア、アミン、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物およびそれらの混合物と、前記のような式IVの化合物、との反応生成物からそれぞれ独立して選択される2種以上の摩擦修正剤の混合物も適切である。本明細書に開示されたような成分(B)に対する更
なる摩擦修正剤はまた、改善された薄膜および境界層の摩擦に貢献する。
基油
本開示の潤滑油組成物中に使用される基油は、「米国石油協会(API)の基油互換性指針」中に明記されたような、グループI〜V中のあらゆる基油から選択することができる。5つの基油のグループは以下の通りである:
グループI、II、およびIIIは鉱油の原料油である。グループIVの基油は、オレフィン不飽和炭化水素の重合により生成される真の合成分子化合物を含む。多数のグループVの基油もまた真の合成産物であり、ジエステル、ポリオールエステル、ポリアルキレン・グリコール、アルキル化芳香族化合物、ポリリン酸エステル、ポリビニルエーテル、および/またはポリフェニルエーテル、等を含むことができるが、更に、植物油のような天然に存在する油であることもできる。グループIIIの基油は鉱油から誘導されるが、これらの流動体が受ける激しい処理が、それらの物理的特性をPAOのような幾つかの真の合成物と非常に類似させることに注意しなければならない。従って、グループIIIの基油から誘導される油は、当該産業においては、時々、合成流動体と呼ばれることができる。
開示された潤滑油組成物中に使用される基油は、鉱油、動物油、植物油、合成油、またはそれらの混合物であることができる。適切な油は、水素化分解、水素化、水素仕上げ、未精製、精製、および再精製油およびそれらの混合物から誘導することができる。
未精製油は、僅かな更なる精製処理を伴う、または伴わない、天然、鉱物または合成原料から誘導されるものである。精製油は、1種以上の特性の改善をもたらす可能性がある1種以上の精製工程により処理されたことを除いて、未精製油と類似している。適切な精製法の例は、溶媒抽出法、二次蒸留、酸または塩基抽出法、濾過法、浸出濾過法、等である。食用油の品質まで精製される油は有用であるか、または有用ではないかも知れない。食用油はまた、白色油とも呼ばれる。幾つかの実施形態においては、潤滑剤組成物は食用油または白色油を含まない。
再精製油はまた、再生(reclaimed)または再処理油として知られる。これらの油は、同一のまたは類似の方法を使用して精製油を得るために使用されるものと同様な方法で得られる。これらの油はしばしば、更に、消費済み添加剤および油の分解産物の除去を目的とする方法により処理される。
鉱油は、掘削により、または植物および動物およびそれらの混合物から得られる油を含むことができる。このような油は、限定はされないが、例えば、ひまし油、ラード油、オ
リーブ油、ピーナツ油、コーン油、大豆油およびアマニ油、並びに、パラフィン、ナフテンまたは混合パラフィン−ナフテンタイプの、液体石油および溶媒処理または酸処理鉱物潤滑油のような鉱物の潤滑油を含むことができる。このような油は、所望される場合は、一部または完全に水素化されることができる。石炭またはシェールから誘導される油も有用であることができる。
有用な合成潤滑油は、重合、オリゴマー化、または共重合オレフィン(例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレソ・イソブチレン共重合体)のような炭化水素油;ポリ(1−ヘキセン)、ポリ(1−オクテン)、1−デセンの三量体またはオリゴマー、例えば、ポリ(1−デセン)、(このような物質はしばしば、α−オレフィンと呼ばれる)およびそれらの混合物;アルキル−ベンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ−(2−エチルヘキシル)−ベンゼン);ポリフェニル化合物(例えば、ビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェニル化合物);ジフェニルアルカン、アルキル化ジフェニルアルカン、アルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィドおよび誘導体、それらの類似体および同族体またはそれらの混合物、を含むことができる。
他の合成潤滑油は、リン含有酸のポリオールエステル、ジエステル、液体エステル(例えば、トリクレシル・ホスフェート、トリオクチル・ホスフェートおよび、デカンホスホン酸のジエチルエステル)、または重合体のテトラヒドロフランを含む。合成油は、Fischer−Tropsch反応により生成することができ、水素異性化(hydroisomerized)されたFischer−Tropsch炭化水素またはワックスであることができる。一つの実施形態においては、油はFischer−Tropschの「ガス−ツー−リキッド」合成法により、並びに他の「ガス−ツー−リキッド」の油から調製されることができる。
存在する潤滑粘度の油の量は、1種以上の粘度指数向上剤および/または1種以上の流動点降下剤および/または他の上質な(top)処理添加剤を含む性能添加剤の量の合計を100重量%から差し引いた後に残るバランスであることができる。例えば、完成流動体中に存在することができる潤滑粘度の油は、約50重量%を超える、約60重量%を超える、約70重量%を超える、約80重量%を超える、約85重量%を超える、または約90重量%を超えるような主要量であることができる。
抗酸化剤
本開示における潤滑油組成物はまた、場合により、1種以上の抗酸化剤を含むことができる。抗酸化化合物は知られており、例えば、フェナート、フェナートスルフィド、硫化オレフィン、リン硫化テルペン、硫化エステル、芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン(例えば、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)、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−アルファ−ナフチルアミン、ヒンダード非芳香族アミン、フェノール、ヒンダードフェノール、油溶性モリブデン化合物、高分子抗酸化剤、またはそれらの混合物を含む。抗酸化剤は単独でまたは組み合わせて使用することができる。
ヒンダードフェノール抗酸化剤は、立体障害基として第二級ブチルおよび/または第三級ブチル基を含むことができる。フェノール基は更に、ヒドロカルビル基および/または、第2の芳香族基に結合する架橋基で置換されることができる。適切なヒンダードフェノール抗酸化剤の例は、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−ブチルフェノールもしくは4−ブチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、または4−ドデシル−2,6−ジ−tert−ブ
チルフェノールを含む。一つの実施形態においては、ヒンダードフェノール抗酸化剤はエステルであることができ、そして例えば、2,6−ジ−tert−ブチルフェノールと、そのアルキル基が約1〜約18個、または約2〜約12個、または約2〜約8個、または約2〜約6個、または約4個の炭素原子を含むことができるアルキルアクリレート、とから誘導される付加生成物を含むことができる。
有用な抗酸化剤は、ジアリールアミンと高分子フェノールを含むことができる。一つの実施形態においては、潤滑油組成物は、各抗酸化剤が、潤滑油組成物の最終重量に基づき、約5重量%までの抗酸化剤を提供するのに十分な量で存在することができるように、ジアリールアミンと高分子量フェノールとの混合物を含むことができる。幾つかの実施形態においては、抗酸化剤は、潤滑油組成物の最終重量に基づき、約0.3〜約1.5重量%のジアリールアミンと約0.4〜約2.5重量%の高分子量フェノールとの混合物であることができる。
硫化オレフィンを形成するために硫化されることができる適切なオレフィンの例は、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、ポリイソブチレン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセンまたはそれらの混合物を含む。一つの実施形態においては、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセンまたはそれらの混合物およびそれらの二量体、三量体および四量体が特に有用なオレフィン化合物である。あるいはまた、オレフィン化合物は、1,3−ブタジエンのようなジエンと、ブチルアクリレートのような不飽和エステルとのディールスアルダー付加物であることができる。
硫化オレフィンの他のクラスは、硫化脂肪酸とそれらのエステルを含む。脂肪酸はしばしば、植物油または動物油から得られ、そして約4〜約22個の炭素原子を含むことができる。適切な脂肪酸とそれらのエステルの例は、トリグリセリド、オレイン酸、リノール酸、パルミトレン酸またはそれらの混合物を含む。脂肪酸はしばしば、ラード油、トール油、落花生油、大豆油、綿実油、ヒマワリの種油またはそれらの混合物から得られる。脂肪酸および/またはエステルは、α−オレフィンのようなオレフィン類と混合することができる。
1種以上の抗酸化剤は、潤滑組成物の約0重量%〜約20重量%、または約0.1重量%〜約10重量%、または約1重量%〜約5重量%の範囲内で含まれることができる。
摩耗防止剤
本開示における潤滑油組成物はまた、場合により1種以上の更なる摩耗防止剤を含むことができる。適切な摩耗防止剤の例は、限定はされないが、金属チオホスフェート;金属ジアルキル・ジチオホスフェート;そのリン酸エステルまたは塩;1種以上のホスフェートエステル;ホスファイト;リン含有カルボン酸エステル、エーテルまたはアミド;硫化オレフィン;チオカルバメートエステル、アルキレン結合チオカルバメートおよびビス(S−アルキルジチオカルバミル)ジスルフィドを含むチオカルバメート含有化合物;並びにそれらの混合物を含む。リン含有摩耗防止剤は、欧州特許第0612 839号明細書に、より詳細に記載されている。有用な摩耗防止剤は亜鉛ジアルキル・ジチオホスフェートであることができる。
摩耗防止剤は、潤滑組成物の総重量の約0重量%〜約15重量%、または約0.01重量%〜約10重量%、または約0.05重量%〜約5重量%、または約0.1重量%〜約3重量%の範囲内で含まれることができる。
ホウ素含有化合物
本開示の潤滑油組成物は、場合により、1種以上のホウ素含有化合物を含むことができる。
ホウ素含有化合物の例は、ホウ酸エステル、ホウ酸脂肪アミン、ホウ酸エポキシド、ホウ酸清浄剤および、米国特許第5,883,057号明細書に開示されたようなホウ酸化スクシンイミド分散剤のようなホウ酸分散剤を含む。
ホウ素含有化合物は、存在する場合は、潤滑組成物の総重量の約8重量%まで、約0.01重量%〜約7重量%、約0.05重量%〜約5重量%、または約0.1重量%〜約3重量%を提供するのに十分な量で使用することができる。
清浄剤
潤滑剤組成物は場合により、1種以上の、中性、低塩基性化、または過塩基性化清浄剤およびそれらの混合物を含んでなることができる。適切な清浄剤の基質はフェナート、硫黄含有フェナート、スルホネート、カリキサレート(calixarates)、サリキサレート、サリチレート、カルボン酸、リン酸、モノ−および/またはジ−チオリン酸、アルキルフェノール、硫黄結合アルキルフェノール化合物およびメチレン架橋フェノールを含む。適切な清浄剤およびそれらの調製法は、米国特許第7,732,390号明細書およびその中に引用された参考文献を含む多数の特許刊行物中に詳細に記載されている。
清浄剤の基質は、限定はされないが、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、またはそれらの混合物のような、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属で塩化されることができる。幾つかの実施形態においては、清浄剤はバリウムを含まない。適切な清浄剤は、そのアリール基がベンジル、トリルおよびキシリルの一つである、石油スルホン酸および長鎖モノ−もしくはジ−アルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩を含むことができる。
過塩基性化清浄剤添加剤は当該技術分野で周知であり、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の過塩基性化清浄剤添加剤であることができる。このような清浄剤添加剤は、金属酸化物または金属水酸化物を、基質および二酸化炭素ガスと反応させることにより調製することができる。基質は、酸、例えば、脂肪族置換スルホン酸、脂肪族置換カルボン酸または脂肪族置換フェノールのような酸であることができる。
用語「過塩基性化」は、そこに存在する金属の量が化学量論的量を超える、スルホネート、カルボキシレートおよびフェナートの金属塩のような金属塩に関する。このような塩は100%を超える転化レベルをもつことができる(すなわち、それらは、酸を、その「正常な」、「中性の」塩に転化させるために要する金属の理論的量の100%超を含んでなることができる。)しばしばMRと省略される表現「金属比(metal ratio)」は、知られた化学反応および化学量論に従う中性塩中の金属の化学当量に対する、過塩基性化塩中の金属の総化学当量の比率を表すために使用される。正常の、または中性の塩においては、金属比は1であり、過塩基性化塩中ではMRは1を超える。このような塩は一般に過塩基性化、超塩基性化またはスーパー塩基性化塩と呼ばれ、有機イオウ酸(sulfur acid)、カルボン酸またはフェノールの塩であることができる。
過塩基性化清浄剤は1.1:1から、または2:1から、または4:1から、または5:1から、または7:1から、または10:1からの金属比をもつことができる。
幾つかの実施形態においては、清浄剤はエンジン内の錆を低減または防止するのに有効である。
清浄剤は、潤滑剤組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約10重量%、または約0.1重量%〜約8重量%、または約1重量%〜約4重量%、または約4重量%超〜約8重量%で含まれることができる。
分散剤
潤滑剤組成物は場合により、更に、1種以上の分散剤またはそれらの混合物を含んでなることができる。分散剤は、潤滑油組成物中に混合する前に、それらが灰分形成金属を含まず、また潤滑剤に添加される時に通常、どんな灰分をももたらさないので、しばしば、無灰タイプの分散剤として知られる。無灰タイプの分散剤は、比較的高分子の炭化水素鎖に結合された極性基を特徴としてもつ。典型的な無灰分散剤はN−置換長鎖アルケニル・スクシンイミドを含む。N−置換長鎖アルケニル・スクシンイミドの例は、約350〜約5000、または約500〜約3000の範囲の数平均分子量のポリイソブチレン置換基をもつポリイソブチレン・スクシンイミドを含む。スクシンイミド分散剤およびそれらの調製は例えば、米国特許第7,897,696号および第4,234,435号明細書に開示されている。スクシンイミド分散剤は、ポリ(エチレンアミン)のようなポリアミンから形成されるイミドであることができる。
幾つかの実施形態においては、潤滑剤組成物は、約350〜約5000、または約500〜約3000の範囲内の数平均分子量をもつポリイソブチレンから誘導される少なくとも1種のポリイソブチレン・スクシンイミド分散剤を含んでなる。ポリイソブチレン・スクシンイミドは単独でも、または他の分散剤と組み合わせも使用することができる。
幾つかの他の実施形態においては、ポリイソブチレン(PIB)が含まれる時は、それは、50モル%を超える、60モル%を超える、約70モル%を超える、約80モル%を超える、または90モル%を越える末端二重結合を含むことができる。このようなPIBはまた、高反応性PIB(HR−PIB)とも呼ばれる。約800〜約5000の範囲の数平均分子量をもつHR−PIBは本開示における使用に適する。従来の、非高反応性のPIBは、50モル%未満、40モル%未満、30モル%未満、20モル%未満、または10モル%未満の末端二重結合を含有することができる。
約900〜約3000の範囲内の数平均分子量をもつHR−PIBは適切であることができる。このようなHR−PIBは市販されているか、または米国特許第4,152,499号および第5,739,355号明細書に記載の通りに、ホウ素トリフルオリドのような非塩素化触媒の存在下におけるイソブテンの重合により合成することができる。前記の熱ene反応に使用される時は、HR−PIBは、増加された反応性により、より低い沈積形成量のみならずまた、反応の、より高い転化速度をもたらすことができる。
実施形態においては、潤滑剤組成物はポリイソブチレン琥珀酸無水物から誘導される少なくとも1種の分散剤を含んでなる。
一つの実施形態においては、分散剤はポリアルファオレフィン(PAO)琥珀酸無水物から誘導することができる。
一つの実施形態においては、分散剤はオレフィンマレイン酸無水物共重合体から誘導することができる。一例としては、分散剤はポリ−PIBSAと表すことができる。
一つの実施形態においては、分散剤はエチレン−プロピレン共重合体にグラフト結合された無水物から誘導することができる。
適切な分散剤の1クラスはマニッヒ塩基であることができる。マニッヒ塩基は、比較的高分子量の、アルキル置換フェノール、ポリアルキレン・ポリアミンおよび、ホルムアルデヒドのようなアルデヒド、の縮合により形成される物質である。マニッヒ塩基は米国特許第3,634,515号明細書に、より詳細に記載されている。
適切なクラスの分散剤は、高分子量エステルまたは半エステルアミドであることができる。
分散剤はまた、あらゆる、様々な物質との反応による従来の方法により、後処理することができる。これらの物質にはホウ素、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアジアゾール、炭素ジスルフィド、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭水化物置換琥珀酸無水物、マレイン酸無水物、ニトリル、エポキシド、カーボネート、環式カーボネート、ヒンダードフェノールエステル、およびリン化合物が含まれる。米国特許第7,645,726号、第7,214,649号および第8,048,831号明細書は、幾つかの適切な後処理法および後処理生成物につき記載している。
分散剤は、存在する場合は、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、約20重量%までを提供するのに十分量で使用することができる。使用することができる分散剤の量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて約0.1重量%〜約15重量%、または約0.1重量%〜10重量%、または約3重量%〜10重量%、または約1重量%〜約6重量%、または約7重量%〜約12重量%であることができる。一つの実施形態においては、潤滑油組成物は混合分散剤系を使用する。
極圧剤(Extreme Pressure Agents)
本開示の潤滑油組成物はまた、場合により、1種以上の極圧剤を含むことができる。油中に可溶性である極圧(EP)剤は、硫黄およびクロロ硫黄含有EP剤、塩素化炭化水素EP剤およびリンEP剤を含む。このようなEP剤の例は、塩素化ワックス;ジベンジル・ジスルフィド、ビス(クロロベンジル)ジスルフィド、ジブチル・テトラスルフィド、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフェノール、硫化ジペンテン、硫化テルペンおよび硫化ディールスアルダー付加物のような有機スルフィドおよびポリスルフィド;ターペンタインまたはメチルオレエートとのリンスルフィドの反応生成物のような、リン硫化炭化水素;ジヒドロカルビル・ホスファイトとトリヒドロカルビル・ホスファイトのようなリンエステル、例えばジブチルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジシクロヘキシルホスファイト、ペンチルフェニルホスファイト、ジペンチルフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、ジステアリルホスファイトおよびポリプロピレン置換フェニルホスファイト;亜鉛ジオクチル・ジチオカルバメートのような金属チオカルバメートおよびバリウムヘプチルフェノール二酸;例えば、ジアルキル・ジチオリン酸のプロピレン・オキシドとの反応生成物のアミン塩を含む、アルキルおよびジアルキルリン酸のアミン塩;並びにそれらの混合物を含む。
モリブデン含有成分
本開示における潤滑油組成物はまた、1種以上のモリブデン含有化合物を含むことができる。油溶性モリブデン化合物は、摩耗防止剤、抗酸化剤、摩擦修正剤、またはこれらの機能のあらゆる組み合わせの機能的性能をもつことができる。油溶性モリブデン化合物は、モリブデン・ジチオカルバメート、モリブデン・ジアルキル・ジチオホスフェート、モリブデン・ジチオホスフィネート、モリブデン化合物のアミン塩、モリブデン・キサンテート、モリブデン・チオキサンテート、モリブデン・スルフィド、モリブデン・カルボキシレート、モリブデン・アルコキシド、三核有機モリブデン化合物および/またはそれらの混合物を含むことができる。モリブデン・スルフィドは、モリブデン・ジスルフィドを含む。モリブデン・ジスルフィドは、安定な分散物の形態にあることができる。一つの実
施形態においては、油溶性のモリブデン化合物は、モリブデン・ジチオカルバメート、モリブデン・ジアルキル・ジチオホスフェート、モリブデン化合物のアミン塩、およびそれらの混合物よりなる群から選択することができる。一つの実施形態においては、油溶性モリブデン化合物はモリブデン・ジチオカルバメートであることができる。
使用することができるモリブデン化合物の適切な例は、R.T.Vanderbilt
Co.,Ltd.,からのMolyvan 822TM、MolyvanTM A、Molyvan 2000TMおよびMolyvan 855TM並びにAdeka Corporationから市販のSakura−LubeTM S−165、S−200、S−300、S−310G、S−525、S−600、S−700、およびS−710のような商品名で販売される商品、並びにそれらの混合物を含む。適切なモリブデン化合物は、米国特許第5,650.381号明細書および米国再発行特許第37,363E1;第38,929E1および第40,595E1に記載されている。
更に、モリブデン化合物は酸性モリブデン化合物であることができる。モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、およびその他のアルカリ金属モリブテートおよび他のモリブデン酸塩、例えばモリブデン酸水素ナトリウム、MoOCl、MoOBr、MoCl、モリブデン・トリオキシドまたは同様な酸性モリブデン化合物が含まれる。あるいはまた、組成物は、例えば、米国特許第4,263,152号、第4,285,822号、第4,283,295号、第4,272,387号,第4,265,773号、第4,261,843号、第4,259,195号、および第4,259,194号明細書および国際公開出願第94/06897号パンフレット中に記載されたような塩基性窒素化合物のモリブデン/硫黄錯体によりモリブデンを提供されることができる。
他のクラスの適切な有機モリブデン化合物は、式Moのもののような三核モリブデン化合物およびそれらの混合物であり、ここでSは硫黄を表し、Lは、化合物を油中に可溶性または分散可能にさせるのに十分な数の炭素原子を伴う有機基をもつ、独立して選択されるリガンドを表し、nは1〜4であり、kは4〜7に変動し、Qは水、アミン、アルコール、ホスフィン、およびエーテルのような中性の電子供与化合物の群から選択され、そしてzは0〜5の範囲にあり、そして非化学量論的値を含む。すべてのリガンドの有機基中には少なくとも21個の、または少なくとも25個の、少なくとも30個の、または少なくとも35個の総炭素原子が存在することができる。更なる適切なモリブデン化合物は米国特許第6,723,685号明細書中に記載されている。
油溶性モリブデン化合物は、潤滑剤組成物中に約0.5ppm〜約2000ppm、約1ppm〜約700ppm、約1ppm〜約550ppm、約5ppm〜約300ppm、または約20ppm〜約250ppmのモリブデンを提供するのに十分な量で含まれることができる。
粘度指数向上剤
本開示における潤滑油組成物はまた、場合により、1種以上の粘度指数向上剤を含むことができる。適切な粘度指数向上剤は、ポリオレフィン、オレフィン共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、ポリイソブテン、水素化スチレン−イソプレン重合体、スチレン/マレイン酸エステル・共重合体、水素化スチレン/ブタジエン・共重合体、水素化イソプレン重合体、アルファ−オレフィン・マレイン酸無水物共重合体、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアルキルスチレン、水素化アルケニルアリール共役ジエン共重合体、またはそれらの混合物を含むことができる。粘度指数向上剤は、星形高分子を含むことができ、また適切な例は米国公開第2012/0101017A1に記載されている。
本開示における潤滑油組成物はまた、場合により、1種の粘度指数向上剤に加えて、または粘度指数向上剤の代りに、1種以上の分散剤の粘度指数向上剤を含むことができる。適切な分散剤の粘度指数向上剤は、官能化ポリオレフィン、例えば、アシル化剤(マレイン酸無水物のような)とアミンとの反応生成物で官能化されたエチレン−プロピレン共重合体;アミンで官能化されたポリメタクリレート、またはアミンと反応されたエステル化マレイン酸無水物−スチレン共重合体、を含むことができる。
粘度指数向上剤および/または分散剤の粘度指数向上剤の総量は、潤滑組成物の総重量に基づいて約0重量%〜約20重量%、約0.1重量%〜約15重量%、約0.1重量%〜約12重量%、または約0.5重量%〜約10重量%であることができる。
その他の、場合により使用される添加剤
潤滑液に必要な1種以上の機能を実施するために、その他の添加剤を選択することができる。更に、1種以上の前述の添加剤は、多機能性であり、本明細書に記載の機能に加えて、またはそれら以外の他の機能を提供することができる。
本開示に従う潤滑組成物は、場合により、他の性能添加剤を含んでなることができる。他の性能添加剤は、本開示の特定の添加剤に付け加えることができ、そして/または1種以上の、金属失活剤、粘度指数向上剤、清浄剤、無灰TBN増強剤、摩擦修正剤、摩耗防止剤、腐食防止剤、錆防止剤、分散剤、分散剤の粘度指数向上剤、極圧剤、抗酸化剤、消泡剤、抗乳化剤、乳化剤、流動点降下剤、シール膨張剤およびそれらの混合物を含んでなることができる。完全配合潤滑油は1種以上のこれらの性能添加剤を含むことができる。
適切な金属失活剤は、トリルトリアゾールのようなベンゾトリアゾールの誘導体、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、または2−アルキルジチオ・ベンゾチアゾール;エチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレートおよび場合によりビニルアセテートの共重合体を含む消泡剤;トリアルキルホスフェート、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・オキシドおよび(エチレンオキシド−プロピレンオキシド)重合体を含む抗乳化剤;マレイン酸無水物−スチレンのエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレートまたはポリアクリルアミドを含む流動点降下剤、を含むことができる。
適切な消泡剤は、シロキサンのようなケイ素基剤の化合物を含む。
適切な流動点降下剤は、ポリメチルメタクリレートまたはそれらの混合物を含むことができる。流動点降下剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、約0重量%〜約1重量%、約0.01重量%〜約0.5重量%、または約0.02重量%〜約0.04重量%、を提供するのに十分な量で含まれることができる。
適切な錆防止剤は、鉄類の表面の腐食を防止する特性をもつ、単一の化合物、または化合物の混合物であることができる。本開示で有用な錆防止剤の限定されない例は、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸およびセロチン酸のような油溶性の高分子量の有機酸、並びに、トール油の脂肪酸、オレイン酸およびリノール酸から製造されるような二量体および三量体の酸を含む油溶性のポリカルボン酸を含む。その他の適切な腐食防止剤は、約600〜約3000の分子量範囲にある長鎖のアルファ、オメガ−ジカルボン酸および、テトラプロペニル琥珀酸、テトラデセニル琥珀酸およびヘキサデセニル琥珀酸のような、そのアルケニル基が約10個以上の炭素原子を含むアルケニル琥珀酸、を含む。酸性の腐食防止剤の
他の有用なタイプは、ポリグリコールのようなアルコールとの、アルケニル基中に約8〜24個の炭素原子をもつアルケニル琥珀酸の半エステルである。このようなアルケニル琥珀酸の対応する半アミドもまた有用である。有用な錆防止剤は、高分子量の有機酸である。幾つかの実施形態においては、潤滑組成物またはエンジンオイルは錆防止剤を含まない。
錆防止剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて約0重量%〜約5重量%、約0.01重量%〜約3重量%、約0.1重量%〜約2重量%を提供するのに十分な量で使用することができる。
一般的に、適切なクランクケースの潤滑剤は以下の表に記載の範囲の、1種以上の添加剤成分を含むことができる。
前記の各成分の百分率は、最終潤滑油組成物の総重量に基づく各成分の総重量パーセントを表す。潤滑油組成物の残りまたはバランスは1種以上の基油よりなる。
本明細書に記載の、組成物を配合する際に使用される添加剤は、個々に、または様々な準組み合わせ物として、基油中にブレンドされることができる。しかし、添加剤濃厚物(すなわち、添加剤プラス、炭化水素溶媒のような希釈剤)を使用して、すべての1種以上の成分を同時にブレンドすることは適切であるかも知れない。
以下の実施例は、本開示の方法および組成物を、限定せずに具体的に示す。本分野で通常遭遇され、そして当業者に明白な、様々な条件およびパラメーターの、その他の適切な修飾物および適応物は本開示の範囲内にある。
オレオイル・ブチルサルコシネート(BuOS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに281g(0.8モル)のオレオイルサルコシン、237gのブタノールおよび0.38gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。30分毎に25mLのアリコートを除去しながら、反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間還流下で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、濾取すると、310gの生成物を与えた。
オレオイル・エチルサルコシネート(EtOS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに281g(0.8モル)のオレオイルサルコシンおよび295gのエタノールを充填した。30分毎に25mLのアリコートを除去しながら、反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間還流下で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮すると、280gの生成物を与えた。
ラウロイル・エチルサルコシネート(EtLS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに128.5g(0.5モル)のラウロイルサルコシンおよび345.5gのエタノールを充填した。30分毎に25mLのアリコートを除去しながら、反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間還流下で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮すると、126.2gの生成物を与えた。
ココイル・エチルサルコシネート(EtCS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに200g(0.71モル)のココイルサルコシンおよび329gのエタノールを充填した。30分毎に25mLのアリコートを除去しながら、反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間還流下で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮すると、201gの生成物を与えた。
オレオイル2−エチルヘキシル・サルコシネート
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに175.6g(0.5モル)のオレオイルサルコシンおよび65.1gの2−エチルヘキサノールを充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間150℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮すると、421.7gの生成物を与えた。
オレオイル2−メトキシエチル・サルコシネート(MeOEt−OS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに140.4g(0.4モル)のオレオイルサルコシン、48.1gのジエチレングリコール・メチルエーテルおよび1.0gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間160℃に加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、181.3gのプロセスオイルで希釈し、濾取すると、273.5gの生成物を与えた。
オレオイル2−ヒドロキシエチル・サルコシネート(HOEt−OS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに175.5g(0.5モル)のオレオイルサルコシン、32gのエチレングリコールおよび1.0gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。反応混合物を窒素下撹拌しながら3時間160℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、198.5gのプロセスオイルで希釈し、濾取すると、312.7gの生成物を与えた。
ラウロイル2−ヒドロキシエチル・サルコシネート(HO−EtLS)
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに128.5g(0.5モル)のラウロイルサルコシン、32gのエチレングリコールを充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間160℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、151.5gのプロセスオイルで希釈すると、277.5gの生成物を与えた。
N−オレオイル−N’−2−エチルヘキシル・サルコシンアミド
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに107g(0.31モル)のオレオイルサルコシンおよび39.4gの2−エチル−1−ヘキシルアミンを充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間130℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮すると、266.6gの生成物を与えた。
N−オレオイル−N’−2メトキシエチル・サルコシンアミド
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに140.4g(0.4モル)のオレオイルサルコシン、30gのメトキシエチルアミンおよび1.0gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。反応混合物を窒素
下で撹拌しながら3時間150℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、163.2gのプロセスオイルで希釈し、濾取すると、263.9gの生成物を与えた。
N−オレオイル−N’−3ジメチルアミノプロピル・サルコシンアミド
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに175.5g(0.5モル)のオレオイルサルコシン、51.1gの3−ジメチルアミノプロピルアミンおよび1.0gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間150℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、217.6gのプロセスオイルで希釈し、濾取すると、377.8gの生成物を与えた。
N−オレオイル−N’,N’ビス(2−ヒドロキシエチル)サルコシンアミド
頭上撹拌装置、ディーンスタークトラップおよび熱電対を備えた500mL用樹脂ケトルに175.5g(0.5モル)のオレオイルサルコシン、52.6gのジエタノールアミンおよび1.0gのAmberlyst 15の酸性樹脂を充填した。反応混合物を窒素下で撹拌しながら3時間150℃で加熱した。次に反応混合物を真空濃縮し、219gのプロセスオイルで希釈し、濾取すると、371.6gの生成物を与えた。
Chattem Chemicalsから市販のHAMPOSYL(登録商標) L−95のようなラウロイル・サルコシンナトリウム
Croda Inc.から市販のCRODASINICTM Cのようなココイル・サルコシン
Croda Inc.から市販のCRODASINICTM Lのようなラウロイル・サルコシン
Croda Inc.から市販のCRODASINICTM O、またはChattem
Chemicalsから市販のHAMPOSYL(登録商標) Oのようなオレオイルサルコシン
Croda Inc.から市販のCRODASINICTM SMのようなステアロイル・サルコシンとミリストイル・サルコシン混合物
本開示に従うエンジンオイルの例は、他の摩擦修正剤(成分B、実施例18〜32)と組み合わせて、摩擦修正剤としてアシルN−メチルグリシンおよびそれらの誘導体(成分A、実施例1〜17)を使用して調製された。表4は成分Bの摩擦修正剤のリストを含む。
ポリヒドロキシステアリン酸は、式:
[式中、Rはヒドロキシ−脂肪酸であり、Rは1価のC−C24アルキル基であり、Rは2価のC−C24アルキレン基であり、aは0〜200であり、そしてbは1〜500である]
により表されることができる。実施例19、20および21に使用される材料はポリヒドロキシステアリン酸の「a」および「b」値が異なる。
表5の摩擦修正剤ブレンドは、基礎流動体として摩擦修正剤がそれから除去されたSAE 5W−20,GF−5品質の油を使用した。次に摩擦修正剤混合物を、表5に記載の処理速度でこの基礎流動体中にブレンドした。比較例Aは摩擦修正剤を添加されないこの同一の基礎流動体を使用した。
成分Bとして使用された摩擦修正剤(実施例18〜32)は、有機摩擦修正剤および金属含有摩擦修正剤:を含んだ。
エンジン潤滑剤は高周波数往復リグ(HFRR)試験および薄膜摩擦(TFF)試験にかけられた。境界潤滑体制の摩擦係数を測定するために、PCS InstrumentsからのHFRRが使用された。摩擦係数はSAE 52100金属のボールとSAE
52100金属のディスク間で、130℃で測定された。ボールを、4.0Nの加荷重を使用して1mmの経路上を20Hzの周波数でディスクを横切って往復させた。潤滑剤の、境界層の摩擦を減少させる能力は、測定された境界潤滑体制の摩擦係数により反映される。より低い値がより低い摩擦を示す。
TFF試験は、PCS InstrumentsからのMini−Traction Machine(小型牽引機)(MTM)を使用して、薄膜潤滑体制の牽引係数を測定する。これらの牽引係数は、油が500mm/sの巻き込み速度で接触区域中を牽引されている時の、ANSI 52100鋼のディスクとANSI 52100鋼のボール間の50Nの加荷重を使用して130℃で測定された。測定期間中、ボールとディスク間に20%のスライド対ロール比率が維持された。薄膜摩擦を低減する潤滑剤の能力は、測定された薄膜潤滑体制の牽引係数により反映される。より低い値がより低い摩擦を示す。
エンジンオイルの試験結果は表5に与えられる。これらの摩擦修正剤には異なる処理速度が使用された。境界層の摩擦(HFRR)の摩擦係数は、摩擦修正剤を含まない潤滑剤と比較すると、アシルN−メチルグリシンまたはそれらの誘導体およびその他の摩擦修正剤を含む潤滑剤において、有意に低かった。薄膜摩擦(TFF)の牽引係数もまた、一般的に、摩擦修正剤を含まない潤滑剤と比較すると、アシルN−メチルグリシン誘導体と他の摩擦修正剤を含む潤滑剤において、低かった。これらの実施例は、エンジンオイル中への本開示の摩擦修正剤組み合わせ物の使用は、摩擦修正剤を含まない潤滑剤と比較すると、境界層摩擦と薄膜摩擦の両方を有効に低下させることができることを示す。
本開示の他の実施形態は、本明細書に開示された明細の考慮および実施形態の実施から、当業者に明白であろう。明細および実施例は説明的のみであると考えられ、本開示の真の範囲は以下の請求の範囲により示されることが意図される。
本明細書に言及されるすべての文献は、それらの全体を、あるいはまた、それらが特別に頼りにされる開示物を提供するために、参照することにより本明細書に引用されたこととされる。
前述の実施形態は、実施において著しいばらつきを受ける可能性がある。従って、その実施形態は以上に示された特定の例示に限定されることは意図されない。むしろ、前述の実施形態は、法律問題として利用可能なそれらの同等物を含む、付記の請求項の精神および範囲内にある。
出願者等は、あらゆる開示された実施形態を公衆に献呈することを意図せず、そして、あらゆる開示された修正または変更は、それが請求項の範囲内に文字通りには入らない程度まで、同等物の原則下で請求の範囲の一部であると考えられる。

Claims (30)

  1. グループII、グループIII、グループIV及びグループV基油(但し、グループII及びグループIII基油は少なくとも90%飽和度を有する)並びにその混合物から選ばれる主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイル組成物であって、ここで該添加剤パッケージが、
    (A)
    式I〜III:
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてR1は水素、1〜8個の炭素原子をもつヒドロカルビルまたは、1個以上のヘテロ原子を含むC1〜C8ヒドロカルビル基である]
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてR2とR3は独立して、水素、C1〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC1〜C18ヒドロカルビル基から選択される]、及び
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビルであり、そしてXはアルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウムのカチオンであり、そしてnはカチオンXの原子価である]、
    の1種以上の化合物、
    から選択される1種の摩擦修正剤成分、並びに
    (B)前記1種以上の化合物(A)と異なり、そしてアルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデン・ジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含んでなる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
    を含んでなり、かつ
    前記エンジンオイル組成物は、エンジンクランクケースの少なくともピストン、リング、シリンダー、軸受け及びクランクシャフトの潤滑に適した、クランクケースエンジンオイル潤滑剤として使用するのに適合し、
    前記エンジンオイル組成物は、50〜1000ppmのリン含有量を有し、前記エンジンオイル組成物は、0.1〜2.0重量%の摩擦修正剤成分(A)を含有し(エンジンオイル組成物の全重量基準)、かつ摩擦修正剤成分(A)が式(III)の化合物である場合、前記エンジンオイル組成物は、少なくとも90%飽和度を有し、かつグループII、グループIII及びグループIV基油並びにその混合物から選ばれる基油の主要量を含む、エンジンオイル組成物。
  2. 添加剤パッケージが、少なくとも1種の式Iの化合物を含んでなる、請求項1のエンジンオイル組成物。
  3. 添加剤パッケージが式IIの1種以上の化合物を含んでなる、請求項1のエンジンオイル組成物。
  4. 添加剤パッケージが式IIIの少なくとも1種の塩を含んでなる、請求項1のエンジンオイル組成物。
  5. 添加剤パッケージが、式I〜IIIの化合物から独立して選択される、少なくとも2種の異なる化合物を含んでなる、請求項1のエンジンオイル組成物。
  6. 11〜8個の炭素原子をもつヒドロカルビル基である、請求項5のエンジンオイル組成物。
  7. 1が1個以上のヘテロ原子を含むC1〜C8ヒドロカルビル基を含む、ヒドロカルビル基である、請求項5のエンジンオイル組成物。
  8. 2とR3が独立して、水素、C1〜C18ヒドロカルビル基および、1個以上のヘテロ原子を含むC1〜C18ヒドロカルビル基、から選択される、請求項3および5のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  9. 2とR3が独立して、水素およびC4〜C8ヒドロカルビル基から選択される、請求項3および5のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  10. 式IIIの1種以上の化合物が、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、およびマグネシウムから選択される1個以上のカチオンの塩である、請求項4および5のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  11. Rが10〜20個の炭素原子を有する、請求項1〜10のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  12. Rが12〜18個の炭素原子を有する、請求項1〜10のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  13. 添加剤パッケージが更に、抗酸化剤、消泡剤、モリブデン含有化合物、チタン含有化合物、リン含有化合物、粘度指数向上剤、流動点降下剤、および希釈油よりなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含んでなる、請求項1〜12のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  14. 化合物(A)および少なくとも1種の摩擦修正剤(B)の総量が、エンジンオイル組成物の総重量の0.1重量%〜10重量%を含んでなる、請求項1〜13のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  15. 少なくとも1種の摩擦修正剤(B)が、アルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデン・ジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から独立して選択される少なくとも2種の化合物を含んでなる、請求項1〜14のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  16. 少なくとも1種の摩擦修正剤(B)が少なくとも1種のグリセロールエステルを含んでなる、請求項1〜14のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  17. 少なくとも1種の摩擦修正剤(B)が少なくとも1種のモリブデン・ジチオカルバメートを含んでなる、請求項1〜14のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  18. 少なくとも1種の摩擦修正剤(B)が少なくとも1種のポリエステルを含んでなる、請求項1〜14のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  19. 少なくとも1種の摩擦修正剤(B)が少なくとも1種のグリセロール・エステルおよび少なくとも1種のモリブデン・ジチオカルバメートを含んでなる、請求項1〜14のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
  20. 請求項1に請求されるエンジンオイル組成物を使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜摩擦および境界層摩擦を改善する方法。
  21. 前記潤滑する工程において、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)を含有するエンジンオイル組成物が、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)不存在下の前記エンジンオイル組成物と比較して、薄膜および境界層の摩擦を低減する、請求項20に請求される方法。
  22. 請求項1に請求されるエンジンオイル組成物を使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の境界層の摩擦を改善する方法。
  23. 前記潤滑する工程において、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)を含有するエンジンオイル組成物が、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)不存在下の前記エンジンオイル組成物と比較して、境界層の摩擦を低減する、請求項22に請求される方法。
  24. 請求項1に請求されるエンジンオイル組成物を使用してエンジンを潤滑する工程を含んでなる、エンジン内の薄膜の摩擦を改善する方法。
  25. 前記潤滑する工程において、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)を含有するエンジンオイル組成物が、前記少なくとも1種の摩擦修正剤(A)および前記少なくとも1種の摩擦修正剤(B)不存在下の前記エンジンオイル組成物と比較して、薄膜の摩擦を低減する、請求項24に請求される方法。
  26. グループII、グループIII、グループIV及びグループV基油(但し、グループII及びグループIII基油は少なくとも90%飽和度を有する)並びにその混合物から選ばれる主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイル組成物であって、ここで該添加剤パッケージが、
    (A)
    式IV:
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、かつ反応前に必要により適切な離脱基により、酸上のヒドロキシ基が置換されても良い]
    の化合物と式V:
    [式中、R2、R3およびR4は独立して、水素、C1〜C18ヒドロカルビル基および1個以上のヘテロ原子を含むC1〜C18ヒドロカルビル基、から選択される]の1種以上のアミンの、1種以上のアミド反応生成物、
    (B)前記1種以上の化合物(A)と異なり、そしてアルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデン・ジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含んでなる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
    を含んでなり、かつ
    前記エンジンオイル組成物は、エンジンオイルとして使用するのに適合し、前記エンジンオイル組成物は、50〜1000ppmのリン含有量を有し、前記エンジンオイル組成物は、0.1〜2.0重量%の摩擦修正剤成分(A)を含有する(エンジンオイル組成物の全重量基準)、エンジンオイル組成物。
  27. グループII、グループIII、グループIV及びグループV基油(但し、グループII及びグループIII基油は少なくとも90%飽和度を有する)並びにその混合物から選ばれる主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイル組成物であって、ここで該添加剤パッケージが、
    (A)
    式IV:
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]
    1種以上の化合物と1種以上のアミンアルコールの、1種以上のアミドまたはエステル反応生成物、
    (B)前記1種以上の化合物(A)と異なり、そしてアルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデン・ジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含んでなる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
    を含んでなり、かつ
    前記エンジンオイル組成物は、エンジンオイルとして使用するのに適合し、前記エンジンオイル組成物は、50〜1000ppmのリン含有量を有し、前記エンジンオイル組成物は、0.1〜2.0重量%の摩擦修正剤成分(A)を含有する(エンジンオイル組成物の全重量基準)、エンジンオイル組成物。
  28. グループII、グループIII、グループIV及びグループV基油(但し、グループII及びグループIII基油は少なくとも90%飽和度を有する)並びにその混合物から選ばれる主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイル組成物であって、ここで該添加剤パッケージが、
    (A)
    式IV:
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基であり、
    酸基上の水素原子が適切な離脱基により置換されても良い]
    の1種以上の化合物とアルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アンモニアまたはそれらの混合物との反応生成物である1種以上の塩を含んでなり、
    (B)前記1種以上の化合物(A)と異なり、そしてアルコール、グリセロールエステル、アミン、エトキシル化アミン、アミド、エトキシル化アミド、二量体の酸、ポリエステル、亜鉛ジチオカルバメート、モリブデン・ジチオカルバメートおよび硫黄を含まないモリブデン化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含んでなる、少なくとも1種の摩擦修正剤、
    を含んでなり、かつ
    前記エンジンオイル組成物は、エンジンオイルとして使用するのに適合し、前記エンジンオイル組成物は、50〜1000ppmのリン含有量を有し、前記エンジンオイル組成物は、0.1〜2.0重量%の摩擦修正剤成分(A)を含有する(エンジンオイル組成物の全重量基準)、エンジンオイル組成物。
  29. グループII、グループIII、グループIV及びグループV基油(但し、グループII及びグループIII基油は少なくとも90%飽和度を有する)並びにその混合物から選ばれる主要量の基油と少量の添加剤パッケージとを含んでなるエンジンオイル組成物であって、ここで該添加剤パッケージが、
    式IV:
    [式中、Rは8〜22個の炭素原子をもつ、直線状もしくは分枝状の、飽和、不飽和、または一部飽和ヒドロカルビル基である]
    1種以上の化合物と、
    (B)ポリアミンから形成されるスクシンイミド分散剤、マニッヒ分散剤、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の分散剤、
    を含んでなり、かつ
    前記エンジンオイル組成物は、エンジンクランクケースの少なくともピストン、リング、シリンダー、軸受け及びクランクシャフトの潤滑に適した、クランクケースエンジンオイル潤滑剤として使用するのに適合し、前記エンジンオイル組成物は、50〜1000ppmのリン含有量を有し、前記エンジンオイル組成物は、0.1〜2.0重量%の式IVの1種以上の化合物を含有する(エンジンオイル組成物の全重量基準)、エンジンオイル組成物。
  30. 基油が、鉱油、動物油及び合成油から成る群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜19のいずれか1項のエンジンオイル組成物。
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