JP6916205B2 - ブーストされるエンジンで使用するための潤滑剤 - Google Patents
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Description
(a)炭化水素置換基、つまり、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、シクロアルケニル)置換基、及び芳香族、脂肪族、及び脂環式置換芳香族置換基、ならびに環が分子の別の部分によって完成する(例えば、2つの置換基が共に脂環式部分を形成する)環状置換基、
(b)置換炭化水素置換基、つまり、本開示の文脈において、主として炭化水素置換基を変化させない、非炭化水素基(例えば、ハロ(特にクロロ及びフルオロ)、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、及びスルホキシ)を含有する置換基、及び
(c)ヘテロ置換基、つまり、主として炭化水素の特質を有する一方で、本開示の文脈において、さもなければ炭素原子で構成される環または鎖内に炭素以外を含有する、置換基、が挙げられる。ヘテロ原子は、硫黄、酸素、及び窒素を含み、ピリジル、フリル、チエニル、及びイミダゾリルなどの置換基を網羅し得る。一般に、ヒドロカルビル基中の10個の炭素原子毎に、2つ以下、例えば、1つ以下の非炭化水素置換基が存在し、典型的には、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。
本明細書の潤滑油組成物中に使用される基油は、米国石油協会(American Petroleum Institute(API))Base Oil Interchangeability Guidelinesに明記される、I〜V群における基油のいずれかから選択され得る。5つの基油の群は、以下の通りである。
潤滑油組成物は、1種以上の洗浄剤を含み得るが、マグネシウム含有洗浄剤によって潤滑油組成物にマグネシウムが添加され得ないという制約を伴う。いくつかの実施形態において、潤滑油組成物は、1種以上の過塩基性カルシウム含有洗浄剤及び任意に他の洗浄剤を含み得る。好適な洗浄剤基材としては、フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、カリキサレート、サリキサレート、サリチレート、カルボン酸、リン酸、モノチオリン酸及び/もしくはジチオリン酸、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、またはメチレン架橋フェノールが挙げられる。好適な洗浄剤及びそれらの調製方法は、US7,732,390及びその中で引用される参考文献を含む多数の特許公報により詳細に記載されている。洗浄剤基材は、カルシウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、またはこれらの混合物などであるが、これらに限定されない、アルカリ金属またはアルカリ土類金属で、塩分添加され得る。いくつかの実施形態において、洗浄剤はバリウムを含まない。
本明細書の潤滑油組成物は、モリブデンを含有し、このモリブデンは、1種以上のモリブデン含有化合物の形態で潤滑油組成物に提供され得る。油溶性モリブデン化合物は、耐摩耗剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、またはこれらの混合物の機能性能を有し得る。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、硫化モリブデン、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、及び/またはこれらの混合物を含み得る。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、安定分散の形態であり得る。一実施形態において、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、モリブデン化合物のアミン塩、及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。一実施形態において、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り得る。
本明細書の潤滑油組成物は、上記で論じたようにホウ素含有分散剤などの1種以上のホウ素含有化合物の形態で潤滑油組成物に提供され得るホウ素を含む。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1種以上の酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤化合物は既知であり、例えば、フェネート、フェネートスルフィド、硫化オレフィン、ホスホ硫化テルペン、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、障害非芳香族アミン、フェノール、障害フェノール、油溶性モリブデン化合物、巨大分子酸化防止剤、またはこれらの混合物が挙げられる。酸化防止剤化合物は、単独で使用されても、組み合わせで使用されてもよい。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1種以上の耐摩耗剤を含有してもよい。好適な耐摩耗剤の例としては、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、これらのリン酸エステルもしくは塩、ホスフェートエステル(複数可)、ホスファイト、リン含有カルボン酸エステル、エーテル、もしくはアミド、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、及びビス(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、ならびにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好適な耐摩耗剤はモリブデンジチオカルバメートであり得る。リン含有耐摩耗剤は、欧州特許612839により十分に記載されている。ジアルキルジチオホスフェート塩中の金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、チタン、または亜鉛であり得る。有用な耐摩耗剤は亜鉛ジアルキルチオホスフェートであり得る。
本潤滑油組成物は、任意に、1種以上の分散剤またはこれらの混合物を更に含んでもよい。分散剤は、潤滑油組成物への混合前にそれらが灰形成金属を含有せず、潤滑剤への添加時にそれらが通常いかなる灰にも寄与しないため、しばしば無灰型分散剤として知られる。無灰型分散剤は、比較的高分子量の炭化水素鎖に結合した極性基を特徴とする。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としては、約350から約50,000まで、または約5,000まで、または約3,000までの範囲内のポリイソブチレン置換基の数平均分子量を有するポリイソブチレンスクシンイミドが挙げられる。スクシンイミド分散剤及びそれらの調製は、例えば、米国特許第7,897,696号または米国特許第4,234,435号に開示されている。ポリオレフィンは、約2〜約16、または約2〜約8、または約2〜約6個の炭素原子を含有する重合性モノマーから調製され得る。スクシンイミド分散剤は、典型的には、ポリアミン、典型的にはポリ(エチレンアミン)から形成されたイミドである。
無機リン酸または無水物(例えば、米国特許第3,403,102号及び同第4,648,980号)、
有機リン化合物(例えば、米国特許第3,502,677号)、
五硫化リン、
既に上記したようなホウ素化合物(例えば、米国特許第3,178,663号及び同第4,652,387号)、
カルボン酸、ポリカルボン酸、無水物、及び/または酸ハロゲン化物(例えば、米国特許第3,708,522号及び同第4,948,386号)、
エポキシド、ポリエポキシド、またはチオエポキシド(例えば、米国特許第3,859,318号及び同第5,026,495号)、
アルデヒドまたはケトン(例えば、米国特許第3,458,530号)、
二硫化炭素(例えば、米国特許第3,256,185号)、
グリシドール(例えば、米国特許第4,617,137号)、
尿素、チオ尿素、またはグアニジン(例えば、米国特許第3,312,619号、同第3,865,813号、及び英国特許第GB1,065,595号)、
有機スルホン酸(例えば、米国特許第3,189,544号及び英国特許第GB2,140,811号)、
シアン化アルケニル(例えば、米国特許第3,278,550号及び同第3,366,569号)、
ジケテン(例えば、米国特許第3,546,243号)、
ジイソシアネート(例えば、米国特許第3,573,205号)、
アルカンスルトン(例えば、米国特許第3,749,695号)、
1,3−ジカルボニル化合物(例えば、米国特許第4,579,675号)、
アルコキシル化アルコールまたはフェノールのスルフェート(例えば、米国特許第3,954,639号)、
環状ラクトン(例えば、米国特許第4,617,138号、同第4,645,515号、同第4,668,246号、同第4,963,275号、及び同第4,971,711号)、
環状炭酸塩またはチオ炭酸塩、直鎖状モノ炭酸塩もしくはポリ炭酸塩、またはクロロギ酸塩(例えば、米国特許第4,612,132号、同第4,647,390号、同第4,648,886号、同第4,670,170号)、
窒素含有カルボン酸(例えば、米国特許第4,971,598号及び英国特許第GB2,140,811号)、
ヒドロキシ保護クロロジカルボニルオキシ化合物(例えば、米国特許第4,614,522号)、
ラクタム、チオラクタム、チオラクトン、またはジトラクトン(ditholactone)(例えば、米国特許第4,614,603号及び同第4,666,460号)、
環状炭酸塩またはチオ炭酸塩、直鎖状モノ炭酸塩もしくはポリ炭酸塩、またはクロロギ酸塩(例えば、米国特許第4,612,132号、同第4,647,390号、同第4,646,886号、及び同第4,670,170号)、
窒素含有カルボン酸(例えば、米国特許第4,971,598号及び英国特許第GB2,440,811号)、
ヒドロキシ保護クロロジカルボニルオキシ化合物(例えば、米国特許第4,614,522号)、
ラクタム、チオラクタム、チオラクトン、またはジチオラクトン(例えば、米国特許第4,614,603号及び同第4,666,460号)、
環状カルバメート、環状チオカルバメート、または環状ジチオカルバメート(例えば、米国特許第4,663,062号及び同第4,666,459号)、
ヒドロキシ脂肪族カルボン酸(例えば、米国特許第4,482,464号、同第4,521,318号、同第4,713,189号)、
酸化剤(例えば、米国特許第4,379,064号)、
五硫化リン及びポリアルキレンポリアミンの組み合わせ(例えば、米国特許第3,185,647号)、
カルボン酸またはアルデヒドまたはケトン及び硫黄または塩化硫黄の組み合わせ(例えば、米国特許第3,390,086号、同第3,470,098号)、
ヒドラジン及び二硫化炭素の組み合わせ(例えば、米国特許第3,519,564号)、
アルデヒド及びフェノールの組み合わせ(例えば、米国特許第3,649,229号、同第5,030,249号、同第5,039,307号)、
アルデヒド及びジチオリン酸のO−ジエステルの組み合わせ(例えば、米国特許第3,865,740号)、
ヒドロキシ脂肪族カルボン酸及びホウ酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,554,086号)、
ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、それに次ぐホルムアルデヒド及びフェノールの組み合わせ(例えば、米国特許第4,636,322号)、
ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、及びそれに次ぐ脂肪族ジカルボン酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,663,064号)、
ホルムアルデヒド及びフェノール、ならびにそれに次ぐグリコール酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,699,724号)、
ヒドロキシ脂肪族カルボン酸またはシュウ酸及びそれに次ぐジイソシアネートの組み合わせ(例えば、米国特許第4,713,191号)、
リンの無機酸もしくは無水物またはその部分的もしくは全体的硫黄類似体及びホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,857,214号)、
有機二酸、それに次ぐ不飽和脂肪酸、及びそれに次ぐニトロソ芳香族アミン、任意にそれに続くホウ素化合物、ならびにそれに次ぐグルコール化剤の組み合わせ(例えば、米国特許第4,973,412号)、
アルデヒド及びトリアゾールの組み合わせ(例えば、米国特許第4,963,278号)、
アルデヒド及びトリアゾール、それに次ぐホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,981,492号)、
環状ラクトン及びホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,963,275号及び同第4,971,711号)での処理が挙げられる。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1種以上の摩擦調整剤を含有してもよい。好適な摩擦調整剤は、金属含有及び金属を含まない摩擦調整剤を含み得、これらには、イミダゾリン、アミド、アミン、スクシンイミド、アルコキシル化アミン、アルコキシル化エーテルアミン、酸化アミン、アミドアミン、ニトリル、ベタイン、第四級アミン、イミン、アミン塩、アミノグアニジン、アルカノールアミド、ホスホネート、金属含有化合物、グリセロールエステル、硫化脂肪化合物及びオレフィン、ヒマワリ油他の天然に発生する植物油または動物油、ジカルボン酸エステル、ポリオールと1種以上の脂肪族もしくは芳香族カルボン酸とのエステルまたは部分エステルなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
別の実施形態において、油溶性化合物は、遷移金属含有化合物または半金属であってもよい。遷移金属としては、チタン、バナジウム、銅、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、タンタル、タングステンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。好適な半金属としては、ホウ素、ケイ素、アンチモン、テルルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書の潤滑油組成物はまた、任意に、1種以上の粘度指数改善剤を含有してもよい。好適な粘度指数改善剤としては、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、エチレン/プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素化スチレン−イソプレンポリマー、スチレン/マレイン酸エステルコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンコポリマー、水素化イソプレンポリマー、アルファ−オレフィン無水マレイン酸コポリマー、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コポリマー、またはこれらの混合物を挙げることができる。粘度指数改善剤は星型ポリマーを含み得、好適な例は米国特許第8,999,905B2号に記載されている。
他の添加剤は、潤滑流体に必要とされる1つ以上の機能を実行するように選択され得る。更に、言及される添加剤のうちの1種以上は複数機能性であり、本明細書に規定される機能に対する追加の機能、またはそれ以外の機能を提供し得る。
ターボチャージャーコーキング試験は、General Motors dexos1(登録商標)ターボチャージャーコーキング試験(TC試験)の2015年版を使用して、3リットルの試験油チャージ及び適格の試験燃料を有する2012年の1.4L Chevy Cruzeキャリブレーションエンジンを使用して実施した。
以下の実施例では、TCO温度上昇に対する、異なる比でのカルシウム、窒素、モリブデン、ホウ素の組み込みの影響を決定した。カルシウム、窒素、モリブデン、ホウ素、及びマグネシウムの量は、ICP分析によって決定した。
Claims (16)
- ブーストされる内部燃焼エンジンにおける堆積物の形成を低減または防止するための方法であって、
ブーストされる内部燃焼エンジンを潤滑油組成物で潤滑させる工程であって、前記潤滑油組成物が、
50重量%超の潤滑粘度の基油と、
カルシウム、窒素、モリブデン、及びホウ素と、を含み、
前記潤滑油組成物中のCa:Nの重量比が、1.3超〜3.0未満であり、前記潤滑油組成物中のCa:Moの重量比が、6.7超〜56.3未満であり、前記潤滑油組成物中のCa:Bの重量比が、5.0超〜10未満であり、
前記潤滑油組成物が、ASTM D−2896の方法によって測定される、225mgKOH/g超の全塩基価を有する1種以上の過塩基性カルシウム含有洗浄剤から選択される少なくとも1種の洗浄剤を、前記潤滑油組成物の全重量を基準として900〜3000重量ppmのカルシウムを前記潤滑油組成物に提供する量で含み、
前記潤滑油組成物が、マグネシウム含有洗浄剤からの添加されたマグネシウムを含有せず、
前記潤滑油組成物が、General Motors dexos1(登録商標)ターボチャージャーコーキング試験の2015年版を使用して測定される9.0%未満のTCO温度上昇を確保する、潤滑させる工程と、
前記潤滑油組成物で潤滑された前記エンジンを作動させる工程と、を含む、方法。 - 前記潤滑油組成物が、ASTM D−2896の方法によって測定される、最大で175mgKOH/gの全塩基価を有する1種以上の低塩基性/中性カルシウム含有洗浄剤から選択される少なくとも1種の洗浄剤を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記窒素が、前記潤滑油組成物の全重量を基準として500ppm〜2500ppmの量で前記潤滑油組成物中に存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記1種以上の過塩基性カルシム含有洗浄剤が、過塩基性カルシウムスルホネート洗浄剤、過塩基性カルシウムフェネート洗浄剤、過塩基性カルシウムサリチレート洗浄剤、及びこれらの混合物から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物の全塩基価が、ASTM D−2896の方法によって測定される、前記潤滑油組成物の少なくとも6.0mgKOH/gである、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中のマグネシウムの総量が、前記潤滑油組成物の全重量を基準として50ppm未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、ホウ素含有分散剤を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、油溶性モリブデン化合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記窒素が、前記潤滑油組成物の全重量を基準として500ppm〜2500ppmの量で前記潤滑油組成物中に存在する、請求項1に記載の方法。
- 摩擦調整剤、耐摩耗剤、分散剤、酸化防止剤、及び粘度指数改善剤からなる群から選択される1種以上の成分を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記50重量%超の基油は、II群基油、III群基油、IV群基油、V群基油、及び前述の2種以上の組み合わせからなる群から選択され、前記50重量%超の基油は、前記組成物中の添加剤成分または粘度指数改善剤の提供に起因する希釈油以外である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中のCa:Nの重量比が、1.4〜2.8である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中のCa:Moの重量比が、6.8〜45である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中のCa:Bの重量比が、5.1〜9.7である、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物が、General Motors dexos1(登録商標)ターボチャージャーコーキング試験の2015年版を使用して測定される8.0%未満のTCO温度上昇を確保する、請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑させる工程が、ターボチャージャーまたはスーパーチャージャーを備える火花点火直噴エンジンまたは火花点火ポート燃料噴射内部燃焼エンジンの燃焼室またはシリンダー壁を潤滑させる、請求項1に記載の方法。
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