JP6181642B2 - エネルギー効率の良いポリアルキレングリコール及びそれを含む潤滑剤組成物 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなエネルギー効率の良いポリアルキレングリコールをベースオイルとして含む潤滑剤組成物に関する。
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなエネルギー効率の良いポリアルキレングリコールをベースオイルとして含む潤滑剤組成物に関する。
エチレンオキシド（ＥＯ）及びプロピレンオキシド（ＰＯ）のランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）は、潤滑剤配合物中でベースオイルとして使用されるときに、優れた摩擦制御性（すなわち、低摩擦係数）を提供することが知られている。このようなＥＯ／ＰＯ ＰＡＧの摩擦性能は鉱油、合成炭化水素、及び、ＰＯ、ブチレンオキシド（ＢＯ）又はそれらの組み合わせをベースとするＰＡＧポリマーよりも有意に優れている。ＰＡＧを含む高性能ＥＯ／ＰＯランダムコポリマーは、通常、５０〜６０質量％のＥＯに由来する単位を含む。既知の潤滑剤配合物中に使用されるＰＡＧは、モノオール（例えば、ブタノール）、ジオール（例えば、プロピレングリコール）又はトリール（例えば、グリセロール）開始剤を用いて製造されるＰＡＧである。
ＥＯ／ＰＯ ＰＡＧは、通常、ギア、カレンダー及びベアリング潤滑剤中の主要ベースオイルとして使用される。例えば、このようなＰＡＧは＞５０質量％のレベルで使用され、そしてよりしばしば、＞９５％のレベルで使用される。
産業界の重要な傾向はより良好な摩擦制御性を付与することができるベースオイルを選択することにより、より効率の良い潤滑剤を開発することである。ＥＯ／ＰＯ ＰＡＧの摩擦係数はポリマーのＥＯ由来含有分を増加させることにより、さらに低下されうる。しかしながら、ＥＯに由来する単位のレベルを増加させることで、ＥＯ／ＰＯ ＰＡＧの流動点に負の影響を与える。このようにして、７５％のＥＯに由来する単位の含有分を有するポリマーはその高い流動点のために、ギア潤滑剤中の主要ベースオイルとしての実用性を限定している。
従来のＥＯ／ＰＯ ＰＡＧと比較して低い摩擦係数を提供するように十分に高い含有分のＥＯに由来する単位を有するが、同時に、許容されうる低温特性、例えば、流動点を有するＥＯ／ＰＯ ＰＡＧの必要性が残る。ＥＯ／ＰＯ ＰＡＧが５０℃〜−２５℃などの広い温度範囲にわたって透明であり、均一でありそして安定であることがさらに望ましいであろう。
発明の要旨
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物である。
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物である。
１つの実施形態において、本発明は、ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、前記ポリアルキレングリコールは、ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下であり、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のスライドロール比（ＳＲＲ）、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１５未満である、ポリアルキレングリコールを提供する。
別の実施形態において、本発明は、ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜４００ｇ／モルであり、６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有する、ポリアルキレングリコールを提供する。
別の実施形態において、本発明は、本発明のポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物をさらに提供する。
別の実施形態において、本発明は、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、ＳＲＲ＝５０％、そして８０℃の温度での前記ポリアルキレングリコールのトラクション値が０．０１３５未満であることを以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、ポリアルキレングリコールの流動点が−３５℃以下であること以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリアルキレングリコールが２０℃で視覚安定性を示すこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリアルキレングリコールが４℃で視覚安定性を示すこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリアルキレングリコールが５０℃で視覚安定性を示すこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリアルキレングリコールが−２５℃で視覚安定性を示すこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ランダムコポリマーが５５〜７０質量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０質量％のＰＯに由来する単位を含むこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ランダムコポリマーが６０〜６５質量％のＥＯに由来する単位及び３５〜４０質量％のＰＯに由来する単位を含むこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリテトラヒドロフランの重量平均分子量が１５０〜３５０ｇ／モルであること以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ポリテトラヒドロフランの重量平均分子量が２００〜３００ｇ／モルであること以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記ランダムコポリマーの４０℃での粘度が６１ｃＳｔ〜７５ｃＳｔであり、又は、別の実施形態において、２８８〜３５２ｃＳｔであり、又は、別の実施形態において、９００〜１１００ｃＳｔであること以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記潤滑剤組成物がＩＳＯ−６８、ＩＳＯ−３２０又はＩＳＯ−１０００グレードの潤滑剤であること以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコール、及び、該ポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、潤滑剤組成物が酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる１種以上の添加剤をさらに含むこと以外は先行の実施形態のいずれかによるポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、潤滑剤組成物が酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる１種以上の添加剤をさらに含むこと以外は先行の実施形態のいずれかによる潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤、第二級アミン酸化防止剤、硫化フェノール系酸化防止剤、硫化オレフィン、油溶性銅化合物及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれること以外は先行の実施形態のいずれかによる、潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記腐食防止剤が（１）脂肪族リン酸エステルのアミン塩、（２）鉱油中のアルケニルコハク酸半エステル、（３）ジチオリン酸誘導体と組み合わせたアルキルリン酸のアミン塩、（４）水素化処理ナフテン油中のバリウムジノニルナフタレンスルホネート及びジノニルナフタレンカルボキシレートの組み合わせ、及び、（５）それらの組み合わせからなる群より選ばれること以外は先行の実施形態のいずれかによる潤滑剤組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は、前記耐摩耗添加剤がジアルキルジチオリン酸亜鉛、トリクレジルホスフェート、ジドデシルホスファイト、硫化マッコウクジラ油、硫化テルペン、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれること以外は先行の実施形態のいずれかによる潤滑剤組成物を提供する。
発明の詳細な説明
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
本発明はエネルギー効率の良いポリアルキレングリコール、及び、このようなポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物を提供する。
本発明に係るポリアルキレングリコールは、ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含み、該ポリアルキレングリコールは、ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下であり、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１５未満である。
本発明のポリアルキレングリコールはＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、−３０℃以下の流動点を示す。−３０℃以下のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、流動点は上限が−３０、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８又は−４０℃であることができる。
本発明のポリアルキレングリコールは１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度で０．０１５未満のトラクション値を示す。０．０１５未満のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、トラクション値は０．０１５未満であることができ、又は、別の実施形態において、トラクション値は０．０１３未満であることができ、又は、別の実施形態において、トラクション値は０．０１１未満であることができ、又は、別の実施形態において、トラクション値は０．００９未満であることができ、又は、別の実施形態において、トラクション値は０．００７未満であることができる。
１つの特定の実施形態において、本発明のポリアルキレングリコールは、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、５０％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１３５未満である。
幾つかの実施形態において、本発明のポリアルキレングリコールは５０〜−２５℃の温度で視覚安定性を示す。５０〜−２５℃のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、ポリアルキレングリコールは−２５、−１５、−５、０、５、１５、２０、２５、３０、３５、４０又は４５℃の下限から−１５、−５、０、５、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５又は５０℃の上限の温度で視覚安定性を示す。例えば、ポリアルキレングリコールは４℃で視覚安定性を示し、又は、別の実施形態において、ポリアルキレングリコールは２０℃で視覚安定性を示し、又は、別の実施形態において、ポリアルキレングリコールは５０℃で視覚安定性を示し、又は、別の実施形態において、ポリアルキレングリコールは−２５℃で視覚安定性を示す。
本発明のポリアルキレングリコールの幾つかの実施形態において、ランダムコポリマーは５５〜７０質量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０質量％のＰＯに由来する単位を含む。５５〜７０質量％のＥＯに由来する単位のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、ランダムコポリマー中のＥＯに由来する単位の量は５５、５７、５９、６１、６３、６５、６７又は６９質量％の下限から５７、５９、６１、６３、６５、６７、６９又は７０質量％の上限であることができる。例えば、ランダムコポリマー中のＥＯに由来する単位の量は５５〜７０質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＥＯに由来する単位の量は６０〜６８質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＥＯに由来する単位の量は５６〜６６質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＥＯに由来する単位の量は６５〜７０質量％の範囲にあることができる。同様に、３０〜４５質量％のＰＯに由来する単位のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、ランダムコポリマー中のＰＯに由来する単位の量は３０、３３、３６、３９又は４４質量％の下限から３２、３５、３８、４１、４４又は４５質量％の上限であることができる。例えば、ランダムコポリマー中のＰＯに由来する単位の量は４５〜３０質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＰＯに由来する単位の量は４０〜３６質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＰＯに由来する単位の量は４５〜３４質量％の範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマー中のＰＯに由来する単位の量は３５〜３０質量％の範囲にあることができる。
本発明のポリアルキレングリコールの１つの特定の実施形態において、ランダムコポリマーは６０〜６５質量％のＥＯに由来する単位及び３５〜４０質量％のＰＯに由来する単位を含む。
本発明のポリアルキレングリコールの幾つかの実施形態において、ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が１５０〜３５０ｇ／モルである。１５０〜３５０ｇ／モルのすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、ポリテトラヒドロフランの分子量は１５０、１７５、２００、２２５、２５０、２７５、３００又は３２５ｇ／モルの下限から１７５、２００、２２５、２５０、２７５、３００、３２５又は３５０ｇ／モルの上限であることができる。例えば、ポリテトラヒドロフランの分子量は１５０〜３５０ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ポリテトラヒドロフランの分子量は２００〜３００ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ポリテトラヒドロフランの分子量は１７５〜２５０ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ポリテトラヒドロフランの分子量は２２５〜３２５ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ポリテトラヒドロフランの分子量は２５０〜３５０ｇ／モルの範囲にあることができる。
ポリアルキレングリコールの幾つかの実施形態において、ランダムコポリマーは分子量が７００〜５０００ｇ／モルである。７００〜５０００ｇ／モルのすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されており、例えば、ランダムコポリマーの分子量は７００、９００、１３００、１７００、２４００、２７００、３３００、３９００、４５００又は４７００ｇ／モルの下限から８００、１５００、２６００、３０００、３５００、４６００又は５０００ｇ／モルの上限であることができる。例えば、ランダムコポリマーの分子量は７００〜５０００ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマーの分子量は１５００〜４５００ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマーの分子量は２０００〜４０００ｇ／モルの範囲にあることができ、又は、別の実施形態において、ランダムコポリマーの分子量は９００〜３５００ｇ／モルの範囲にあることができる。
別の実施形態において、本発明は、平均分子量が２００〜４００ｇ／モルであり、６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有するポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールを提供する。６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分１０質量％未満のすべての個々の値及び副次範囲は本明細書中に含まれそして本明細書中に開示されている。ポリアルキレングリコールは上限が１０、９、８、７、６、５、４、３、２又は１質量％である高分子量成分を有することができる。
別の実施形態において、本発明は、先行の実施形態のいずれかのポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物をさらに提供する。
幾つかの実施形態において、本発明の潤滑剤組成物は酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる１種以上の添加剤をさらに含む。
添加剤は潤滑剤中でさまざまな目的で使用されうる。本発明の潤滑剤組成物の特定の実施形態は、酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる１種以上の添加剤を含むことができる。本発明の潤滑剤組成物の様々な実施形態において有用な例示の酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤、第二級アミン酸化防止剤、硫化フェノール系酸化防止剤、硫化オレフィン、油溶性銅化合物及びそれらの組み合わせが挙げられる。本発明の潤滑剤組成物の様々な実施形態において有用な例示の腐食防止剤としては、（１）脂肪族リン酸エステルのアミン塩（例えば、King Industriesから入手可能なNALUBE 6110)、（２）鉱油中のアルケニルコハク酸半エステル（例えば、BASF Corporationから入手可能IRGACOR L12）、（３）ジチオリン酸誘導体と組み合わせたアルキルリン酸のアミン塩(例えば、King Industriesから入手可能なNALUBE 6330)、（４）水素化処理ナフテン油中のバリウムジノニルナフタレンスルホネート及びジノニルナフタレンカルボキシレートの組み合わせ（例えば、King Industriesから入手可能なNASUL BSN）、及び、（５）それらの組み合わせが挙げられる。本発明の潤滑剤組成物の様々な実施形態において有用な例示の耐摩耗添加剤としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、トリクレジルホスフェート、ジドデシルホスファイト、硫化マッコウクジラ油、硫化テルペン、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛及びそれらの組み合わせが挙げられる。典型的な添加剤パッケージは酸化防止剤及び腐食防止剤を含み、例えば、下記の組み合わせ、（４−ノニルフェノール）酢酸、独占権付きアシルサルコシネート及びノニルフェノール（IRGACOR L17）、Ｎ−フェニル−ar−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−１−ナフタレンアミン（IRGANOX L06）、２，４，４−トリメチルペンテントジフェニルアミン（IRGANOX L57）とＮ−フェニルベンゼンアミンとの反応生成物、トリルトリアゾール及びモノメチルヒドロキノンである。ＩＲＧＡＮＯＸ及びＩＲＧＡＣＯＲはBASF Corporationから入手可能である。潤滑剤に使用されうる、なおも他の添加剤としては、ポリメチルシロキサンなどの脱泡剤、解乳化剤、銅腐食防止剤、防錆剤、流動点降下剤、洗剤、染料、金属不活性化剤、補足摩擦調整剤、希釈剤及びそれらの組み合わせなどが挙げられる。添加剤は、任意の便利な組み合わせ又は量で使用されうるが、通常、総組成物の０．０５ｗｔ％〜５ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％〜３ｗｔ％で含まれる。
例
以下の実施例は本発明を例示するが、本発明の範囲を限定することが意図されない。本発明の例は本発明に係る特定のポリアルキレングリコール組成物及び構造が良好な低温特性及び低摩擦係数の両方を提供する。
以下の実施例は本発明を例示するが、本発明の範囲を限定することが意図されない。本発明の例は本発明に係る特定のポリアルキレングリコール組成物及び構造が良好な低温特性及び低摩擦係数の両方を提供する。
すべての本発明のポリアルキレングリコールの例は下記の一般的なアルコキシル化手順を用いて調製された。
開始剤ポリＴＨＦ２５０（ＢＡＳＦから入手可能な２５０ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリテトラヒドロフラン）を、スターラ、アルキレンオキシド投与システム及び真空システムを備えたガラス製又はステンレススチール製反応器中に充填する。４５％水性ＫＯＨを、２０００ｐｐｍのエンドバッチ濃度に添加する。この混合物を１１５℃に加熱し、存在する水を、２０００ｐｐｍ未満の水のレベルまで真空（３０ｍｂａｒ、１．５時間）により除去する。その後、反応器を所望のアルコキシル化温度（１３５℃）まで加熱し、アルキレンオキシドの混合物（ＥＯ／ＰＯ）を時間をかけて添加する。すべての酸化物を添加し、反応させたときに、反応器を８０℃に冷却する。この温度で、生成物をろ過剤で処理し、触媒をろ過により除去する。
表１は本発明の例及び比較例についての組成的情報を提供する。
表１の記号説明
ポリＴＨＦ−２５０はＢＡＳＦから入手可能な重量平均分子量が２５０ｇ／モルであるポリテトラヒドロフランである。
ポリＴＨＦ−６５０はＩＮＶＩＳＴＡ（Koch Industries, Inc.の完全保有子会社）から入手可能な重量平均分子量が６５０ｇ／モルであるポリテトラヒドロフランである。
ポリＴＨＦ−２５０−ＨＭＷテールはＩＮＶＩＳＴＡ（Koch Industries, Inc.の完全保有子会社）から入手可能な重量平均分子量が２５０ｇ／モルであり、かつ、特に分子量が６３０ｇ／モル以上である高分子量材料を１０質量％有するポリテトラヒドロフランである。
Ｐ−２００はモノプロピレングリコールのプロポキシル化により調製される、重量平均分子量が２００ｇ／モルであるポリプロピレングリコールである。
Ｐ−４００はSYNALOX 100-D20の商品名でDow Chemicalから入手可能な重量平均分子量が４００ｇ／モルであるポリプロピレングリコールである。
ＥＢ−５００はモノプロピレングリコールを７５／２５（質量基準）のＥＯ／ＢＯランダムフィードと反応させることにより調製される、重量平均分子量が５００ｇ／モルであるエチレンオキシド／ブチレンオキシドランダムコポリマーである。
ＤＰｎＢはDow Chemical Companyから入手可能なジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルであるＤＯＷＡＮＯＬ ＤＰｎＢである。
Ｂ−２５０はモノプロピレングリコールのブトキシル化により調製される、重量平均分子量が２５０ｇ／モルであるポリブチレングリコールである。
ポリＴＨＦ−２５０はＢＡＳＦから入手可能な重量平均分子量が２５０ｇ／モルであるポリテトラヒドロフランである。
ポリＴＨＦ−６５０はＩＮＶＩＳＴＡ（Koch Industries, Inc.の完全保有子会社）から入手可能な重量平均分子量が６５０ｇ／モルであるポリテトラヒドロフランである。
ポリＴＨＦ−２５０−ＨＭＷテールはＩＮＶＩＳＴＡ（Koch Industries, Inc.の完全保有子会社）から入手可能な重量平均分子量が２５０ｇ／モルであり、かつ、特に分子量が６３０ｇ／モル以上である高分子量材料を１０質量％有するポリテトラヒドロフランである。
Ｐ−２００はモノプロピレングリコールのプロポキシル化により調製される、重量平均分子量が２００ｇ／モルであるポリプロピレングリコールである。
Ｐ−４００はSYNALOX 100-D20の商品名でDow Chemicalから入手可能な重量平均分子量が４００ｇ／モルであるポリプロピレングリコールである。
ＥＢ−５００はモノプロピレングリコールを７５／２５（質量基準）のＥＯ／ＢＯランダムフィードと反応させることにより調製される、重量平均分子量が５００ｇ／モルであるエチレンオキシド／ブチレンオキシドランダムコポリマーである。
ＤＰｎＢはDow Chemical Companyから入手可能なジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルであるＤＯＷＡＮＯＬ ＤＰｎＢである。
Ｂ−２５０はモノプロピレングリコールのブトキシル化により調製される、重量平均分子量が２５０ｇ／モルであるポリブチレングリコールである。
表２は比較例１〜１８及び本発明の例１〜２の各々について、各々下記のとおりに測定された４０℃での粘度、粘度指数、流動点、５０％ＳＳＲでの摩擦及び１００％ＳＳＲでの摩擦を提供する。
表３は本発明の例１〜２及び比較例１〜１８の各々について、下記の「試験法」に記載されるとおりに測定されるブレンド安定性を提供する。
表１〜３に含まれるデータは、本発明に係る、ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯ及びＰＯに由来する単位を有するランダムコポリマーであるポリアルキレンから製造されるポリアルキレングリコールは、良好な低温加工性（すなわち、流動点）を維持しながら、ブレンド安定性、良好な摩擦特性を示すことを明確に例示している。比較例２、４、６、７及び１２などのＥＯに由来する単位を高レベルで含むポリアルキレングリコールは許容されうる摩擦特性を示すが、所望よりも高い流動点を有する。５０ｗｔ％／５０ｗｔ％ＰＯ／ＢＯコポリマー及び１００％ＢＯコポリマーである比較例８及び９は許容されうるほど低い流動点を示すが、また、許容され得ないほど高い摩擦を示す。同様に、比較例１０〜１１のトリオール開始ＥＯ／ＰＯをベースとするポリアルキレングリコールは良好な流動点を示すが、高い摩擦を示す。それぞれモノオール及びジオール開始ＥＯ／ＰＯ系ポリアルキレングリコールである比較例１及び３も許容されうる流動点を示すが、許容され得ない高摩擦を示す。
さらに判るとおり、高分子量テールを有しない（すなわち、６００ｇ／モルを超える分子量の成分が１０質量％未満である）ポリテトラヒドロフランの使用では、本発明のポリアルキレングリコールの低温加工性、視覚安定性及び低摩擦性を有するポリアルキレングリコールが提供される。このような高分子量テールを有するポリテトラヒドロフランにより開始されるポリアルキレングリコールでは、これらの特性の所望の組み合わせを提供しない。
試験法
試験法は以下を含む。
トラクション測定試験
スチールディスク上でスチールボール（３／４インチ直径）を回転させるミニトラクション機械（Mini-Traction Machine）（ＰＣＳ機械）を用いて、滑り／回転条件下にトラクション曲線を測定した。トラクション係数を、８０℃で、０％〜１００％のスライドロール比（ＳＲＲ）で、速度＝２ｍ／ｓで、そして１．２５ＧＰａの接触圧力（７０Ｎ荷重）で測定した。トラクションデータを５０％及び１００％ＳＲＲで報告した。
スライドロール比、ＳＲＲは、滑り速度／巻き込み速度の比であり、すなわち、
ＳＲＲ＝［Ｕ２−Ｕ１］／Ｕ
（上式中、巻き込み速度（Ｕ）は下記のとおりに２つの表面の平均速度として定義される）である。
Ｕ＝１／２（Ｕ１＋Ｕ２）
（上式中、Ｕ１及びＵ２はそれぞれボール及びディスクの速度である）。
試験法は以下を含む。
トラクション測定試験
スチールディスク上でスチールボール（３／４インチ直径）を回転させるミニトラクション機械（Mini-Traction Machine）（ＰＣＳ機械）を用いて、滑り／回転条件下にトラクション曲線を測定した。トラクション係数を、８０℃で、０％〜１００％のスライドロール比（ＳＲＲ）で、速度＝２ｍ／ｓで、そして１．２５ＧＰａの接触圧力（７０Ｎ荷重）で測定した。トラクションデータを５０％及び１００％ＳＲＲで報告した。
スライドロール比、ＳＲＲは、滑り速度／巻き込み速度の比であり、すなわち、
ＳＲＲ＝［Ｕ２−Ｕ１］／Ｕ
（上式中、巻き込み速度（Ｕ）は下記のとおりに２つの表面の平均速度として定義される）である。
Ｕ＝１／２（Ｕ１＋Ｕ２）
（上式中、Ｕ１及びＵ２はそれぞれボール及びディスクの速度である）。
ブレンド安定性試験
ポリマーのブレンド安定性を、炉内、冷蔵機又は冷凍機中に２００ｍｌの流体を２４時間貯蔵し、そしてポリマーの外観を視覚的に記録することにより、周囲温度（２０℃）、５０℃、４℃及び−２５℃で評価した。この外観は透明又は曇りと記録した。
ポリマーのブレンド安定性を、炉内、冷蔵機又は冷凍機中に２００ｍｌの流体を２４時間貯蔵し、そしてポリマーの外観を視覚的に記録することにより、周囲温度（２０℃）、５０℃、４℃及び−２５℃で評価した。この外観は透明又は曇りと記録した。
分子量
明細書中のすべての分子量は重量平均分子量である。
分子量分布はＲＩディテクタを有する室温ＧＰＣにより決定した。使用される手順の応用可能概算範囲は１００〜１００００ダルトンである。
明細書中のすべての分子量は重量平均分子量である。
分子量分布はＲＩディテクタを有する室温ＧＰＣにより決定した。使用される手順の応用可能概算範囲は１００〜１００００ダルトンである。
分子量決定のためのサンプル調製：
１２０±２０ｍｇのサンプルを２０ｍＬバイアル中に計量し、そして１０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＨＰＬＣグレード）を添加した。バイアルをブチルゴムセプタムでシールし、そしてバイアルを振盪した。
１２０±２０ｍｇのサンプルを２０ｍＬバイアル中に計量し、そして１０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＨＰＬＣグレード）を添加した。バイアルをブチルゴムセプタムでシールし、そしてバイアルを振盪した。
ＧＰＣ分析のための検量
ＧＰＣ分析を、ＣＰ６００１、ＣＰ４１００、Ｐ２０００及びＣＰ１０００のポリオール混合物（ＴＨＦ中１．５ｗｔ％）を用いて検量した。計算はブロード標準法に基づいた。この標準混合物の検量パラメータはＭｗ＝２５７２及びＭｎ＝１７３２ｇ／モルである。
ＧＰＣ分析を、ＣＰ６００１、ＣＰ４１００、Ｐ２０００及びＣＰ１０００のポリオール混合物（ＴＨＦ中１．５ｗｔ％）を用いて検量した。計算はブロード標準法に基づいた。この標準混合物の検量パラメータはＭｗ＝２５７２及びＭｎ＝１７３２ｇ／モルである。
本発明はその精神及び本質的特質から逸脱することなく他の形態で具現化でき、したがって、本発明の範囲を示すものとして、上記の明細書でなく、添付の特許請求の範囲を参照するべきである。
本開示は以下も包含する。
［１］
ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、
前記ポリアルキレングリコールは、ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下であり、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１６５未満である、ポリアルキレングリコール。
［２］
前記ポリアルキレングリコールは、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、ＳＲＲ＝５０％、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１３５未満である、［１］記載のポリアルキレングリコール。
［３］
流動点は−３５℃以下である、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［４］
前記ポリアルキレングリコールは２０℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［５］
前記ポリアルキレングリコールは４℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［６］
前記ポリアルキレングリコールは５０℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［７］
前記ポリアルキレングリコールは−２５℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［８］
前記ランダムコポリマーは５５〜７０質量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０質量％のＰＯに由来する単位を含む、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［９］
前記ランダムコポリマーは６０〜６５質量％のＥＯに由来する単位及び３５〜４０質量％のＰＯに由来する単位を含む、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１０］
前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が１５０〜３５０ｇ／モルである、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１１］
前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜３００ｇ／モルである、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１２］
ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜４００ｇ／モルであり、６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有する、ポリアルキレングリコール。
［１３］
ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下である、［１２］記載のポリアルキレングリコール。
［１４］
１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１６５未満である、［１２］〜［１３］のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１５］
−２５℃〜５０℃の温度で視覚安定性を示す、［１２］〜［１４］のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１６］
先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物。
［１７］
酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる、１種以上の添加剤をさらに含む、［１２］記載の潤滑剤組成物。
本開示は以下も包含する。
［１］
ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、
前記ポリアルキレングリコールは、ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下であり、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１６５未満である、ポリアルキレングリコール。
［２］
前記ポリアルキレングリコールは、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、ＳＲＲ＝５０％、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１３５未満である、［１］記載のポリアルキレングリコール。
［３］
流動点は−３５℃以下である、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［４］
前記ポリアルキレングリコールは２０℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［５］
前記ポリアルキレングリコールは４℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［６］
前記ポリアルキレングリコールは５０℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［７］
前記ポリアルキレングリコールは−２５℃で視覚安定性を示す、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［８］
前記ランダムコポリマーは５５〜７０質量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０質量％のＰＯに由来する単位を含む、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［９］
前記ランダムコポリマーは６０〜６５質量％のＥＯに由来する単位及び３５〜４０質量％のＰＯに由来する単位を含む、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１０］
前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が１５０〜３５０ｇ／モルである、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１１］
前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜３００ｇ／モルである、先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１２］
ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜４００ｇ／モルであり、６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有する、ポリアルキレングリコール。
［１３］
ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下である、［１２］記載のポリアルキレングリコール。
［１４］
１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１６５未満である、［１２］〜［１３］のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１５］
−２５℃〜５０℃の温度で視覚安定性を示す、［１２］〜［１４］のいずれか１項記載のポリアルキレングリコール。
［１６］
先行のいずれか１項記載のポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物。
［１７］
酸化防止剤、耐摩耗添加剤及び腐食防止剤からなる群より選ばれる、１種以上の添加剤をさらに含む、［１２］記載の潤滑剤組成物。
Claims (5)
- ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、
前記ポリテトラヒドロフランは、重量平均分子量２００〜３００ｇ／モルを有し、かつ６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有し、
前記ランダムコポリマーは、５５〜７０重量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０重量％のＰＯに由来する単位を有し、
前記ポリアルキレングリコールは、ＡＳＴＭ Ｄ９７を用いて測定して、流動点が−３０℃以下であり、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、１００％のＳＲＲ、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１６５未満である、ポリアルキレングリコール。 - 前記ポリアルキレングリコールは、１．２５ＧＰａの接触圧力、速度＝２ｍ／ｓ、ＳＲＲ＝５０％、そして８０℃の温度でのトラクション値が０．０１３５未満である、請求項１記載のポリアルキレングリコール。
- 流動点は−３５℃以下である、請求項１又は２記載のポリアルキレングリコール。
- ポリテトラヒドロフランにより開始された、ＥＯに由来する単位及びＰＯに由来する単位を含むランダムコポリマーを含むポリアルキレングリコールであって、前記ポリテトラヒドロフランは重量平均分子量が２００〜４００ｇ／モルであり、６００ｇ／モルを超える分子量を有する成分を１０質量％未満で有し、
前記ランダムコポリマーは、５５〜７０重量％のＥＯに由来する単位及び４５〜３０重量％のＰＯに由来する単位を有する、ポリアルキレングリコール。 - 請求項１〜４のいずれか１項記載のポリアルキレングリコールを含む潤滑剤組成物。
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