JP6325198B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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Description
改善された摩擦性能を得るために摩擦調整剤の組合せを使用することは長い間公知であった。しかし、従来の摩擦調整剤は、潤滑剤の安定性などの他の態様に対して有害な作用を有することが多い。
自動車の機関油および/または燃料において使用するための摩擦減少添加物の最近の例は、国際特許出願第WO2011/107739号に記載されている。この文献において記載されている摩擦減少添加物は、ポリオレフィン、ポリアクリル酸およびポリスチレニルから選択される疎水性ポリマーサブユニットとポリエーテル、ポリエステルおよびポリアミドから選択される親水性ポリマーサブユニットとの反応生成物、である。WO2011/107739に記載されている摩擦減少添加物は、機関油または燃料の改善された燃料経済性および燃料経済性保持性能を促進すると言われている。
さらに、油溶性モリブデン含有添加物はまた、これらの摩擦減少特性のために使用されることが多い。潤滑油組成物のための油溶性モリブデン添加物に言及する特許出願の例には、米国特許第4,164,473号;同第4,176,073号;同第4,176,074号;同第4,192,757号;同第4,248,720号;同第4,201,683号;同第4,289,635号および同第4,479,883号が含まれる。
米国特許第6,423,671号(671号特許)は、改善された摩擦特性(これは結果として、組成物が内燃機関において使用されるとき、改善された燃料経済性をもたらす)を有する潤滑組成物に関する。特に、671号特許は、亜鉛塩、金属含有洗浄剤および無灰摩擦調整剤(界面活性剤と称される)と一緒に、オルガノ−モリブデン化合物を含有する潤滑剤組成物に関する。671号特許は、モリブデン化合物が、摩擦特性を改善することができるが、それらの作用は、非モリブデン極性構成成分の可動表面上の優先的吸収によって、上記の特定の組成物において完全に実現されないことを述べている。極性構成成分の吸収についてのこの競合によって、例えば、洗浄剤がモリブデン化合物よりも容易に吸収される傾向がもたらされる。
燃料経済性試験は、機関の操作とより密接に提携されてきており、そのため燃料経済性能は、機関の起動時に存在する低温を含めた全ての温度状況において決定的である。
(A)85質量%以下のグループIVのベース油を含む、多量の潤滑粘度のクランクケースベース油;ならびに
(B)それぞれ少量の下記の添加物:
(B1)(a)官能化ポリオレフィン、
(b)ポリエーテル、
(c)ポリオール、および
(d)モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物であるポリマー摩擦調整剤;
(B2)少なくとも1つの油溶性モリブデン化合物
を含み、またはこれらを混合することによって作製される、潤滑油組成物の質量に対して、1.2質量%以下の硫酸化灰分含量、および潤滑油組成物の質量に対して、1200ppm以下のリン含量を有する、内燃機関クランクケース潤滑油組成物を提供する。
第2の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による潤滑油で機関を潤滑させることによる、乗り物の燃料経済性能を改善する方法を提供する。
第3の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による潤滑油で機関を潤滑させることによる、低温での乗り物の燃料経済性能を改善する方法を提供する。
第4の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による潤滑油で潤滑される乗り物の燃料経済性能を改善するための、本発明の第1の態様による潤滑油組成物の使用を提供する。
第5の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による潤滑油で潤滑される低温での乗り物の燃料経済性能を改善するための、本発明の第1の態様による潤滑油組成物の使用を提供する。
「多量」とは、組成物の50質量%超を意味し、
「少量」とは、組成物の50質量%未満を意味し、
「TBN」とは、ASTM D2896によって測定した全アルカリ価を意味する。
「リン含量」は、ASTM D5185によって測定され、
「硫酸化灰分含量」は、ASTM D874によって測定され、
「硫黄含量」は、ASTM D2622によって測定され、
「KV100」は、ASTM D445によって測定した100℃での動粘度を意味する。
また、必須であり、任意選択であり、および従来通りである、使用される様々な構成成分は、配合、保存または使用の条件下で反応することができ、かつ本発明はまた、任意のこのような反応の結果として、得ることができまたは得られる生成物を提供することが理解される。
さらに、本明細書において記載する任意のより上およびより下の量、範囲ならびに比の限度は、独立に合わせてもよいことが理解される。
クランクケースベース油(A)
潤滑粘度の油(「ベースストック」または「ベース油」と称されることがある)は、潤滑剤の主要な液体構成物であり、この中へ添加物(例えば、洗浄剤/防止剤パッケージ、粘度調節剤および流動点降下剤など)がブレンドされ、最終の潤滑剤(または潤滑剤組成物)が生成される。ベース油は、濃縮物を作製するために、およびそこから潤滑油組成物を作製するのに有用であり、天然(野菜、動物または鉱物)および合成の潤滑油、ならびにこれらの混合物から選択し得る。
ベース油群は、米国石油協会(API)の出版物"Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998において定義されている。
a)グループIのベースストックは、90パーセント未満の飽和炭化水素および/または0.03パーセント超の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、80以上および120未満の粘度指数を有する。
b)グループIIのベースストックは、90パーセント以上の飽和炭化水素および0.03パーセント以下の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、80以上および120未満の粘度指数を有する。
c)グループIIIのベースストックは、90パーセント以上の飽和炭化水素および0.03パーセント以下の硫黄を含有し、表E−1に特定した試験法を使用して、120以上の粘度指数を有する。
d)グループIVのベースストックは、ポリαオレフィン(PAO)である。
e)グループVのベースストックは、グループI、II、III、またはIVに含まれない全ての他のベースストックを含む。
潤滑油組成物中に含まれ得る潤滑粘度の油の例を、下記のように詳述する。
合成潤滑油には、炭化水素油、例えば、重合および共重合オレフィン(例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソブチレンコポリマー、塩素化ポリブチレン、ポリ(1−ヘキセン)、ポリ(1−オクテン)、ポリ(1−デセン));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);ポリフェノール(例えば、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化ポリフェノール);ならびにアルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化硫化ジフェニル、ならびにその誘導体、類似体および相同体が含まれる。
合成油として有用なエステルにはまた、C5−C12モノカルボン酸およびポリオール、およびポリオールエーテル、例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールおよびトリペンタエリトリトールから作製されるものが含まれる。
好ましくは、潤滑粘度の油の揮発性は、Noack試験(ASTM D5880)によって測定して、20%以下、好ましくは16%以下、好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下である。
潤滑粘度の油は、少量の添加物(B1)および(B2)と組み合わせて多量で提供され、必要に応じて、本明細書の以下に記載のものなどの1種または複数の共添加物は、本発明の潤滑油組成物を構成する。潤滑油組成物の調製は、添加物を油に直接加えることによって、または添加物をその濃縮物の形態で加えて、添加物を分散もしくは溶解することによって達成し得る。添加物を、他の添加物の添加の前に、同時に、または後に、当業者に公知の任意の方法によって油に加えてもよい。
本明細書において使用される「油溶性」もしくは「分散性」という用語、または同族の用語は、化合物または添加物が、全ての比率で油に可溶性、溶解可能、混和性、または懸濁させることができることを必ずしも示さない。しかし、化合物または添加物が、油が用いられる環境においてこれらの意図する作用を発揮するのに十分な程度まで油中で、例えば、可溶性または安定して分散性であることを意味する。さらに、他の添加物をさらに組み込むことによってまた、必要に応じて、より高いレベルの特定の添加物の組込みを可能にし得る。
全てのポリマーと同様に、本発明のポリマー摩擦調整剤は、様々なサイズの分子の混合物を含む。適切に、分子の大部分は、1,000〜30,000ダルトンの範囲の分子量を有する。
官能化ポリオレフィンは好ましくは、2〜6個の炭素原子を有するモノオレフィンのポリマー(エチレン、プロピレン、ブタンおよびイソブテンなど)に由来する。本発明の官能化ポリオレフィンは、15〜500個、好ましくは50〜200個の炭素原子の鎖を適切に含有する。好ましくは、第1のポリマーサブユニットのポリマーは、ポリイソブテンまたはその誘導体である。
官能化ポリオレフィンは、ポリオレフィンと不飽和二酸または無水物との反応からの、二酸または無水物官能基を含み得る。官能化ポリオレフィンは、無水マレイン酸との反応によって適切に官能化される。
好ましい一実施形態において、官能化ポリオレフィンは、無水マレイン酸と反応し、ポリイソブチレンコハク酸無水物(PIBSA)を形成させるポリイソブチレンポリマーである。適切に、PIBSAは、300〜5000Da、好ましくは500〜1500Da、特に800〜1200Daの範囲の分子量を有する。PIBSAは、末端不飽和基を有するポリイソブチレンと無水マレイン酸との付加反応から作製した市販の化合物である。
代わりに、官能化ポリオレフィンは、過酸、例えば、過安息香酸または過酢酸とのエポキシ化反応によって官能化し得る。
本発明の官能化ポリオレフィンおよびポリエーテルは、ブロックコポリマー単位を形成し得る。
官能化ポリオレフィンおよびポリエーテルは、互いに直接連結してもよく、かつ/またはこれらは、主鎖部分によって一緒に連結し得る。
本発明のポリマー摩擦調整剤のポリオール反応物は、官能化ポリオレフィンおよびポリエーテル反応物を一緒に連結することができる主鎖部分を適切に提供する。ポリオールは、ジオール、トリオール、テトロール、および/または関連する二量体もしくは三量体、またはこのような化合物の鎖延長ポリマーでよい。適切なポリオールには、グリセロール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールおよびソルビトールが含まれる。好ましい一実施形態において、摩擦調整剤は、グリセロール主鎖部分を含む。
摩擦調整剤(B1)は適切に、1,000〜30,000Da、好ましくは1,500〜25,000Da、より好ましくは2,000〜20,000Daの平均分子量を有する。
摩擦調整剤(B1)は適切に、20未満、好ましくは15未満、より好ましくは10未満の酸価を有する。摩擦調整剤(B1)は、1超、好ましくは3超、より好ましくは5超の酸価を適切に有する。好ましい一実施形態において、摩擦調整剤(B1)は、6〜9の範囲の酸価を有する。
適切に、摩擦調整剤(B1)は、国際特許出願第WO2011/107739号に記載されている通りであり、その中の摩擦調整剤を作製する方法の記載および例は、それへの参照により本明細書中に組み込まれている。
本発明のポリマー摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、少なくとも0.1質量%、好ましくは少なくとも0.2質量%の量で、潤滑油組成物中に適切に存在する。本発明のポリマー摩擦調整剤は、潤滑油組成物の質量に対して、活性物質ベースで、5質量%未満、好ましくは3質量%未満、より好ましくは1.5質量%未満の量で、潤滑油組成物中に適切に存在する。
本発明の潤滑油組成物は、潤滑油組成物における摩擦調整特性を有する任意の適切な油溶性オルガノ−モリブデン化合物を使用することができる。そのような油溶性オルガノ−モリブデン化合物の例として、ジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホスフィネート、キサンテート、チオキサンテート、スルフィドなど、およびこれらの混合物について言及することができる。特に好ましいのは、モリブデンジチオカルバメート、ジアルキルジチオホスフェート、アルキルキサンテートおよびアルキルチオキサンテートである。
さらに、モリブデン化合物は、酸性モリブデン化合物でよい。これらの化合物は、ASTM試験D−664またはD−2896滴定手順によって測定して、塩基性窒素化合物と反応し、典型的には六価である。含まれるのは、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、および他のアルカリ金属モリブデン酸塩および他のモリブデン塩、例えば、モリブデン酸ナトリウム水素、MoOCl4、MoO2Br2、Mo2O3Cl6、三酸化モリブデンまたは同様の酸性モリブデン化合物である。代わりに、本発明の組成物に、例えば、米国特許第4,263,152号;同第4,285,822号;同第4,283,295号;同第4,272,387号;同第4,265,773号;同第4,261,843号;同第4,259,195号および同第4,259,194号;ならびにWO94/06897に記載されているように、塩基性窒素化合物のモリブデン/硫黄複合体によってモリブデンを提供することができる。
本発明の潤滑組成物において有用な好ましいオルガノ−モリブデン化合物の1つのクラスは、三核モリブデン化合物、特に、式Mo3SkLnQzのもの、およびこれらの混合物であり、式中、Lは、独立に、化合物を油中で可溶性または分散性にするのに十分な数の炭素原子を有するオルガノ基を有する選択されたリガンドであり、nは、1〜4であり、kは、4から7で変化し、Qは、中性電子供与性化合物(水、アミン、アルコール、ホスフィン、およびエーテルなど)の群から選択され、zは、0〜5の範囲であり、非化学量論値を含む。全てのリガンドのオルガノ基において、少なくとも25個、少なくとも30個、または少なくとも35個の炭素原子などの少なくとも21個の総炭素原子が、存在すべきである。
リガンドは、独立に、
1.炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキルまたはシクロアルケニル)置換基、芳香族−、脂肪族−および脂環式−置換芳香核など、ならびに環状置換基(環は、リガンドの別の部分によって完成する)(すなわち、任意の2つの示された置換基は、一緒になって脂環式基を形成し得る)。
2.置換炭化水素置換基、すなわち、本発明の状況において、置換基の優勢にヒドロカルビルの性質を変化させない、非炭化水素基を含有するもの。当業者であれば、適切な基(例えば、ハロ、特に、クロロおよびフルオロ、アミノ、アルコキシル、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、スルホキシなど)を認識するであろう。
3.へテロ置換基、すなわち、本発明の状況において性質が優勢に炭化水素である一方、その他は炭素原子からなる鎖または環において存在する炭素以外の原子を含有する置換基である。
などの構造によって表され、+4の実効電荷を有する。結果的に、これらのコアを可溶化するために、全てのリガンドの間の総電荷は、−4でなくてはならない。4つのモノアニオン性リガンドが好ましい。いかなる理論にも束縛されるものではないが、2つ以上の三核コアが、1つまたは複数のリガンドによって結合または相互結合していてもよく、リガンドは多座でよいと考えられる。これは、単一のコアへの複数の連結を有する多座配位子の場合を含む。酸素および/またはセレンは、コア(複数可)において硫黄を置換し得ると考えられる。
下記のものなどの他の添加物はまた、本発明の潤滑油組成物中に存在し得る。
金属洗浄剤は、沈着物を減少させ、または除去するための洗浄剤として、および酸中和剤またはさび防止剤としての両方で機能し、それによって摩耗および腐食を減少させ、機関寿命を延ばす。洗浄剤は一般に、長い疎水性尾部を有する極性頭部を含み、極性頭部は、酸性有機化合物の金属塩を含む。塩は、実質的に化学量論量の金属を含有してもよく、この場合、塩は通常正塩または中性塩と記載され、典型的には0〜80の全アルカリ価またはTBN(ASTM D2896によって測定することができるように)を有する。過剰な金属化合物(例えば、酸化物または水酸化物)と酸性ガス(例えば、二酸化炭素)とを反応させることによって、多量の金属塩基を組込み得る。得られた過塩基性洗浄剤は、金属塩基(例えば、カーボネート)ミセルの外層として中和された洗浄剤を含む。このような過塩基性洗浄剤は、150以上のTBNを有してもよく、典型的には250〜450以上のTBNを有する。式Iの化合物の存在下で、過塩基性洗浄剤の量は減少させることができ、または減少したレベルの過塩基性を有する洗浄剤(例えば、100〜200のTBNを有する洗浄剤)、または中性洗浄剤を用いることができ、その性能を低下させることなしに、潤滑油組成物のSASH含量の対応する減少をもたらす。
使用し得る洗浄剤には、金属、特に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、およびマグネシウムの、油溶性中性および過塩基性のスルホン酸塩、フェネート、硫化フェネート、チオホスホン酸塩、サリチル酸塩、およびナフテン酸塩および他の油溶性のカルボン酸塩が含まれる。最も一般に使用される金属は、カルシウムおよびマグネシウム(両方とも、潤滑剤中に使用される洗浄剤中に存在し得る)、ならびにカルシウムおよび/またはマグネシウムとナトリウムとの混合物である。洗浄剤の組合せは、過塩基性または中性または両方であろうと、使用し得る。
油溶性のスルホネートまたはアルカリールスルホン酸は、金属の酸化物、水酸化物、アルコキシド、炭酸塩、カルボン酸塩、硫化物、ヒドロ硫化物、硝酸塩、ホウ酸塩およびエーテルで中和し得る。最終生成物の所望のTBNを考慮して金属化合物の量は選択されるが、典型的には、化学量論的に必要とされるものの約100〜220質量%(好ましくは少なくとも125質量%)の範囲である。
フェノールおよび硫化フェノールの金属塩は、適正な金属化合物(酸化物または水酸化物など)との反応によって調製され、中性または過塩基性の生成物は、当技術分野で周知の方法によって得てもよい。硫化フェノールは、フェノールと、硫黄または硫黄含有化合物(硫化水素、一ハロゲン化硫黄または二ハロゲン化硫黄など)とを反応させることによって調製してもよく、2つ以上のフェノールが硫黄含有架橋によって架橋されている、一般に化合物の混合物である生成物を形成させる。
本発明の別の実施形態において、潤滑油組成物は、50〜450のTBN、好ましくは50〜250のTBNを有する中性または過塩基性のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属サリチル酸塩、またはこれらの混合物である金属洗浄剤を含む。非常に好ましいサリチル酸塩洗浄剤は、アルカリ土類金属サリチル酸塩、特に、マグネシウムおよびカルシウム、特に、サリチル酸カルシウムを含む。本発明の一実施形態において、アルカリ金属またはアルカリ土類金属サリチル酸塩洗浄剤は、潤滑油組成物中の唯一の金属含有洗浄剤である。
ジチオリン酸ジヒドロカルビル金属塩は、ジヒドロカルビルジチオリン酸(DDPA)(通常1種または複数のアルコールまたはフェノールとP2S5との反応による)を最初に形成させ、次いで形成されたDDPAを金属化合物で中和することによって、公知の技術によって調製し得る。例えば、ジチオリン酸は、第一級および第二級アルコールの混合物を反応させることによって作製し得る。代わりに、複数のジチオリン酸を調製することができ、ヒドロカルビル基は、一方で性質が全体的に第二級であり、ヒドロカルビル基は、他方では性質が全体的に第一級である。金属塩を作製するために、任意の塩基性または中性の金属化合物を使用することができるが、酸化物、水酸化物および炭酸塩が、最も一般に用いられる。市販の添加物は、中和反応において過剰な塩基性金属化合物を使用することによって、過剰な金属を含有することが多い。
好ましいジチオリン酸ジヒドロカルビル亜鉛(ZDDP)は、ジヒドロカルビルジチオリン酸の油溶性塩であり、下記の式によって表してもよく、
無灰抗摩耗剤の例には、1,2,3−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、硫化脂肪酸エステル、およびジチオカルバメート誘導体が含まれる。
無灰アミンまたはアミンベースの摩擦調整剤をまた使用してもよく、境界層潤滑を改善する油溶性アルコキシル化モノ−およびジ−アミンを含む。1つの一般のクラスのこのような無金属窒素含有の摩擦調整剤は、エトキシ化アルキルアミンを含む。これらはまた、ホウ素化合物との付加体または反応生成物の形態(三酸化二ホウ素、ハロゲン化ホウ素、メタホウ酸塩、ホウ酸、またはモノ−、ジ−もしくはトリ−アルキルボレートなど)でよい。別の無金属窒素含有の摩擦調整剤は、(i)式R1R2R3Nの第三級アミン(式中、R1、R2およびR3は、脂肪族ヒドロカルビル、好ましくは1〜6個の炭素原子を有するアルキル基を表し、R1、R2およびR3の少なくとも1つは、ヒドロキシル基を有する)と、(ii)10〜30個の炭素原子を有する飽和または不飽和の脂肪酸との反応生成物として形成されるエステルである。好ましくは、R1、R2およびR3の少なくとも1つは、アルキル基である。好ましくは、第三級アミンは、2〜4個の炭素原子を有する少なくとも1つのヒドロキシアルキル基を有する。エステルは、どれだけ多くのヒドロキシル基が脂肪酸のアシル基によるエステル化のために利用可能であるかによって、モノ−、ジ−もしくはトリ−エステルまたはこれらの混合物でよい。好ましい一実施形態は、(i)式R1R2R3Nの第三級ヒドロキシアミン(式中、R1、R2およびR3は、C2−C4ヒドロキシアルキル基でよい)と、(ii)10〜30個の炭素原子を有する飽和または不飽和の脂肪酸との反応生成物として形成されるエステルの混合物を含み、このように形成されたエステルの混合物は、少なくとも30〜60重量%、好ましくは45〜55重量%のジエステル、例えば、50重量%のジエステル、10〜40重量%、好ましくは20〜30重量%のモノエステル、例えば、25重量%のモノエステル、および10〜40重量%、好ましくは20〜70重量%のトリエステル、例えば、25重量%のトリエステルを含む。適切に、エステルは、トリエタノールアミンのモノ−、ジ−またはトリ−カルボン酸エステルおよびこれらの混合物である。
粘度調節剤(VM)は、潤滑油に高温および低温の操作性を与えるように機能する。使用されるVMは、この唯一の機能を有してもよく、または多機能性でよい。分散剤としてもまた機能する多機能性粘度調節剤がまた公知である。適切な粘度調節剤は、ポリイソブチレン、エチレンおよびプロピレンのコポリマー、ならびに高級α−オレフィン、ポリメタクリレート、ポリアルキルメタクリレート、メタクリレートコポリマー、不飽和ジカルボン酸およびビニル化合物のコポリマー、スチレンおよびアクリル酸エステルのインターポリマー、ならびにスチレン/イソプレン、スチレン/ブタジエン、およびイソプレン/ブタジエンの部分水素化コポリマー、ならびにブタジエンおよびイソプレンおよびイソプレン/ジビニルベンゼンの部分水素化ホモポリマーである。
適切な抗酸化剤の例は、銅含有抗酸化剤、硫黄含有抗酸化剤、芳香族アミン含有抗酸化剤、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、ジチオホスフェート誘導体、および金属チオカルバメートから選択される。好ましい抗酸化剤は、芳香族アミン含有抗酸化剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびこれらの混合物である。好ましい一実施形態において、抗酸化剤は、本発明の潤滑油組成物中で存在する。
銅および鉛を含有する腐食防止剤を使用し得るが、典型的には本発明の配合物には必要ない。典型的にはこのような化合物は、5〜50個の炭素原子を含有するチアジアゾールポリスルフィド、これらの誘導体およびそのポリマーである。米国特許第2,719,125号;同第2,719,126号;および同第3,087,932号に記載されているものなどの1,3,4チアジアゾールの誘導体が典型的である。他の同様の材料は、米国特許第3,821,236号;同第3,904,537号;同第4,097,387号;同第4,107,059号;同第4,136,043号;同第4,188,299号;および同第4,193,882号に記載されている。他の添加物は、英国特許明細第1,560,830号に記載されているものなどの、チアジアゾールのチオおよびポリチオスルフェンアミドである。ベンゾトリアゾール誘導体はまた、このクラスの添加物の範囲に入る。これらの化合物が潤滑組成物中に含まれるとき、これらは好ましくは、0.2重量%の活性成分を超えない量で存在する。
潤滑性油流動改善剤として他に公知である流動点降下剤は、流体が流れ、または注ぐことができる最低温度を低下させる。このような添加物は周知である。流体の低温流動性を改善させるこれらの添加物の典型的なものは、C8−C18ジアルキルフマレート/酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキルメタクリレートなどである。
泡制御剤は、ポリシロキサンタイプの消泡剤、例えば、シリコーン油またはポリジメチルシロキサンを含めた多くの化合物によって提供されることができる。
好ましくは、粘度調節剤および流動点降下剤を除いて全ての添加物を、ベースストック中に引き続いてブレンドし、完成した潤滑剤を作製する添加パッケージとしての本明細書に記載の濃縮物または添加物パッケージ中にブレンドする。濃縮物は典型的には、適当な量の添加物(複数可)を含有するように配合され、濃縮物が所定の量のベース潤滑剤と合わさるときに、最終配合物において所望の濃度を実現する。
濃縮物は好ましくは、US4,938,880に記載されている方法によって作製する。この特許は、少なくとも約100℃の温度で事前ブレンドした無灰分散剤および金属洗浄剤のプレミックスの作製について記載している。その後、プレミックスを少なくとも85℃に冷却し、さらなる構成成分を加える。
典型的には、潤滑油組成物は、組成物の総質量に対して、ASTM法D4927によって測定して、0.4質量%まで、より好ましくは0.3質量%まで、最も好ましくは0.2質量%までの硫黄を適切に含有する。本発明の一実施形態において、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、ASTM法D4927によって測定して、0.2〜0.25質量%の硫黄を含まない。
本発明による潤滑油組成物は、1.2質量%まで(1.2質量%を含む)、好ましくは1.1質量%まで、さらにより好ましくは1.0質量%までの硫酸化灰分を含有する。
典型的には、本発明による潤滑油組成物は、組成物の総質量に対して、ASTM法D5291によって測定して、0.30質量%まで、より好ましくは0.20質量%まで、最も好ましくは0.15質量%までの窒素を含有する。本発明の一実施形態において、本発明の第2の態様による潤滑油組成物は、ASTM法D5291によって測定して、0.08〜0.11質量%の窒素を含まない。
典型的には、本発明による潤滑油組成物を配合するために使用される添加物パッケージは、ASTM D2896によって測定して、25〜100、好ましくは45〜80の全アルカリ価(TBN)を有し、本発明による潤滑油組成物は、ASTM D2896によって測定して、4〜15、好ましくは5〜12の全アルカリ価(TBN)を有する。本発明の一実施形態において、添加物パッケージは、ASTM D2896によって測定して、62〜63.5の全アルカリ価(TBN)を有さず、潤滑油組成物は、ASTM D2896によって測定して、9.05〜9.27の全アルカリ価(TBN)を有さない。
潤滑油組成物
6つの油試料を、表1によって調製した。示した量は、活性物質ベースである。
高振動数往復動リグ(HFRR)を使用して、油1〜6の摩擦特性を評価した。リグは、10mmのディスク上の6mmのボールを備えた。用いた試験プロトコルは、下記の通りであった。
油1は、未変性ベース油である。油2〜6は、様々な摩擦調整剤および/またはモリブデン添加物の組合せを含有する。摩擦調整剤およびモリブデン添加物の作用を例示するために、油2〜6において他の添加物は存在しなかった。
表2および図1における結果から、未変性ベースストックがかなり一定の摩擦係数を有することがわかる。摩擦調整剤(B1)のみを含有する油2および3は、未変性ベース油と比較して摩擦係数におけるいくらかの改善を示すが、2つの異なる処理率の間で有意差はない。モリブデン添加物(B2)の作用から判断すると、油4のより低い処理率におけるモリブデンの利益は変わりやすく、より長期間に亘って持続しない。油5のより高い処理率において、摩擦係数におけるいくらかの改善がある。
次に摩擦調整剤(B1)およびモリブデン化合物(B2)のその組合せを有する油6から判断すると、この組合せから生じる相乗効果が存在することがわかる。表2におけるデータは、この組合せが、より低いまたはより高い処理率で、これらの添加物の1つのみを含有する油と比較して、摩擦係数において有意な減少を生じさせることを明らかに示す。摩擦係数におけるこの有意な減少は、個々の添加物の性能から予想することができず、2つの添加物の累積的利益より有意に大きい。摩擦係数におけるこのような有意な減少は、改善された燃料経済性能を得るのに役立つ。
〔1〕内燃機関クランクケース潤滑油組成物であって、
(A)85質量%以下のグループIVのベース油を含む、多量の潤滑粘度のクランクケースベース油;ならびに
(B)それぞれ少量の下記の添加物:
(B1)a.官能化ポリオレフィン、
b.ポリエーテル、
c.ポリオール、および
d.モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物であるポリマー摩擦調整剤;および
(B2)少なくとも1つの油溶性モリブデン化合物
を含み、またはこれらを混合することによって作製される、潤滑油組成物の質量に対して、1.2質量%以下の硫酸化灰分含量、および潤滑油組成物の質量に対して、1200ppm以下のリン含量を有する、内燃機関クランクケース潤滑油組成物。
〔2〕官能化ポリオレフィンが、官能化ポリイソブテンである、前記〔1〕に記載の組成物。
〔3〕官能化ポリオレフィンが、二酸または無水物官能基で官能化される、前記〔1〕または〔2〕に記載の組成物。
〔4〕官能化ポリオレフィンが、無水マレイン酸との反応によって官能化される、前記〔3〕に記載の組成物。
〔5〕ポリエーテルが、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−プロピレン)グリコール、またはポリ(エチレン−ブチレン)グリコールなどの水溶性アルキレングリコールのポリマーである、前記〔1〕から〔4〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔6〕ポリエーテルが、水溶性アルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−プロピレン)グリコール、またはポリ(エチレン−ブチレン)グリコールのポリマーである、前記〔5〕に記載の組成物。
〔7〕ポリエーテルが、PEG 400 、PEG 600 、PEG 1000 またはこれらの混合物から選択されるポリエチレングリコール(PEG)である、前記〔6〕に記載の組成物。
〔8〕ポリオールが、グリセロールである、前記〔1〕から〔7〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔9〕油溶性モリブデン化合物が、ジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホスフィネート、キサンテート、チオキサンテート、スルフィドのモリブデン塩、またはこれらの混合物を含む群から選択される、前記〔1〕から〔8〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔10〕油溶性モリブデン化合物が、ジチオカルバメート、ジアルキルジチオホスフェート、アルキルキサンテート、アルキルチオキサンテートのモリブデン塩、およびこれらの混合物を含む群から選択される、前記〔9〕に記載の組成物。
〔11〕油溶性モリブデン化合物が、単核、複核、三核または四核のモリブデン化合物である、前記〔1〕から〔10〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔12〕油溶性モリブデン化合物が、複核または三核モリブデン化合物である、前記〔11〕に記載の組成物。
〔13〕油溶性モリブデン化合物が、三核モリブデン化合物である、前記〔12〕に記載の組成物。
〔14〕前記〔1〕から〔13〕のいずれか1項に記載の潤滑油組成物で機関を潤滑させるステップを含む、乗り物の燃料経済性能を改善する方法。
〔15〕前記〔1〕から〔13〕のいずれか1項に記載の潤滑油組成物の、前記潤滑油組成物で潤滑される乗り物の燃料経済性能を改善するための使用。
Claims (11)
- 内燃機関クランクケース潤滑油組成物であって、
(A)85質量%以下のグループIVのベース油を含む、又は、グループIVのベース油を含まない、多量の潤滑粘度のクランクケースベース油;ならびに
(B)それぞれ少量の下記の添加物:
(B1)
a.分子量が300から5000ダルトンであり、ジカルボン酸又はジカルボン酸無水物基により官能化されたポリオレフィン、
b.分子量が300から5000ダルトンである、水溶性アルキレングリコールのポリマー、
c.グリセロール、および
d.C2-C36モノカルボン酸鎖終結基
の反応生成物であり、平均分子量が1000から30000ダルトンであるポリマー摩擦調整剤;および
(B2)少なくとも1つの油溶性モリブデン化合物
を含み、またはこれらを混合することによって作製され、
潤滑油組成物の質量に対して、1.2質量%以下の硫酸化灰分含量、および潤滑油組成物の質量に対して、1200ppm以下のリン含量を有し、
前記油溶性モリブデン化合物が、ジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホスフィネート、キサンテート、チオキサンテート、スルフィドのモリブデン塩、またはこれらの混合物を含む群から選択される、内燃機関クランクケース潤滑油組成物。 - 官能化ポリオレフィンが、官能化ポリイソブテンである、請求項1に記載の組成物。
- 官能化ポリオレフィンが、無水マレイン酸との反応によって官能化される、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記水溶性アルキレングリコールのポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレン−プロピレン)グリコール、またはポリ(エチレン−ブチレン)グリコールである、請求項1から3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記水溶性アルキレングリコールのポリマーが、PEG400、PEG600、PEG1000またはこれらの混合物から選択されるポリエチレングリコール(PEG)である、請求項4に記載の組成物。
- 油溶性モリブデン化合物が、ジチオカルバメート、ジアルキルジチオホスフェート、アルキルキサンテート、アルキルチオキサンテートのモリブデン塩、およびこれらの混合物を含む群から選択される、請求項1から5のいずれかに記載の組成物。
- 油溶性モリブデン化合物が、単核、複核、三核または四核のモリブデン化合物である、請求項1から6のいずれか1項に記載の組成物。
- 油溶性モリブデン化合物が、複核または三核モリブデン化合物である、請求項7に記載の組成物。
- 油溶性モリブデン化合物が、三核モリブデン化合物である、請求項8に記載の組成物。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の潤滑油組成物で機関を潤滑させるステップを含む、乗り物の燃料経済性能を改善する方法。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の潤滑油組成物の、前記潤滑油組成物で潤滑される乗り物の燃料経済性能を改善するための使用。
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