JP6422565B2 - 低粘度及び高粘度指数を有するキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール - Google Patents
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Description
潤滑剤産業にわたるマクロトレンドは、現在の基油よりも低い粘度を提供するが、好ましくはそれよりも高い粘度指数値を有する、基流体の探求及び開発である。より低粘度の基油を含有する配合物は、機器内部のより低い摩擦損失、したがって改善したエネルギー効率を提供し得る。
R1O−(AO)n−R2
式中、R1は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、AOは、(AO)n構成成分のうちの少なくとも50重量パーセントが1,2−ブチレンオキシド残渣であるように選択される、1,2−ブチレンオキシド及び1,2−プロピレンオキシドから選択されるモノマーの残渣を指し、nは、キャップされていないポリアルキレングリコールについて、摂氏100度で5センチストーク未満の動粘度を提供するように選択され、R2は、1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、かつキャップされた油溶性ポリアルキレングリコールは、摂氏100度で4.5センチストーク未満の動粘度、及び150超の粘度指数を有することを特徴とする。
R1O−(AO)n−R2
以下の分類は、POまたはエチレンオキシドと共重合したPOのPAG、及び同一のPAGのキャップされたバージョンの比較例(Comp Ex)を提供する。40℃での動粘度(KV40)及び100℃での動粘度(KV100)、粘度指数(VI)、ならびにキャップされたPAGの粘度指数とキャップされていないPAGの粘度指数との差(デルタVI)を、表1に提供する。キャッピングがPAGの粘度指数値を増加させた一方で、増加は一般に、次の項に示す、OSPについて驚くべきことに実証されているほどには広範ではない。
2446グラム(g)のジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(例えば、DOWANOL(商標)DPnB、DOWANOLはThe Dow Chemical Companyの商標である)、その後、27.5gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例(Comp Ex)Aを調製する。窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。1510gの1,2−プロピレンオキシドと2517gのエチレンオキシドとの混合物を、135℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、135℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、40℃(KV40)で18.9cStの動粘度、100℃で4.70cStの動粘度、及び180の粘度指数(VI)を有する比較例Aを得る。
1683グラム(g)のジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(例えば、DOWANOL(商標)DPnB、DOWANOLはThe Dow Chemical Companyの商標である)、その後、27.6gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Cを調製する窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。2395gのプロピレンオキシドと2395gのエチレンオキシドとの混合物を、135℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、135℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、30.4cStのKV40、6.97cStのKV100、及び202のVIを有する比較例Cを得る。
2387グラム(g)のジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(例えば、DOWANOL(商標)DPnB、DOWANOLはThe Dow Chemical Companyの商標である)、その後、40.6gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Eを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。4630gのプロピレンオキシドを、125℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、125℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、17.1cStのKV40、4.0cStのKV100、及び136のVIを有する比較例Eを得る。
1500グラム(g)のジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(例えば、DOWANOL(商標)DPnB、DOWANOLはThe Dow Chemical Companyの商標である)、その後、37.7gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Gを調製する 窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱し、真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。4960gのプロピレンオキシドを、125℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、125℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、29.9cStのKV40、6.38cStのKV100、及び174のVIを有する比較例Gを得る。
1344グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、28.9gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Jを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。5161gのプロピレンオキシドを、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、36.1cStのKV40、7.49cStのKV100、及び181のVIを有する比較例Jを得る。
以下の分類は、比較例OSP、及び本発明の範囲内にある、同一のOSPのキャップされたバージョンの1つまたは1つ以上の実施例(Ex)を提供する。40℃での動粘度(KV40)及び100℃での動粘度(KV100)、粘度指数(VI)、ならびにキャップされたPAGの粘度指数とキャップされていないPAGの粘度指数との差(デルタVI)を、表2に提供する。データは、キャッピング後の、粘度指数の劇的な増加、及び付随する動粘度の低下を明らかにする。
1600グラム(g)の2−エチル−1−ヘキサノール、その後、11.3gの85重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Lを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、百万重量部溶液当たり2000重量部(ppm)未満の水含有量まで水を取り除く。2400gのプロピレンオキシドと2400gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、17.7cStのKV40、3.81cStのKV100、104のVI、及び−59.0℃の流動点を有する比較例Lを得る。
2369gのドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、20.02gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Mを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、百万重量部溶液当たり2000重量部(ppm)未満の水含有量まで水を取り除く。1808.5gのプロピレンオキシドと1808.5gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び490kPaの圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で14時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、16.1cStのKV40、3.7cStのKV100、117のVI、及び−39.0℃の流動点を有する比較例Mを得る。
1624グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、22.5gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Nを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。1698gのプロピレンオキシドと1698gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、21.1cStのKV40、4.56cStのKV100、及び134のVIを有する比較例Nを得る。
2414グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、25.7gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Oを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。2654gのプロピレンオキシドと2654gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、22.4cStのKV40、4.8cStのKV100、139のVI、及び−47℃の流動点を有する比較例Oを得る。
1614グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、11.3gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Pを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。755gのプロピレンオキシドと755gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、11.5cStのKV40、2.83cStのKV100、87.1のVI、及び−59.0℃の流動点を有する比較例Pを得る。
2369グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、20.0gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Qを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。1809gのプロピレンオキシドと1809gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、16.1cStのKV40、3.71cStのKV100、118のVI、及び−39.0℃の流動点を有する比較例Qを得る。
1292グラム(g)のイソトリデシルアルコール(Exxal(商標)13、ExxalはExxonMobilの商標である)、その後、11.8gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Rを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。1125gのプロピレンオキシドと1125gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、25.0cStのKV40、4.64cStのKV100、102のVI、及び−56.0℃の流動点を有する比較例Rを得る。
以下の分類は、比較例OSP、及び4.5cSt以上のKV100を有することから本発明の範囲外にある、同一のOSPのキャップされたバージョンの1つまたは1つ以上の比較例を提供する。キャップされていないポリアルキレングリコールのそれぞれは、5cSt超のKV100を有する。40℃での動粘度(KV40)及び100℃での動粘度(KV100)、粘度指数(VI)、ならびにキャップされたPAGの粘度指数とキャップされていないPAGの粘度指数との差(デルタVI)を、表3に提供する。データは、キャッピング後の、粘度指数の劇的な増加、及び付随する動粘度の低下を明らかにする。
1554グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、38.5gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Sを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。5071gのプロピレンオキシドと5071gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、68.0cStのKV40、11.6cStのKV100、及び166のVIを有する比較例Sを得る。
1290グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、27.7gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Uを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。2477gのプロピレンオキシドと2477gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、39.4cStのKV40、7.49cStのKV100、及び160のVIを有する比較例Uを得る。
1289グラム(g)のドデカノール(Nacol(商標)12−99(NacolはSasol Germany GMBHの商標である))、その後、27.7gの45重量%水性水酸化カリウムをステンレス鋼反応器容器内に充填することによって、比較例Wを調製し、窒素ブランケット下、混合物を115℃まで加熱する。真空の手段によって、2000ppm未満のレベルまで水を取り除く。3711gのプロピレンオキシドと1237gの1,2−ブチレンオキシドとの混合物を、130℃の温度及び500キロパスカル(kPa)の圧力の反応器内に供給する。混合物を撹拌し、130℃で12時間温浸させる。50℃のケイ酸マグネシウム濾過床を通した濾過によって、残留触媒を取り除いて、37.4cStのKV40、7.5cStのKV100、及び173のVIを有する比較例Wを得る。
[1]以下の構造を有するキャップされた油溶性ポリアルキレングリコールであって、
R 1 O−(AO) n −R 2
式中、R 1 が、1〜18個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、AOが、前記(AO) n 構成成分のうちの少なくとも50重量パーセントが1,2−ブチレンオキシド残渣であるように選択される、1,2−ブチレンオキシド及び1,2−プロピレンオキシドから選択されるモノマーの残渣を指し、nが、キャップされていないポリアルキレングリコールについて、摂氏100度で5センチストーク未満の動粘度を提供するように選択され、R 2 が、1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、かつ前記キャップされた油溶性ポリアルキレングリコールが、摂氏100度で4.5センチストーク未満の動粘度、及び150超の粘度指数を有することを特徴とする、キャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[2]nが、3〜9の数である、[1]に記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[3]R 1 が、8〜14個の炭素原子を有することを更に特徴とする、[1]または[2]に記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[4]R 1 が、2−エチルヘキサノールの残渣、ドデカノールの残渣、及びトリデカノールに対する残渣からなる群から選択されることを更に特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[5]R 2 が、1〜6個の炭素原子を有することを更に特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[6]R 2 が、メチル、ブチル、及びベンジルからなる群から選択されることを更に特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[7](AO) n が、1,2−ブチレンオキシドのホモポリマー及び1,2−ブチレンオキシドとプロピレンオキシドとの50/50重量比コポリマーから選択されることを更に特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
[8](AO) n が、1,2−ブチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマーであることを更に特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
Claims (7)
- 以下の構造を有するキャップされた油溶性ポリアルキレングリコールであって、
R1O−(AO)n−R2
式中、R1が、1〜18個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、AOが、前記(AO)n構成成分のうちの少なくとも50重量パーセントが1,2−ブチレンオキシド残渣であるように選択される、1,2−ブチレンオキシド及び1,2−プロピレンオキシドから選択されるモノマーの残渣を指し、nが、3〜7の数であり、キャップされていないポリアルキレングリコールについて、摂氏100度で5センチストーク未満の動粘度を提供するように選択され、R2が、1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖アルキルまたはアリールであり、かつ前記キャップされた油溶性ポリアルキレングリコールが、摂氏100度で4.5センチストーク未満の動粘度、及び150超の粘度指数を有することを特徴とする、キャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。 - R1が、8〜14個の炭素原子を有することを更に特徴とする、請求項1に記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
- R1が、2−エチルヘキサノールの残渣、ドデカノールの残渣、及びトリデカノールに対する残渣からなる群から選択されることを更に特徴とする、請求項1または2に記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
- R2が、1〜6個の炭素原子を有することを更に特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
- R2が、メチル、ブチル、及びベンジルからなる群から選択されることを更に特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
- (AO)nが、1,2−ブチレンオキシドのホモポリマー及び1,2−ブチレンオキシドとプロピレンオキシドとの50/50重量比コポリマーから選択されることを更に特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
- (AO)nが、1,2−ブチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマーであることを更に特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のキャップされた油溶性ポリアルキレングリコール。
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