JP7304294B2 - 潤滑油マグネシウム清浄剤ならびにその製造方法および使用方法 - Google Patents
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Description
エンジン油配合物の主要な目的は、上記のような利点を同時に達成する潤滑油組成物を開発することである。驚くべきことに、異性化ノルマルアルファオレフィンから誘導されるマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤を配合した潤滑剤は、酸化低減、堆積物抑制、BN保持性、および摩擦性能において改善を示すことがわかった。
マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤および前記清浄剤を含む潤滑油組成物を開示する。
本発明は、種々の改変および代替的な形態を許容するが、本明細書では、その具体的な実施形態を詳細に記載する。しかしながら、本明細書における具体的な実施形態の記載によって、本発明を、開示した特定の形態に限定する意図はなく、それとは反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲内に入るすべての改変、等価物、および代替物を含むものと理解されるべきである。
この明細書では、以下の言葉と表現は、使用する場合には、以下に示す意味を有する。
式中、Rは、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導されるアルキル基であり、nは1~4の整数であり、yおよびzは独立して整数または小数の値である。
a)主要量の潤滑粘度の油;および
b)以下の構造(式1)を有するマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
式中、Rは、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導されるアルキル基であり、nは1~4の整数であり、yおよびzは独立して整数または小数の値である。
(a)ヒドロキシ芳香族化合物を、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンを得るように異性化した、1分子当り約10~約40個の炭素原子を有する少なくとも1種のノルマルアルファオレフィンでアルキル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を生成し;
(b)得られた前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を、KOHまたはNaOHなどのアルカリ金属塩基で中和して、前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩を生成し;
(c)ステップ(b)からの前記アルカリ金属塩を、CO2でカルボキシル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ安息香酸アルカリ金属塩を生成し;
(d)ステップ(c)で生成した前記塩を、酸で酸性化して、アルキル化ヒドロキシ安息香酸を生成し;
(e)前記アルキル化ヒドロキシ安息香酸を、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、または炭酸マグネシウムで中和し;そして
(f)任意選択的に、ステップ(e)で生成した前記マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエートを、CO2の存在下でMgO、Mg(OH)2、MgCO3などのマグネシウム化合物で過塩基化し、それにより過塩基性マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエートを生成する。
少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物の混合物を本発明のアルキル化反応に使用することができる。好ましくは、少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物混合物は、フェノール、クレゾール、またはそれらの混合物などの単環式ヒドロキシ芳香族(化合物)の少なくとも1種を含む。さらに、少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物混合物は、2-ナフトールなどの二環式および多環式ヒドロキシ芳香族化合物を含んでもよい。より好ましくは、少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物混合物はフェノールである。
本発明で使用される少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物の混合物は、当技術分野で周知の方法により調製される。
オレフィンの供給源
本発明で使用するオレフィンは、線状、異性化線状、分岐状または部分的に分岐した線状であり得る。オレフィンは、線状オレフィンの混合物、異性化線状オレフィンの混合物、分岐状オレフィンの混合物、部分的に分岐した線状の混合物、または前述のいずれかの混合物であり得る。
好ましくは、アルキル化反応に使用できる線状オレフィンの混合物は、分子当たり約10~約40個の炭素原子を有するオレフィンから選択されるノルマルアルファオレフィンの混合物である。より好ましくは、ノルマルアルファオレフィン混合物は、1分子当り約14~約28個、例えば約20~約28個または例えば約14~18個の炭素原子を有するオレフィンから選択される。最も好ましくは、ノルマルアルファオレフィン混合物は、1分子当り約20~約24個の炭素原子を有するオレフィンから選択される。
典型的には、アルキル化芳香族化合物は、アルキル化触媒の存在下で調製することができる。有用なアルキル化触媒には、ルイス酸触媒、固体酸触媒、トリフルオロメタンスルホン酸、および酸性モレキュラーシーブ触媒が含まれる。適切なルイス酸触媒には、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、三ヨウ化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、三ヨウ化ホウ素などが含まれる。
本発明の一実施形態では、アルキル化プロセスは、第1の量の少なくとも1種のヒドロキシ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物の混合物を、攪拌を維持しながら、反応器内で、Amberlyst36(登録商標)などの酸触媒の存在下で、異性化オレフィン化合物の混合物と反応させることにより実施され、それにより反応生成物を生成する。反応生成物はさらに処理されて、過剰の未反応ヒドロキシ芳香族化合物、および任意選択的に、所望のアルキレート生成物からのオレフィン化合物を除去する。さらに、過剰のヒドロキシ芳香族化合物を反応器(単数または複数)にリサイクルしてもよい。
上記のアルキル化ヒドロキシ芳香族化合物は、非限定的に、リチウム、ナトリウムまたはカリウムの酸化物または水酸化物を含むアルカリ金属塩基を使用して中和される。好ましい実施形態では、水酸化カリウムが好ましい。別の好ましい実施形態では、水酸化ナトリウムが好ましい。アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物の中和は、好ましくは、トルエン、キシレン異性体、軽質アルキルベンゼンなどの軽質溶媒の存在下で起こり、アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩を形成する。一実施形態では、溶媒は水と共沸混合物を形成する。別の実施形態では、溶媒は、2-エチルヘキサノールなどのモノアルコールであってもよい。この場合、2-エチルヘキサノールはカルボキシル化の前に蒸留により除去される。溶媒の目的は、水の除去を促進することである。
カルボキシル化ステップは、前の中和ステップからの反応媒体中に二酸化炭素(CO2)を単にバブリングすることで行われ、出発物質のアルキル化ヒドロキシ芳香族化合物の少なくとも50%がアルキルヒドロキシベンゾエートに転化されるまで継続される(電位差測定により測定)。
次に、上記で生成されたアルキル化ヒドロキシ安息香酸アルカリ金属塩を、アルカリ金属塩をアルキル化ヒドロキシ安息香酸に転化させることができる少なくとも1種の酸と接触させる。前述のアルカリ金属塩を酸性化する、このような酸は、当技術分野で周知である。
アルキル化ヒドロキシ安息香酸は、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、または炭酸マグネシウムで中和され、非炭酸化マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤を形成する。
過塩基化
マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤の過塩基化は、過塩基性マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤を製造する、当業者に知られている任意の方法により行なうことができる。
MgOはスラリーとして(すなわち、MgO、メタノール、キシレンの予備混合物として)添加され、CO2は約20℃~65℃の温度で1時間~4時間の期間にわたって導入される。
低級カルボン系化合物または酸は、式:XCOOYで表され、式中、Xは-H、-CH2OH、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2COCH3またはRであり、YはH、RまたはMnであり、Rは1~4個の炭素原子のアルキルラジカルであり、Rラジカルのすべての炭素原子の合計は5を超えず、Mnはアルカリまたはアルカリ土類金属原子であり、nは1または2の整数である。
無水コハク酸促進剤は、米国特許第4,647,387号に開示されている。
有用な無水コハク酸には、アルキルおよびアルケニル無水コハク酸、ならびに無水コハク酸誘導体が含まれる。好ましい実施形態は、ドデセニル無水コハク酸(DDSA)、テトラデセニル無水コハク酸、n-オクテニル無水コハク酸、ノネニル無水コハク酸、ポリイソブテニル無水コハク酸(PIBSA)などを含むアルケニル無水コハク酸である。適切な無水コハク酸誘導体には、酸、エステル、ハーフエステル、ダブルエステルおよび他の加水分解性誘導体が含まれる。約C70までの有機ラジカルを有する無水コハク酸が有用であり得るが、無水コハク酸またはその誘導体の有機ラジカルは好ましくはC6-C20、最も好ましくはC8-C18である。最も好ましいアルケニルコハク酸無水物はDDSAおよびPIBSAである。
潤滑粘度の油
潤滑粘度の油(「ベースストック」または「基油」と呼ばれることがある)は、潤滑剤の主要な液体成分であり、例えば最終的な潤滑剤(または潤滑剤組成物)を製造するために、これに添加剤および可能な他の油がブレンドされる。基油は、濃縮物を製造するのに、およびそれから潤滑油組成物を製造するのに有用であり、天然および合成の潤滑油およびそれらの組み合わせから選択することができる。
有機モリブデン化合物は、少なくともモリブデン、炭素および水素原子を含むが、さらに、硫黄、リン、窒素および/または酸素原子もまた含むことができる。適切な有機モリブデン化合物には、モリブデンジチオカルバメート、モリブデンジチオホスフェート、および種々の有機モリブデン錯体、例えば、モリブデンカルボキシレート、モリブデンエステル、モリブデンアミン、モリブデンアミドなどが含まれ、これらは、酸化モリブデンまたはモリブデン酸アンモニウムを脂肪、グリセリドもしくは脂肪酸、または脂肪酸誘導体(例えば、エステル、アミン、アミド)と反応させることによって得ることができる。「脂肪」という用語は、10~22個の炭素原子を有する炭素鎖を意味し、典型的には、炭素の直鎖を意味する。
式中、R1、R2、R3およびR4は、互いに独立して、4~18個の炭素原子(例えば、8~13個の炭素原子)を有する線状または分岐状アルキル基である。
式中、R5、R6、R7およびR8は、互いに独立して、4~18個の炭素原子(例えば、8~13個の炭素原子)を有する線状または分岐状アルキル基である。
式中、Rは、C24~C350(例えば、C70~C128)アルキルまたはアルケニル基であり;R’は、2~3個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、xは1~11であり、yは1~10である。
耐摩耗剤は、金属部品の摩耗を低減する。適切な耐摩耗剤には、式(式6)のジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛(ZDDP)などのジヒドロカルビルジチオリン酸金属塩が含まれる:
Zn[S-P(=S)(OR1)(OR2)]2 式6
式中、R1およびR2は、1~18個(例えば、2~12個)の炭素原子を有し、アルキル、アルケニル、アリール、アリールアルキル、アルカリールおよび脂環式ラジカルなどのラジカルを含むヒドロカルビルラジカルであり、同じかまたは(of)異なってもよい。R1およびR2基として特に好ましいのは、2~8個の炭素原子を有するアルキル基である(例えば、アルキル基は、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、n-ヘキシル、イソヘキシル、2-エチルヘキシルであり得る)。油溶性を得るために、炭素原子の全数(すなわち、R1+R2)は少なくとも5である。したがって、ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含むことができる。ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、第1級、第2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛、またはそれらの組み合わせである。
酸化防止剤は、使用中に鉱油が劣化する傾向を低減する。酸化劣化は、潤滑剤中のスラッジ、金属表面上のワニス状の堆積物、および粘度の増加によって証拠付けられ得る。適切な酸化防止剤には、ヒンダードフェノール、芳香族アミン、および硫化アルキルフェノール、ならびにそれらのアルカリおよびアルカリ土類金属塩が含まれる。
分散剤は、エンジン作動中の酸化から生じる油に不溶性の物質を懸濁液中に維持し、これにより、スラッジの凝集および沈殿または金属部品上への堆積を防止する。本明細書で有用な分散剤には、ガソリンおよびディーゼルエンジンで使用する際の堆積物の形成を低減するのに有効であることが知られている窒素含有、無灰(金属を含まない)分散剤が含まれる。
NH2(CH2CH2NH)zH 式7
式中、zは1~11である。ポリイソブテニル基はポリイソブテンから誘導され、好ましくは700~3000ダルトン(例えば、900~2500ダルトン)の範囲の数平均分子量(Mn)を有する。例えば、ポリイソブテニルスクシンイミドは、900から2500ダルトンのMnを有するポリイソブテニル基から誘導されるビススクシンイミドであり得る。
本発明の潤滑油組成物は、活性成分基準で10~800、10~700、30~690、100~600、150~600、150~500、200~450mgKOH/gのTBNを有する1種以上の過塩基性清浄剤をさらに含むことができる。
本潤滑油組成物は、摩擦調整剤、腐食防止剤、消泡剤(foam inhibitors)、粘度指数向上剤、流動点降下剤、防錆剤、抗曇り剤、解乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤(antifoaming agents)、共溶媒、多機能性剤、染料、極圧剤など、およびそれらの混合物を含む、他の一般的に使用される潤滑油性能共添加剤の1種以上を追加的に含むことができる。種々の添加剤が知られており、市販されている。これらの添加剤またはそれらの類似化合物は、通常のブレンド手順により本開示の潤滑油組成物の調製に使用することができる。
なお、下記[1]から[17]は、いずれも本発明の一形態又は一態様である。
[1]
マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、かつ約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導される、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
[2]
以下の構造(式1)を有する、[1]に記載のマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
式中、Rは、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導されるアルキル基であり、nは1~4の整数であり、yおよびzは独立して整数または小数の値である。
[3]
以下を含む潤滑油組成物:
(a)主要量の潤滑粘度の油;および
(b)マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、かつ約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導される、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
[4]
以下を含む潤滑油組成物:
a)主要量の潤滑粘度の油;および
b)以下の構造(式1)を有するマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
式中、Rは、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導されるアルキル基であり、nは1~4の整数であり、yおよびzは独立して整数または小数の値である。
[5]
以下を含む方法によって調製されるマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
(a)ヒドロキシ芳香族化合物を、約0.1~約0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンを得るように異性化した、1分子当り約10~約40個の炭素原子を有する少なくとも1種のノルマルアルファオレフィンでアルキル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を生成し;
(b)得られた前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を、KOHまたはNaOHなどのアルカリ金属塩基で中和して、前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩を生成し;
(c)ステップ(b)からの前記アルカリ金属塩を、CO 2 でカルボキシル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ安息香酸アルカリ金属塩を生成し;
(d)ステップ(c)で生成した前記塩を、酸で酸性化して、アルキル化ヒドロキシ安息香酸を生成し;
(e)前記アルキル化ヒドロキシ安息香酸を、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、または炭酸マグネシウムで中和し;そして
(f)任意選択的に、ステップ(e)で生成した前記マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエートを、CO 2 の存在下でMgO、Mg(OH) 2 、MgCO 3 などのマグネシウム化合物で過塩基化し、それにより過塩基性マグネシウムアルキル化ヒドロキシベンゾエートを生成する。
[6]
モリブデン含有化合物をさらに含む、[3]に記載の潤滑油組成物。
[7]
清浄剤をさらに含む、[3]に記載の潤滑油組成物。
[8]
前記清浄剤がサリチレート、フェネート、スルホネート、またはそれらの組み合わせである、[7]に記載の潤滑油組成物。
[9]
前記清浄剤がサリチル酸マグネシウムである、[7]に記載の潤滑油組成物。
[10]
非分散性オレフィンコポリマーVIIをさらに含む、[1]に記載の潤滑油組成物。
[11]
第1級または第2級ジチオリン酸亜鉛化合物またはそれらの混合物をさらに含む、[1]に記載の潤滑油組成物。
[12]
摩擦調整剤をさらに含む、[1]に記載の潤滑油組成物。
[13]
前記摩擦調整剤がモリブデンジチオカルバメートである、[12]に記載の潤滑油組成物。
[14]
TBNが、オイルフリー基準で10~450mgKOH/gmである、[1]に記載のマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
[15]
TBNがオイルフリー基準で10~450mgKOH/gmである、[5]に記載のマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
[16]
内燃機関の潤滑油の酸化性能を改善する方法であって、前記内燃機関を、以下を含む潤滑油組成物で作動させることを含む、方法:
(a)主要量の潤滑粘度の油;および
(b)マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、かつ約0.1~約0.4の前記ノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導される、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
[17]
内燃機関の潤滑油の燃費性能を改善する方法であって、前記内燃機関を、以下を含む潤滑油組成物で作動させることを含む、方法:
(a)主要量の潤滑粘度の油;および
(b)マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり約10~約40個の炭素原子を有し、かつ約0.1~約0.4の前記ノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導される、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
異性化レベルはNMRによって測定した。
異性化レベル(I)およびNMR法
オレフィンの異性化レベル(I)は、水素-1(1H)NMRにより測定した。NMRスペクトルは、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た。
I=m/(m+n) 方程式(1)
式中、mは化学シフトが0.30±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値である。
MeOH(81.4グラム)およびキシレン(500グラム)中のMgO(82グラム)のスラリーを調製し、反応器に導入する。次に、異性化アルファオレフィン(C20-24、異性化レベル0.16)から作られたヒドロキシ安息香酸(1774グラム、キシレン中43%活性)を反応器に入れ、温度を15分間40℃に維持する。次に、温度を50℃まで上げながら、ドデセニル無水物(DDSA、7.6グラム)、続いてAcOH(37.3グラム)、次にH2O(69グラム)を反応器に30分間かけて導入する。次に強く攪拌しながら、CO2を反応器に導入する(96グラム)。次に、キシレン(200グラム)中のMgO(28グラム)からなるスラリーを反応器に導入し、さらなる量のCO2を混合物中で泡立たせる。CO2導入の終わりに、132℃に加熱することにより、溶媒を蒸留する。次に、500グラムの基油を反応器に導入する。次に、混合物を実験用遠心分離機で遠心分離して、未反応の酸化マグネシウムおよびその他の固体を除去する。最後に、混合物を真空下(15mbar)で170℃に加熱して、キシレンを除去し、異性化レベル0.16の異性化NAOから作られたC20-C24マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤として4.3%マグネシウムを含む最終的な生成物を得る。特性:TBN(mgKOH/g)=35重量%の希釈油中199
異性化レベルが0.11であることを除いて、実施例Aと同様に清浄剤を製造した。
異性化レベルが0.27であることを除いて、実施例Aと同様に清浄剤を製造した。
比較例Aは、アルファオレフィンから作られたC14-C18マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤である。特性:TBN(mgKOH/g)=236;Mg(重量%)=5.34。
比較例Bは、C14-C18カルシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であり、これは登録商標「Infineum M7121」でInfineum International Ltd.から入手可能である。特性:TBN(mgKOH/g)=225;Ca(重量%)=8.0%;Mg(重量%)=0.24。
比較例Cは、C14-C18マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であり、これは登録商標「Infineum C9012」でInfineum International Ltdから入手可能である。特性:TBN(mgKOH/g)=345;Mg(重量%)=7.45。
比較例Dは、C14-C18カルシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であり、ノルマルアルファオレフィンから作られた。特性:TBN(mgKOH/g)=175;Ca(重量%)=6.25%。
主要量の潤滑粘度の基油と以下の添加剤とを含有する重荷重自動車用潤滑油組成物を調製して、SAE 15W-40の最終的な油を得た:
(1)エチレンカルボネート後処理ビススクシンイミド分散剤;
(2)第1級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛との混合物をリン含有量換算で990ppm;
(3)50ppmのモリブデンを提供するモリブデン(Moly)スクシンイミド錯体
(4)アルキル化ジフェニルアミン酸化防止剤;
(5)消泡剤をケイ素含有量換算で5ppm;
(6)9.5重量%非分散OCPVII(添加剤)および0.3重量%PPD;および
(7)残部、グループII基油(Chevron 220R)。
主要量の潤滑粘度の基油と以下の添加剤とを含有する乗用自動車用潤滑油組成物を調製して、SAE 5W-20の最終的な油を得た:
(1)エチレンカルボネート後処理ビススクシンイミド分散剤;
(2)ホウ素化ビススクシンイミド分散剤;
(3)第1級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛との混合物をリン含有量換算で770ppm;
(4)800ppmのモリブデンを提供するMoDTC;
(5)アルキル化ジフェニルアミン酸化防止剤;
(6)ヒンダードフェノール酸化防止剤;
(7)消泡剤をケイ素含有量換算で5ppm;
(8)1.5重量%非分散OCPVII(添加剤)および0.4重量%PPD;ならびに
(9)残部、グループIII基油(Yubase(登録商標)4と6の混合物)。
配合物ベースライン1に、実施例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
ベースライン1の配合物に、実施例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤と比較例Cのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤との混合物をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
配合物ベースライン1に、比較例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
配合物ベースライン1に、比較例Bのカルシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をカルシウム含有量換算で0.3500重量%添加した。
配合物ベースライン1に、比較例Cのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
配合物ベースライン1に、比較例Dのカルシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をカルシウム含有量換算で0.3500重量%を添加した。
ベースライン1の配合物に、比較例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤と比較例Cのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤との混合物をマグネシウム含有量換算で0.2160重量%添加した。
配合物ベースライン2に、実施例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.1080重量%添加した。
配合物ベースライン1に、実施例Bのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
配合物ベースライン1に、実施例Cのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.2100重量%添加した。
配合物ベースライン2に、比較例Aのマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤をマグネシウム含有量換算で0.1080重量%添加した。
TEOST 33C-ASTM 6335
TEOST 33試験を、500℃のターボチャージャーのコンポーネントに接触したエンジン油の堆積物形成傾向を評価するために実施した。ここで使用するTEOST 33試験は、D.W.FlorkowskiおよびT.W.Selbyによる「The Development of a Thermo-Oxidation Engine Oil Simulation Test(TEOST)」、SAE Paper 932837(1993年)およびStipanovicらによる「Base Oil and Additive Effects in the Thermo-Oxidation Engine Oil Simulation Test (TEOST)」、SAE Paper 962038 (1996年)に記載されている。
これらの試験結果を以下の表2に示す。
25gの試料を特別なガラスオキシデーターセルに秤量して入れた。触媒を添加した後、ガラススターラーを挿入した。次に、セルを密閉し、340°Fに維持しかつ酸素供給源に接続した油浴に入れた。スターラーで油試料を攪拌しながら、1リットルの酸素をセルに供給した。1リットルの酸素が試料によって消費されるまで試験を実行し、試料実行の合計時間(時間単位)を記録した。1リットルまでの時間が長い程、酸化性能がより良好であることを意味する。結果を以下の表3に示す。
実施例および比較例の境界摩擦係数の測定値を、Plint TE-77高周波摩擦機(Phoenix Tribologyから市販されている)を使用して得た。5mLの試験油の試料を各試験用装置に入れた。TE-77を100℃で実行し、56Nの荷重を試験片にかけた。往復速度を10Hz~1Hzでスイープし、摩擦係数データを試験の間、収集した。結果を表4に示す。
上記の組成物について、ミニトラクションマシン(MTM)ベンチ試験で摩擦性能を試験した。MTMはPCS Instrumentsによって製造され、回転ディスク(52100スチール)に対してボール(0.75インチ8620スチールボール)の荷重をかけて動作させる。条件は、約10~30ニュートンの荷重、約10~2000mm/sの速度および約125~150℃の温度を使用する。このベンチ試験では、転がり/滑り接触下での配合物の境界摩擦性能を、低速トラクション係数によって測定する。低速トラクション係数は、15~20mm/sの第二ストライベック(Stribeck)の平均トラクション係数である。低速トラクション係数が低い程、油の境界摩擦性能が良好であることを示す。結果を以下の表5に示す。
本発明の実施例Aおよび実施例Aを含む配合物は、種々の利点をもたらす。Mg金属と異性化ノルマルアルファオレフィンのC20-24との組み合わせは、BN保持性、酸化、および摩擦における利点をもたらす。この属性の組み合わせは、より高い温度で作動するように設計されたより効率的なエンジンの燃費を改善するのに非常に効果的である。
Claims (16)
- マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり10~40個の炭素原子を有し、かつ0.1~0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導され、
ここで該異性化レベル(I)は、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た水素-1(1H)NMRにより決定され、ここで該異性化レベル(I)はI=m/(m+n)であり、式中、mは化学シフトが0.3±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値である、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。 - 以下を含む潤滑油組成物:
(a)主要量の潤滑粘度の油;および
(b)マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり10~40個の炭素原子を有し、かつ0.1~0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導され、ここで該異性化レベル(I)は、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た水素-1(1H)NMRにより決定され、ここで該異性化レベル(I)はI=m/(m+n)であり、式中、mは化学シフトが0.3±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値である、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。 - 以下を含む潤滑油組成物:
a)主要量の潤滑粘度の油;および
b)以下の構造(式1)を有するマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
式中、Rは、1分子当たり10~40個の炭素原子を有し、0.1~0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導され、ここで該異性化レベル(I)は、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た水素-1(1H)NMRにより決定され、ここで該異性化レベル(I)はI=m/(m+n)であり、式中、mは化学シフトが0.3±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値であるアルキル基であり、nは1~4の整数であり、yおよびzは独立して整数または小数の値である。 - 以下を含む方法によって調製されるマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤:
(a)ヒドロキシ芳香族化合物を、0.1~0.4のノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有し、ここで該異性化レベル(I)は、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た水素-1(1H)NMRにより決定され、ここで該異性化レベル(I)はI=m/(m+n)であり、式中、mは化学シフトが0.3±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値である異性化アルファオレフィンを得るように異性化した、1分子当り10~40個の炭素原子を有する少なくとも1種のノルマルアルファオレフィンでアルキル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を生成し;
(b)得られた前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物を、KOHまたはNaOHなどのアルカリ金属塩基で中和して、前記アルキル化ヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩を生成し;
(c)ステップ(b)からの前記アルカリ金属塩を、CO2でカルボキシル化し、それによりアルキル化ヒドロキシ安息香酸アルカリ金属塩を生成し;
(d)ステップ(c)で生成した前記塩を、酸で酸性化して、アルキル化ヒドロキシ安息香酸を生成し;
(e)前記アルキル化ヒドロキシ安息香酸を、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、または炭酸マグネシウムで中和し;そして
(f)任意選択的に、ステップ(e)で生成した前記マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエートを、CO2の存在下でMgO、Mg(OH)2、MgCO3などのマグネシウム化合物で過塩基化し、それにより過塩基性マグネシウムアルキル化ヒドロキシベンゾエートを生成する。 - モリブデン含有化合物をさらに含む、請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 清浄剤をさらに含む、請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 前記清浄剤がサリチレート、フェネート、スルホネート、またはそれらの組み合わせである、請求項7に記載の潤滑油組成物。
- 前記清浄剤がサリチル酸マグネシウムである、請求項7に記載の潤滑油組成物。
- 非分散性オレフィンコポリマーVIIをさらに含む、請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 第1級または第2級ジチオリン酸亜鉛化合物またはそれらの混合物をさらに含む、請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 摩擦調整剤をさらに含む、請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 前記摩擦調整剤がモリブデンジチオカルバメートである、請求項12に記載の潤滑油組成物。
- TBNが、オイルフリー基準で10~450mgKOH/gmである、請求項1に記載のマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
- TBNがオイルフリー基準で10~450mgKOH/gmである、請求項5に記載のマグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
- 内燃機関の潤滑油の燃費性能を改善する方法であって、前記内燃機関を、以下を含む潤滑油組成物で作動させることを含む、方法:
(a)主要量の潤滑粘度の油;および
(b)マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤であって、前記アルキル基が、1分子当たり10~40個の炭素原子を有し、かつ0.1~0.4の前記ノルマルアルファオレフィンの異性化レベル(I)を有する異性化アルファオレフィンから誘導され、ここで該異性化レベル(I)は、TopSpin3.2スペクトル処理ソフトウェアを使用して、400MHzでクロロホルム-d1にてBruker Ultrashield Plus 400で得た水素-1(1H)NMRにより決定され、ここで該異性化レベル(I)はI=m/(m+n)であり、式中、mは化学シフトが0.3±0.03~1.01±0.03ppmのメチル基のNMR積分値であり、nは化学シフトが1.01±0.03~1.38±0.10ppmのメチレン基のNMR積分値である、マグネシウムアルキルヒドロキシベンゾエート清浄剤。
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