WO2017203967A1 - 粘度特性改良剤 - Google Patents

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WO2017203967A1
WO2017203967A1 PCT/JP2017/017512 JP2017017512W WO2017203967A1 WO 2017203967 A1 WO2017203967 A1 WO 2017203967A1 JP 2017017512 W JP2017017512 W JP 2017017512W WO 2017203967 A1 WO2017203967 A1 WO 2017203967A1
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coolant
mass
less
additive composition
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PCT/JP2017/017512
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English (en)
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Inventor
翔吾 亀ノ上
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花王株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C305/00Esters of sulfuric acids
    • C07C305/02Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • C07C305/04Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C305/10Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated being further substituted by singly-bound oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10Liquid materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P2003/001Cooling liquid

Definitions

  • the present invention relates to a viscosity characteristic improving agent capable of improving the fuel consumption of an internal combustion engine, and an additive composition for cooling liquid containing the viscosity characteristic improving agent.
  • cooling liquids for cooling an internal combustion engine such as an automobile engine are known.
  • water is preferable because of its high cooling performance as an engine cooling liquid.
  • fresh water freezes when it falls below 0 ° C. Therefore, in order to improve the antifreezing property of the coolant, it is diluted with water to obtain the necessary freezing temperature based on glycols such as ethylene glycol, and further used in engines and radiators as necessary.
  • Coolant compositions containing various additives for preventing deterioration of rubber and resin have been used.
  • glycols such as ethylene glycol
  • the viscosity of the cooling liquid composition is remarkably increased particularly at low temperatures.
  • the viscosity has been lowered in order to improve the fluidity at low temperatures.
  • the temperature boundary layer between the coolant and the cylinder bore wall becomes thinner and convection is more likely to occur, so the coolant tends to take heat away from the cylinder bore wall, resulting in a cooling loss.
  • the viscosity of the coolant at low temperatures is increased by increasing the concentration of glycols such as ethylene glycol in order to reduce the heat dissipation and reduce the cooling loss, the cooling capacity becomes insufficient at high temperatures, leading to overheating. The problem that occurred.
  • Patent Document 1 discloses a coolant composition for an internal combustion engine having a specific range of kinematic viscosity, and a method of operating an internal combustion engine using the same. Is disclosed, and by setting the kinematic viscosity of the coolant composition in a specific range, it is said that the cooling loss at low temperature can be reduced and the cooling ability at high temperature can be maintained.
  • JP 2010-270256 discloses a coolant composition containing water and a surfactant having a cloud point, and contains a surfactant having a cloud point in a predetermined ratio.
  • JP-A-2014-189736, JP-A-2014-189737, JP-A-2015-74669 (Patent Documents 3 to 5) contain one to three alkyl ethers and water and / or a water-soluble organic solvent.
  • the coolant composition is disclosed, and by increasing the kinematic viscosity of the coolant immediately after engine operation, the cooling loss can be reduced and the engine can be quickly raised to the optimum temperature. It is said that the operation of the apparatus can be made smoother by lowering the kinematic viscosity.
  • JP-A-2014-12831 contains a nonionic surfactant and a base as a viscosity property improver, and has a kinematic viscosity of 8.5 mm 2 / sec or more at 25 ° C., And the cooling fluid composition which is 2.0 mm ⁇ 2 > / sec or less at 100 degreeC is disclosed.
  • various viscosity characteristic improvers have been used as an additive for the coolant.
  • the increase in viscosity at a high temperature is further small and at a high temperature. It was necessary to improve the warm-up property at low temperature by increasing the viscosity at low temperature and reducing the cooling loss while maintaining the cooling capacity.
  • the present invention relates to a viscosity characteristic improver comprising a compound (A) represented by the following formula (1) and a compound (B) represented by the following formula (2).
  • R 1 and R 3 represent the same or different linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 24 carbon atoms
  • R 2 represents an ethylene group or a propylene group
  • m represents R 2.
  • the number of moles of O added is 1 or more and 15 or less
  • M represents a cation or a hydrogen atom.
  • the present invention relates to a viscosity characteristic improver capable of improving fuel consumption of an internal combustion engine, and a coolant additive composition containing the viscosity characteristic improver.
  • the inventors can add a specific alkyl or alkenyl ether sulfate or the like to the cooling liquid to (1) adjust the shear viscosity of the cooling liquid to a suitable range, reduce the cooling loss at low temperatures, and It is possible to maintain the cooling capacity at high temperatures, and (2) imparts properties to the cooling liquid that prevent crystal precipitation and / or gelation at low temperatures compared to the case of using conventional viscosity property improvers. As a result, it has been found that the fuel consumption of the internal combustion engine can be greatly improved.
  • a viscosity characteristic improver comprising a compound (A) represented by the following formula (1) and a compound (B) represented by the following formula (2).
  • R 1 and R 3 represent the same or different linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 24 carbon atoms
  • R 2 represents an ethylene group or a propylene group
  • m represents R 2.
  • the number of moles of O added is 1 or more and 15 or less
  • M represents a cation or a hydrogen atom.
  • a viscosity characteristic improver capable of improving the fuel efficiency of an internal combustion engine, and a coolant additive composition containing the viscosity characteristic improver.
  • the viscosity characteristic improver of the present invention includes a compound (A) represented by the following formula (1) (hereinafter also simply referred to as “compound (A)”) and a compound (B) represented by the following formula (2). (Hereinafter also simply referred to as “compound (B)”).
  • R 1 and R 3 represent the same or different linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 24 carbon atoms
  • R 2 represents an ethylene group or a propylene group
  • m represents R 2.
  • the number of moles of O added is 1 or more and 15 or less
  • M represents a cation or a hydrogen atom.
  • Viscosity property improver A compound that, when added to the coolant composition, causes two or more inflection points to appear in the viscosity-temperature curve of the coolant composition.
  • Coolant additive composition A composition containing a viscosity characteristic improver for coolant.
  • Cooling liquid A liquid medium used to lower the temperature of an object to be cooled, such as water.
  • Coolant composition A composition in which glycols and various additives are added to the coolant.
  • Concentrated coolant composition A concentrate of a coolant composition containing various additives and media. A composition that can be used as it is as a cooling liquid, but is mixed with water and diluted to make a cooling liquid.
  • a cooling liquid having a suitable shear viscosity at a low temperature and a high temperature by adding a viscosity characteristic improver to the cooling liquid.
  • low temperature means about 25 ° C.
  • high temperature means about 100 ° C.
  • a viscosity characteristic improver comprising the compound (A) and the compound (B) is added to the cooling liquid, (i) the compound (A) and the compound (B) are present in the cooling liquid composition, Or (ii) By forming a complex with the coolant base, a certain structure can be formed in the coolant, and the structure can be changed by changing the temperature, improving the viscosity characteristics of the coolant I think it can be done.
  • the compound (A) is a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, a polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate or a salt thereof represented by the following formula (1).
  • the compound (A) is represented by the formula (1): polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate, and polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate. What is necessary is just to contain any 1 type of salt, and it may contain 2 or more types.
  • R 1 represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 24 carbon atoms
  • R 2 represents an ethylene group or a propylene group
  • m represents an added mole number of R 2 O. 1 to 15
  • M represents a cation or a hydrogen atom.
  • the alkyl group or alkenyl group which is R 1 in the formula (1) may be linear or branched. However, the shear viscosity at low temperature is increased, the shear viscosity at high temperature is decreased, and the internal combustion engine From the viewpoint of improving fuel consumption, a straight chain is preferable. From the same viewpoint as described above, the alkyl group and the alkenyl group have 12 or more carbon atoms, preferably 16 or more, more preferably 18 or more, still more preferably 20 or more, and preferably 24 or less, preferably 22 or less.
  • the carbon number of the alkyl group and the alkenyl group is preferably 16 or more and 22 or less, more preferably 18 or more and 22 or less, and still more preferably 20 or more and 22 or less.
  • R 1 include alkyl groups such as lauryl group, myristyl group, palmityl group, margaryl group, isostearyl group, 2-heptylundecyl group, stearyl group, arachidyl group, behenyl group, lignoceryl group; oleyl group, etc. From the same viewpoint as described above, a palmityl group, a stearyl group, and a behenyl group are preferable, and a behenyl group is more preferable.
  • R 2 O in the formula (1) is an ethyleneoxy group or a propyleneoxy group, and is preferably an ethyleneoxy group from the viewpoint of achieving a suitable shear viscosity at a low temperature and a high temperature and improving the fuel consumption of the internal combustion engine.
  • m represents the number of moles of R 2 O added, and is 1 or more, preferably 2 or more, and 15 or less from the viewpoint of achieving a suitable shear viscosity at low and high temperatures and improving the fuel efficiency of the internal combustion engine. It is preferably 8 or less, more preferably 7 or less, still more preferably 6 or less, still more preferably 5 or less, and still more preferably 4 or less.
  • m is 1 or more and 15 or less, preferably 1 or more and 8 or less, more preferably 1 or more and 7 or less, still more preferably 1 or more and 5 or less, still more preferably 2 or more and 5 or less, and still more preferably 2 or more and 4 or less. It is as follows. m may have a distribution, and the compound (A) may contain a plurality of compounds different in the number of added moles of R 2 O, but the compound in which m is 0 is a compound (A) It corresponds to the compound (B) represented by Formula (2).
  • the component in which m is 1 to 5 is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and m is 2 to 4 in the viscosity characteristic improver. Is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 55% by mass or more.
  • the number of added moles m and the distribution thereof can be measured, for example, by the method described in the examples.
  • M in Formula (1) represents a cation or a hydrogen atom.
  • the compound represented by the formula (1) is a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate or a polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate.
  • the compound represented by the formula (1) is strictly represented by the following formula (1-1).
  • R 1, R 2, m in the formula (1-1) has the same meaning as R 1, R 2, m in the formula (1), and preferred ranges are also the same.
  • M + represents a cation.
  • M examples include alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions, and potassium ions, alkaline earth metal ions such as calcium ions, ammonium ions, and alkanol ammonium ions such as triethanolammonium ions.
  • alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions, and potassium ions
  • alkaline earth metal ions such as calcium ions
  • ammonium ions such as sodium ions
  • alkanol ammonium ions such as triethanolammonium ions.
  • M is preferably an alkali metal ion and an alkanol ammonium ion, more preferably an alkali metal ion, and still more preferably from the viewpoint of achieving a suitable shear viscosity at a low temperature and a high temperature and improving fuel economy of the internal combustion engine.
  • M is 1 or more types chosen from sodium ion (Na ⁇ +> ) and potassium ion (K ⁇ +> ), More preferably, it is sodium ion (Na ⁇ +> ).
  • M is a divalent or higher cation, it may be present as a counter ion with a negative ion of —SO 3 — .
  • —SO 3 A half amount should just exist with respect to the amount.
  • the compound represented by Formula (1) is a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate or a polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate.
  • R 1 is a linear alkyl group having 18 to 22 carbon atoms
  • R 2 O is an ethyleneoxy group
  • m is 1 to 8
  • M is a sodium ion or It is preferable to use the compound (A) which is a potassium ion.
  • R 1 is a linear alkyl group having 20 to 22 carbon atoms
  • R 2 O is an ethyleneoxy group
  • m is 2 to 7
  • M is a sodium ion or a potassium ion.
  • R 1 is a linear alkyl group having 20 to 22 carbon atoms
  • R 2 O is an ethyleneoxy group
  • m is 3 to 6
  • M is It is more preferable to use the compound (A) which is a sodium ion or a potassium ion.
  • Specific examples of the compound (A) include C 18 H 37 O— (CH 2 CH 2 O) 3 —SO 3 Na, C 18 H 37 O— (CH 2 CH 2 O) 3 —SO 3 K, C 22.
  • Preferable examples include one or more selected from H 45 O— (CH 2 CH 2 O) 4 —SO 3 Na and C 22 H 45 O— (CH 2 CH 2 O) 4 —SO 3 K.
  • a compound (A) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the compound (B) is an alkyl sulfate ester, alkenyl sulfate ester or a salt thereof represented by the following formula (2).
  • the compound (B) may contain any one of alkyl sulfate ester, alkyl sulfate ester salt, alkenyl sulfate ester, and alkenyl sulfate ester salt represented by the following formula (2). It may contain seeds or more.
  • R 3 in Formula (2) may be the same as or different from the alkyl group or alkenyl group represented by R 1 in Formula (1).
  • Specific examples and preferred examples of R 3 in Formula (2) are the same as R 1 in Formula (1), and specific examples and preferred examples of M in Formula (2) are the same as M in Formula (1). Since there are, description thereof is omitted.
  • the compound represented by the formula (2) when M is a cation, the compound represented by the formula (2) is an alkyl sulfate ester salt or an alkenyl sulfate ester salt. In this case, the compound represented by the formula (2) is strictly represented by the following formula (2-1).
  • R 3 has the same meaning as R 3 in formula (2), and the preferred range is also the same.
  • M + represents a cation.
  • the compound represented by the formula (2) is an alkyl sulfate ester or an alkenyl sulfate ester.
  • R 3 is a linear alkyl group having 18 to 22 carbon atoms, and it is preferable to use compounds wherein M is sodium or potassium ions (B), R 3 is a linear It is more preferable to use a compound (B) having a carbon number of 20 to 22 and M is a sodium ion or a potassium ion.
  • Specific examples of the compound (B) include C 18 H 37 O—SO 3 Na, C 18 H 37 O—SO 3 K, C 22 H 45 O—SO 3 Na, and C 22 H 45 O—SO 3 K. 1 or more types chosen from are mentioned suitably.
  • a compound (B) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the mass ratio [(A) / (B)] of the compound (A) and the compound (B) in the viscosity characteristic improver of the present invention is set to a suitable shear viscosity at low temperatures and high temperatures to improve the fuel consumption of the internal combustion engine. From the viewpoint of making it preferable, it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.2 or more, still more preferably 0.25 or more, and preferably 50 or less, more preferably 20 or less. More preferably, it is 10 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 2 or less, and still more preferably 0.5 or less.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention contains the viscosity characteristic improving agent of the present invention.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention only needs to contain at least the compound (A) and the compound (B), and only the viscosity characteristic improver comprising the compound (A) and the compound (B) is added.
  • the compound (A) and the compound (B) can also be prepared separately.
  • the mass ratio [(A) / (B)] of the compound (A) and the compound (B) is the same as that of the viscosity property improving agent of the present invention at low and high temperatures.
  • the shear viscosity at the time and improving fuel economy of the internal combustion engine is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.2 or more, and even more preferably 0.25 or more. And preferably 50 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 10 or less, still more preferably 5 or less, still more preferably 2 or less, and still more preferably 0.5 or less.
  • various viscosity characteristic improvers to be contained can be used alone or in admixture of two or more.
  • the additive composition for cooling fluid of this invention contains the additive which gives various effects, such as antifreezing property and anticorrosion property, to a cooling fluid.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention preferably further contains water from the viewpoint of workability when preparing the cooling liquid.
  • the water is not particularly limited, and ion exchange water, reverse osmosis membrane treated water (RO water), distilled water, pure water, ultrapure water, or the like can be used.
  • ion-exchanged water is preferable from the viewpoint of easy availability and suppression of precipitation of hardness components during long-term storage and use as a coolant.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention is at least one selected from alkali metal salts and alkali metal hydroxides other than the compound (A) and the compound (B) (hereinafter also referred to as “component (C)”). Can further be contained.
  • the “alkali metal salt other than the compound (A) and the compound (B)” means that an alkali metal salt corresponding to the compound (A) or the compound (B) is excluded.
  • the component (C) may be used in combination with the compound (A) and / or the compound (B) in advance, and in that case, the compound (A) and / or the formula (1) represented by the formula (1)
  • the compound (B) represented by 2) may be used in a mode in which an excessive amount of alkali metal hydroxide is added in excess of the neutralization equivalent.
  • the alkali metal contained in the alkali metal salt and the alkali metal hydroxide is preferably selected from lithium, sodium, and potassium from the viewpoint of achieving a suitable shear viscosity at low and high temperatures and improving fuel economy of the internal combustion engine. It is 1 or more types, More preferably, it is 1 or more types chosen from sodium and potassium, More preferably, it is potassium.
  • alkali metal salt other than the compound (A) and the compound (B) one or more kinds selected from an alkali metal salt of an inorganic acid or an organic acid, and an alkali metal salt of triazole or thiazole are preferably exemplified.
  • the alkali metal salt of inorganic acid include nitrous acid, nitric acid, molybthenic acid, hypochlorous acid, sulfuric acid, carbonic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, silicic acid, and alkali metal salts of boric acid.
  • Alkali metal salts of organic acids include alkali metal salts of aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, p-toluic acid, p-tertbutylbenzoic acid; pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexane
  • Alkali metal salts of aliphatic monocarboxylic acids such as acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, and oleic acid; Examples thereof include alkali metal salts of carboxylic acids.
  • Examples of the alkali metal salt of triazole or thiazole include an alkali metal salt of benzotriazole.
  • the alkali metal salt of an aliphatic polyvalent carboxylic acid is preferable from the viewpoint of setting the shear viscosity of the coolant composition at a low temperature and a high temperature in a suitable range and improving the fuel consumption of the internal combustion engine. More preferably, it is an alkali metal salt of sebacic acid, and more preferably dipotassium sebacic acid. It does not specifically limit as an alkali metal hydroxide used for the additive composition for cooling fluids of this invention, One or more types chosen from lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are mentioned suitably.
  • the shear viscosity of the coolant composition at low temperature and high temperature is in a suitable range, the viewpoint of improving the fuel consumption of the internal combustion engine, and the storage stability when containing water. From the viewpoint, potassium hydroxide is preferable.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention can be obtained by mixing the compound (A), the compound (B), and other components, and heating and stirring as necessary. The order in which each component is blended is not particularly limited.
  • the total content of the compound (A) and the compound (B) in the coolant additive composition of the present invention is such that the shear viscosity of the coolant composition at a low temperature and a high temperature is in a suitable range, and the fuel efficiency of the internal combustion engine is improved. From the viewpoint of improving, it is preferably 1% by mass or more in the additive composition for cooling liquid, and preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and further preferably from the viewpoint of transport efficiency and storage efficiency. Is 50% by mass or more, more preferably 100% by mass.
  • the total content of the compound (A) and the compound (B) is preferably 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and further preferably 30% by mass. % Or less, more preferably 20% by mass or less.
  • the compound (A) and the compound (B) are preferably in a single form in which both are mixed and uniformly dissolved or uniformly dispersed from the viewpoint of obtaining a suitable shear viscosity as a cooling liquid. You may prepare what was mixed beforehand by the ratio of a seed
  • the content of water in the coolant additive composition of the present invention is preferably 1% by mass or more, more preferably in the coolant additive composition, from the viewpoint of workability when preparing the coolant. 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 80% by mass or more. From the viewpoint of transport efficiency and storage efficiency, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably. Is 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less.
  • the content of alkali metal salt and / or alkali metal hydroxide other than compound (A) and compound (B) is the shear viscosity of the coolant composition at low temperature and high temperature in combination with the viscosity property improver used.
  • the additive composition for coolant is preferably 0.01% by mass or more, more preferably Is 0.02% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, and preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, More preferably, it is 0.4 mass% or less, More preferably, it is 0.3 mass% or less.
  • the pH of the additive composition for coolant can be adjusted by containing an alkali metal salt and / or an alkali metal hydroxide other than the compound (A) and the compound (B), and contains water.
  • the pH at 25 ° C. is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, and preferably 11 or less, more preferably 10 or less.
  • the additive composition for coolant of the present invention contains the compound (A) and the compound (B) as components of the viscosity characteristic improver, so that the shear viscosity of the coolant is in a suitable range, and the internal combustion engine. It becomes possible to improve the fuel consumption.
  • it can be achieved by a method of increasing the content of the viscosity property improver, a method of adjusting the content of alkali metal salt and / or alkali metal hydroxide, and the like.
  • the shear viscosity at 100 ° C. When it is desired to lower the shear viscosity at 100 ° C., it can be achieved by a method of reducing the content of the viscosity property improver, a method of adjusting the content of the alkali metal salt and / or alkali metal hydroxide, or the like. .
  • rust preventives In the additive composition for coolant according to the present invention, at least one or more kinds of rust preventives are exerted on the viscosity of the coolant in order to effectively suppress corrosion of the metal used in the engine coolant path. It can be included to the extent that it is not.
  • Anticorrosives include phosphoric acid and its salts, aliphatic carboxylic acids and their salts, aromatic carboxylic acids and their salts, triazoles, thiazoles, silicates, nitrates, nitrites, borates, molybdates And one or a mixture of two or more selected from amine salts.
  • the content of the rust inhibitor is preferably 0 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts per 100 parts by mass of the total mass of the compound (A) and the compound (B) in the additive composition for coolant.
  • the amount is more preferably 20 to 50 parts by mass, still more preferably 25 to 40 parts by mass.
  • the additive composition for cooling liquid of the present invention may further contain other additives as necessary within a range not impairing the effects of the present invention.
  • other additives include a thickener, a pH adjuster, an antifoaming agent, a colorant, and a bitter agent.
  • a thickener polymer polysaccharides and water-soluble resins are preferable.
  • the polymer polysaccharide include hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and xanthan gum.
  • the water-soluble resin include polyvinyl alcohol and gum arabic.
  • the antifoaming agent include silicone-based or polyether-based ones.
  • the total amount of the other additives is usually 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the coolant additive composition.
  • the additive composition for coolant of the present invention can be used for coolants of vehicles, ships, aircraft, generators, internal combustion engines of air conditioning systems, battery stacks, and the like.
  • the cooling fluid for internal combustion engines is a prime mover that burns fuel in a cylinder and uses the combustion gas directly as a working fluid to work with its thermal energy, such as a positive displacement piston engine, rotary engine, or speed type gas.
  • a turbine engine, a jet engine, etc. are mentioned.
  • the amount of the additive composition for coolant according to the present invention added to the coolant is preferably in the range of the shear viscosity of the coolant composition at low and high temperatures.
  • the total amount of the compound (A) and the compound (B) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and further preferably 0.03% by mass or more with respect to 100 parts by mass of the composition. More preferably 0.05% by weight or more, still more preferably 0.15% by weight or more, still more preferably 0.25% by weight or more, and preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight. % Or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0.5% by mass or less.
  • the coolant containing the additive composition for coolant of the present invention preferably has a shear viscosity of 5 mPa ⁇ s or more at 25 ° C. from the viewpoint of suppressing cooling loss at low temperatures, and is used for cooling internal combustion engines.
  • the shear viscosity at 25 ° C. is preferably 200 mPa ⁇ s or less. From these viewpoints, the shear viscosity of the coolant at 25 ° C.
  • the cooling liquid containing the additive composition for cooling liquid of the present invention preferably has a shear viscosity at 100 ° C. of 2 mPa ⁇ s or less, more preferably from the viewpoint of maintaining the cooling ability at high temperatures and preventing overheating. Is 0.5 to 2.0 mPa ⁇ s, more preferably 0.8 to 1.8 mPa ⁇ s, and still more preferably 1.0 to 1.6 mPa ⁇ s.
  • the base used for the coolant for the internal combustion engine comprises at least one alcohol selected from alcohols such as monohydric alcohols, dihydric alcohols, trihydric alcohols, and glycol monoalkyl ethers and / or water.
  • the coolant for the internal combustion engine preferably includes a base having antifreezing properties, but when the antifreezing properties are not required, the base may be water alone.
  • Examples of the monohydric alcohol include monohydric alcohols having preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, and octanol. 1 type, or 2 or more types of mixtures chosen from these are mentioned.
  • Examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, and hexylene glycol.
  • dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms, and one or a mixture of two or more selected from these.
  • trihydric alcohol for example, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, 5-methyl-1,2,4-heptanetriol, 1,2,6-hexanetriol, etc., preferably 3 to 6 carbon atoms, more preferably Includes 3 trihydric alcohols, and includes one or a mixture of two or more selected from these.
  • the carbon number of the alkyl group of the glycol monoalkyl ether is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and the carbon number of the glycol is preferably 2 to 6 and more preferably 2.
  • the glycol monoalkyl ether include ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene.
  • Examples include glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, and the like, and one or a mixture of two or more selected from these.
  • the bases from the viewpoints of handleability, cost, and availability, one or more selected from ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, and water are preferable. It is more preferable to contain.
  • the water used as the base is preferably ion exchange water.
  • the content of the base in 100 parts by weight of the coolant for an internal combustion engine is preferably 50 parts by weight or more, more preferably 75 parts by weight or more, and still more preferably 80 parts by weight. As mentioned above, More preferably, it is 90 mass parts or more.
  • the content of the alcohols, preferably ethylene glycol, in 100 parts by mass of the cooling liquid, particularly for the internal combustion engine is preferably 1 to 99.85 parts by mass, more preferably 10 to 95, from the viewpoint of antifreezing.
  • the amount is more preferably 25 to 89 parts by mass, still more preferably 25 to 74 parts by mass.
  • the water content in 100 parts by mass of the coolant, particularly the internal combustion engine coolant, is preferably 0.1 to 99.85 parts by mass, more preferably 0.3 to 95 parts by mass, and even more preferably 10 to 74 parts by mass. Part, more preferably 25 to 74 parts by weight.
  • the base contains water and alcohols
  • the mixing ratio of water and alcohols can be arbitrarily adjusted in consideration of antifreeze and flammability.
  • the mass ratio of water and alcohol in the base is preferably 20:80 to 90:10 (water: alcohols), more preferably 40:60 to 75: from the viewpoint of avoiding the flash point. 25.
  • the cooling liquid is preferably obtained by mixing a base, the viscosity property improving agent of the present invention, a rust preventive if necessary, and other additives other than the rust preventive if necessary.
  • other additives include a pH adjuster, an antifoaming agent, a colorant, and the like, and they can be appropriately added within a range that does not affect kinematic viscosity.
  • the cooling liquid, particularly the cooling liquid for an internal combustion engine is preferably heated to 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and preferably 100 ° C. or lower after mixing the components, and stirred and dissolved as necessary. After that, it is more preferable that it is obtained by cooling to room temperature (20 ° C.).
  • a viscosity characteristic improver comprising a compound (A) represented by the following formula (1) and a compound (B) represented by the following formula (2).
  • R 1 and R 3 represent the same or different linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 24 carbon atoms
  • R 2 represents an ethylene group or a propylene group
  • m represents R 2.
  • the number of moles of O added is 1 or more and 15 or less
  • M represents a cation or a hydrogen atom.
  • the carbon number of the alkyl group or alkenyl group which is R 1 in Formula (1) is preferably 16 or more, more preferably 18 or more, still more preferably 20 or more, and preferably 22 or less.
  • m in the formula (1) is preferably 2 or more, and is preferably 8 or less, more preferably 7 or less, still more preferably 6 or less, still more preferably 5 or less, and still more preferably 4 or less.
  • the component in which m in Formula (1) is 1 to 5 is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and m is 2 to 4.
  • R 1 is a linear alkyl group having 18 to 22 carbon atoms
  • R 2 O is an ethyleneoxy group
  • m is 1 to 8
  • M is a sodium ion or a potassium ion
  • R 1 is a linear alkyl group having 20 to 22 carbon atoms
  • R 2 O is an ethyleneoxy group
  • m is 3 to 6
  • the viscosity characteristic improver according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, which is a compound wherein M is a sodium ion or a potassium ion.
  • Compound (A) is C 18 H 37 O— (CH 2 CH 2 O) 3 —SO 3 Na, C 18 H 37 O— (CH 2 CH 2 O) 3 —SO 3 K, C 22 H ⁇ 1> to ⁇ 1> which is at least one selected from 45 O— (CH 2 CH 2 O) 4 —SO 3 Na and C 22 H 45 O— (CH 2 CH 2 O) 4 —SO 3 K.
  • the viscosity characteristic improving agent according to any one of the above.
  • the carbon number of the alkyl group or alkenyl group which is R 3 in Formula (2) is preferably 16 or more, more preferably 18 or more, still more preferably 20 or more, and preferably 22 or less.
  • Compound (B) is obtained from C 18 H 37 O—SO 3 Na, C 18 H 37 O—SO 3 K, C 22 H 45 O—SO 3 Na, and C 22 H 45 O—SO 3 K.
  • the mass ratio [(A) / (B)] of the compound (A) to the compound (B) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.2 or more.
  • the viscosity characteristic improver according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, which is as follows.
  • the mass ratio [(A) / (B)] of the compound (A) and the compound (B) in the additive composition for cooling liquid is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more. More preferably 0.2 or more, still more preferably 0.25 or more, and preferably 50 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 10 or less, still more preferably 5 or less, and still more preferably 2
  • the additive composition for coolant according to the above ⁇ 10> further preferably 0.5 or less.
  • the alkali metal salt other than the compound (A) and the compound (B) is at least one selected from an alkali metal salt of an inorganic acid or an organic acid, and an alkali metal salt of triazole or thiazole, preferably aliphatic.
  • An alkali metal salt of a polyvalent carboxylic acid more preferably an alkali metal salt of sebacic acid, more preferably a dipotassium sebacate, and the alkali metal hydroxide is selected from lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide
  • the additive composition for coolant according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 13>, wherein the additive composition is one or more selected from the above.
  • the total content of the compound (A) and the compound (B) is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, More preferably 100% by mass, and preferably 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less, ⁇ 10>
  • the additive composition for coolant according to any one of to ⁇ 14>.
  • the water content is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and preferably 95% by mass.
  • the additive composition for coolant according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 15>, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 50% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less. . ⁇ 17>
  • the content of the alkali metal salt and / or alkali metal hydroxide other than the compound (A) and the compound (B) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and further Preferably it is 0.05 mass% or more, more preferably 0.1 mass% or more, and preferably 1 mass% or less, more preferably 0.5 mass% or less, still more preferably 0.4 mass% or less.
  • the additive composition for coolant according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 16> wherein the content is 0.3% by mass or less.
  • a cooling liquid comprising the viscosity characteristic improver according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9> or the additive composition for cooling liquid according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 19>.
  • Composition. ⁇ 21> A method for cooling an internal combustion engine using the coolant composition according to ⁇ 20>.
  • ⁇ 22> A method for operating an internal combustion engine, wherein the coolant composition according to ⁇ 20> is used as a coolant for the internal combustion engine.
  • Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound (A)) 1-docosanol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was distilled under reduced pressure at 250 ° C. and 133.3 Pa to remove unreacted alcohol, and sulfamic acid was reacted at 110 ° C. The sulfation reaction was carried out at a sulfamic acid / ethoxylate molar ratio of 1.10.
  • Measuring instrument Agilent 6890N (gas chromatograph, manufactured by Agilent Technologies) Column: DB-1ht (manufactured by Agilent Technologies) (Length 30m, inner diameter 0.25mm, film thickness 0.10 ⁇ m) Carrier gas: He (constant flow mode) Split ratio: 50: 1 Detector: FID Inlet temperature: 330 ° C Detector temperature: 330 ° C Measurement temperature conditions: 100 ° C. ⁇ Temperature rise at 10 ° C./min ⁇ Hold at 380 ° C.
  • Detection sensitivity Uptake speed, 20 Hz Minimum peak width, 0.01 min Injection volume: 1 ⁇ l (split method) Quantitative method of each component (mass%): The total area of all peaks is set as 100, and the peak area ratio corresponding to each component is calculated.
  • the obtained polyoxyethylene behenyl ether sulfate sodium salt has an ethylene oxide addition mole number m of 1 to 10, a component of m 1 to 5 is 85.5% by mass, and m is 2 to 4. It turns out that an ingredient is 59.4 mass%.
  • Additive compositions 1 to 8 for cooling liquid were prepared by blending the viscosity characteristic improver composed of the compounds (A) and (B), ion-exchanged water, and a thickener so as to have the effective components shown in Table 2. .
  • the details of thickeners 1 and 2 in Table 2 are as follows.
  • Thickener 1 Xanthan gum (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Thickener 2 Polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd., Kuraray Poval PVA-117, polymerization degree 1700)
  • the coolants (application examples 1 to 5) containing the viscosity characteristic improver and coolant additive composition of the present invention have a shear viscosity of 5 mPa ⁇ s or more, particularly 10 mPa ⁇ s at low temperature (25 ° C.). Since it is more than s, it turns out that the load to an internal combustion engine etc. can be reduced and the fuel consumption deterioration of an internal combustion engine can be suppressed. Moreover, since the shear viscosity at high temperature (100 ° C.) is 2 mPa ⁇ s or less, particularly 1.6 mPa ⁇ s or less, the cooling capacity at high temperature is maintained, and overheating can be prevented.
  • the viscosity characteristic improver and coolant additive composition of the present invention are used for vehicles such as automobiles, working vehicles (trucks, heavy machinery, etc.), ships, aircraft, generators, internal combustion engines for air conditioning systems (including hybrid systems). And preferably used for cooling the battery stack.

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Abstract

内燃機関の燃費を向上させることができる粘度特性改良剤、及び該粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物に関する。 [1]下記式(1)で表される化合物(A)、及び下記式(2)で表される化合物(B)からなる粘度特性改良剤、並びに[2]それを含有する冷却液用添加剤組成物である。 [式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]

Description

粘度特性改良剤
 本発明は、内燃機関の燃費を向上させることができる粘度特性改良剤、及び該粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物に関する。
 自動車エンジン等の内燃機関を冷却するための冷却液としては様々なものが知られているが、その中でも、水はエンジン用冷却液として冷却性能が高いため好ましい。しかし、真水は摂氏0℃以下になると凍結する。そこで、冷却液の不凍性を向上させるために、エチレングリコール等のグリコール類をベースにして、必要な凍結温度を得るように水で希釈し、更に必要によりエンジンやラジエーター等に使用される金属、ゴム及び樹脂等の劣化を防止するための各種添加剤を配合した冷却液組成物が使用されてきた。
 しかしながら、エチレングリコール等のグリコール類を使用した場合、特に低温において冷却液組成物の粘度が著しく上昇するという問題があった。このため、従来の粘度特性改良技術においては、一般に、低温時の流動性を向上させるための低粘度化が行われてきた。
 ところが、低粘度化を行うと、冷却液とシリンダーボア壁との温度境界層が薄くなり、また対流が起こりやすくなるため、冷却液がシリンダーボア壁から熱を奪いやすくなり、その結果、冷却損失が増大し、燃費悪化を招くという問題が新たに生じた。
 一方、放熱性を低下させて冷却損失を低減させるために、エチレングリコール等のグリコール類の濃度を上げて低温時の冷却液の粘度を増大させると、高温時において冷却能力不足となり、オーバーヒートを招くという問題が生じた。
 前記問題を解決する技術として、例えば国際公開第2013/183161号(特許文献1)には、特定の範囲の動粘度を有する内燃機関用冷却液組成物、及びこれを用いた内燃機関の運転方法が開示されており、冷却液組成物の動粘度を特定の範囲とすることにより、低温時の冷却損失を低減させ、かつ高温時の冷却能力を維持することができるとされている。
 特開2010-270256号(特許文献2)には、水と曇点を有する界面活性剤とを含む冷却液組成物が開示されており、曇点を有する界面活性剤を所定の割合で含有することにより、高い冷却性能と不凍性とを有する冷却液組成物が得られるとされている。
 特開2014-189736号、特開2014-189737号、特開2015-74669号(特許文献3~5)には、アルキルエーテルの1種~3種と、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることにより、冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができ、また、定常運転時の動粘度をより低くすることにより、装置の運転をより円滑化させることができるとされている。
 特開2014-12831号(特許文献6)には、粘度特性改良剤としての非イオン性界面活性剤と基剤を含有し、動粘度が、25℃で8.5mm/秒以上であり、かつ100℃で2.0mm/秒以下である冷却液組成物が開示されている。
 前記のように、従来技術において、冷却液の添加剤として各種の粘度特性改良剤が用いられてきたが、内燃機関の燃費を向上させるためには、さらに、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させる必要があった。
 本発明は、下記式(1)で表される化合物(A)、及び下記式(2)で表される化合物(B)からなる粘度特性改良剤に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
 本発明は、内燃機関の燃費を向上させることができる粘度特性改良剤、及び該粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物に関する。
 本発明者らは、特定のアルキル又はアルケニルエーテル硫酸塩等を冷却液に添加することにより、(1)冷却液のせん断粘度を好適な範囲に調整でき、低温時の冷却損失を低減させ、かつ高温時の冷却能力を維持することが可能となること、また、(2)従来の粘度特性改良剤を用いた場合と比較して低温において結晶析出及び/又はゲル化しにくい性質を冷却液に付与することが可能となること、その結果、内燃機関の燃費を大きく向上できることを見出した。
 すなわち、本発明は以下の[1]及び[2]に関する。
[1]下記式(1)で表される化合物(A)、及び下記式(2)で表される化合物(B)からなる粘度特性改良剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
[2]前記[1]に記載の粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物。
 本発明によれば、内燃機関の燃費を向上させることができる粘度特性改良剤、及び該粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物を提供することができる。
[粘度特性改良剤]
 本発明の粘度特性改良剤は、下記式(1)で表される化合物(A)(以下、単に「化合物(A)」ともいう)、及び下記式(2)で表される化合物(B)(以下、単に「化合物(B)」ともいう)からなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
 なお、本願明細書において、「粘度特性改良剤」、「冷却液用添加剤組成物」、「冷却液」、「冷却液組成物」、及び「濃縮冷却液組成物」の用語の意義は以下のとおりである。
 ・粘度特性改良剤:冷却液組成物に添加することによって、冷却液組成物の粘度-温度曲線に変曲点を2以上発現させる化合物。
 ・冷却液用添加剤組成物:冷却液用の粘度特性改良剤を含有する組成物。
 ・冷却液:水等の冷却すべき対象物の温度を下げるために使用される液状の媒体。
 ・冷却液組成物:冷却液にグリコール類、各種の添加剤を添加した組成物。
 ・濃縮冷却液組成物:各種添加剤や媒体を含有する冷却液組成物の濃縮物。そのままでも冷却液として使用可能であるが、水と混合、希釈して冷却液を作るために使用される組成物。
 本発明によれば、粘度特性改良剤を冷却液に添加することによって、低温時及び高温時において冷却液が好適なせん断粘度を有する冷却液を調製することができる。なお、本発明において、低温とは25℃程度を意味し、高温とは100℃程度を意味する。
 本発明に係る粘度特性改良剤における効果の作用メカニズムの詳細は定かではないが、以下のように考えられる。すなわち、化合物(A)及び化合物(B)からなる粘度特性改良剤を冷却液に添加すると、(i)冷却液組成物中で化合物(A)及び化合物(B)が配向して存在するため、又は(ii)冷却液基剤と複合体を形成することで、冷却液中にある種の構造体を形成し、温度変化によって構造体を変化させることができるため、冷却液の粘度特性を改良することができると考えられる。
<化合物(A)>
 化合物(A)は、下記式(1)で表される、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル又はこれらの塩である。
 なお、化合物(A)は、式(1)で表される、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩のいずれか1種を含有していればよく、2種以上を含有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式中、Rは直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
 式(1)におけるRであるアルキル基又はアルケニル基は、直鎖でも分岐鎖であってもよいが、低温時のせん断粘度を高くし、高温時のせん断粘度を低くして、内燃機関の燃費を向上させる観点から、直鎖であることが好ましい。
 アルキル基及びアルケニル基の炭素数は、上記と同様の観点から、12以上であり、好ましくは16以上、より好ましくは18以上、更に好ましくは20以上であり、そして、24以下であり、好ましくは22以下である。すなわち、アルキル基及びアルケニル基の炭素数は、好ましくは16以上22以下、より好ましくは18以上22以下、更に好ましくは20以上22以下である。
 Rの具体例としては、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、マルガリル基、イソステアリル基、2-ヘプチルウンデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基、リグノセリル基等のアルキル基;オレイル基等のアルケニル基が挙げられ、上記と同様の観点から、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基が好ましく、ベヘニル基がより好ましい。
 式(1)におけるROは、エチレンオキシ基又はプロピレンオキシ基であり、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、エチレンオキシ基が好ましい。
 mは、ROの付加モル数を示し、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、1以上であり、好ましくは2以上であり、そして15以下であり、好ましくは8以下、より好ましくは7以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは4以下である。すなわち、mは1以上15以下であり、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上7以下、更に好ましくは1以上5以下、より更に好ましくは2以上5以下、より更に好ましくは2以上4以下である。
 mは分布を有する場合があり、化合物(A)として、ROの付加モル数mの異なる、複数の化合物を含有する場合があるが、mが0である化合物は、化合物(A)ではなく、式(2)で表される化合物(B)に該当する。
 mが1~5である成分は、粘度特性改良剤中に、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、mが2~4である成分は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは55質量%以上である。
 なお、付加モル数m及びその分布の測定は、例えば、実施例に記載の方法により測定することができる。
 式(1)におけるMは、陽イオン又は水素原子を示す。
 Mが陽イオンである場合、式(1)で表される化合物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩又はポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩となる。この場合、式(1)で表される化合物は、厳密には以下の式(1-1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(1-1)中のR、R、mは、式(1)中のR、R、mと同義であり、好ましい範囲も同様である。Mは陽イオンを示す。
 Mである陽イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン、カルシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、及びトリエタノールアンモニウムイオン等のアルカノールアンモニウムイオン等が挙げられる。これらの中では、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、Mは、好ましくはアルカリ金属イオン及びアルカノールアンモニウムイオン、より好ましくはアルカリ金属イオン、更に好ましくはナトリウムイオン(Na)及びカリウムイオン(K)から選ばれる1種以上であり、より更に好ましくはナトリウムイオン(Na)である。
 なお、Mが二価以上の陽イオンの場合には、-SO の陰イオンと対イオンとなるように存在すればよく、例えば、二価の陽イオンであれば、-SO の量に対して、1/2量が存在すればよい。
 式(1)におけるMが水素原子である場合、式(1)で表される化合物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル又はポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステルとなる。
 本発明の一実施形態において、Rが直鎖の炭素数18以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが1以上8以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物(A)を用いることが好ましい。
 また、Rが、直鎖の炭素数20以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが2以上7以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物(A)を用いることがより好ましく、Rが、直鎖の炭素数20以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが3以上6以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物(A)を用いることが更に好ましい。
 化合物(A)の具体例としては、C1837O-(CHCHO)-SONa、C1837O-(CHCHO)-SOK、C2245O-(CHCHO)-SONa、及びC2245O-(CHCHO)-SOKから選ばれる1種以上が好適に挙げられる。
 化合物(A)は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
<化合物(B)>
 化合物(B)は、下記式(2)で表されるアルキル硫酸エステル、アルケニル硫酸エステル又はこれらの塩である。
 なお、化合物(B)は、下記式(2)で表される、アルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル塩、アルケニル硫酸エステル、及びアルケニル硫酸エステル塩のいずれか1種を含有していればよく、2種以上を含有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式中、R3は直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
 式(2)におけるR3は、式(1)におけるRで表されるアルキル基又はアルケニル基と同一であってもよく、異なっていてもよい。
 式(2)におけるR3の具体例、好適例は、式(1)におけるRと同じであり、式(2)におけるMの具体例、好適例は、式(1)におけるMと同じであるので、その記載を省略する。
 前記式(2)中、Mが陽イオンの時、式(2)で表される化合物は、アルキル硫酸エステル塩又はアルケニル硫酸エステル塩となる。この場合、式(2)で表される化合物は、厳密には以下の式(2-1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

 式(2-1)中、Rは、式(2)中のRと同義であり、好ましい範囲も同様である。Mは陽イオンを表す。
 前記式(2)中、Mが水素原子である場合、式(2)で表される化合物は、アルキル硫酸エステル又はアルケニル硫酸エステルとなる。
 本発明の一実施形態において、Rが直鎖の炭素数18以上22以下のアルキル基であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物(B)を用いることが好ましく、Rが直鎖の炭素数20以上22以下のアルキル基であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物(B)を用いることがより好ましい。
 化合物(B)の具体例としては、C1837O-SONa、C1837O-SOK、C2245O-SONa、及びC2245O-SOKから選ばれる1種以上が好適に挙げられる。
 化合物(B)は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 本発明の粘度特性改良剤における、化合物(A)と化合物(B)の質量比[(A)/(B)]は、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上、より更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは2以下、より更に好ましくは0.5以下である。
[冷却液用添加剤組成物]
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、本発明の粘度特性改良剤を含有する。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、少なくとも、化合物(A)及び化合物(B)を含有しておればよく、化合物(A)及び化合物(B)からなる粘度特性改良剤を添加するだけでなく、化合物(A)及び化合物(B)を別々に配合して調製することもできる。
 本発明の冷却液用添加剤組成物における、化合物(A)と化合物(B)の質量比[(A)/(B)]は、本発明の粘度特性改良剤と同様に、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上、より更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは2以下、より更に好ましくは0.5以下である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物において、含有させる各種の粘度特性改良剤は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 また、本発明の冷却液用添加剤組成物は、冷却液に不凍性や防食性等の各種効果を与える添加剤を含有することが好ましい。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、冷却液を調製する際の作業性の観点から、さらに水を含有することが好ましい。水としては、特に限定されず、イオン交換水、逆浸透膜処理水(RO水)、蒸留水、純水、超純水等を用いることができる。これらの中では、入手容易性の観点、並びに長期保管時及び冷却液としての使用時における硬度成分の析出抑制の観点から、イオン交換水が好ましい。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及びアルカリ金属水酸化物から選ばれる1種以上(以下、「(C)成分」ともいう)を更に含有することができる。
 「前記化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩」とは、アルカリ金属塩のうち、化合物(A)又は化合物(B)に該当するものは除くという意味である。
 なお、(C)成分は、予め、化合物(A)及び/又は化合物(B)と混合して用いてもよく、その場合、式(1)で表される化合物(A)及び/又は式(2)で表される化合物(B)に、アルカリ金属水酸化物を、中和当量を超えて過剰量添加した態様で用いてもよい。
 アルカリ金属塩及びアルカリ金属水酸化物に含まれるアルカリ金属は、低温時及び高温時において好適なせん断粘度とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、好ましくはリチウム、ナトリウム、及びカリウムから選ばれる1種以上であり、より好ましくはナトリウム及びカリウムから選ばれる1種以上であり、更に好ましくはカリウムである。
 化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩としては、無機酸又は有機酸のアルカリ金属塩、及びトリアゾール又はチアゾールのアルカリ金属塩から選ばれる1種以上が好適に挙げられる。
 無機酸のアルカリ金属塩としては、亜硝酸、硝酸、モリブテン酸、次亜塩素酸、硫酸、炭酸、塩酸、リン酸、ケイ酸、ホウ酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
 有機酸のアルカリ金属塩としては、安息香酸、p-トルイル酸、p-tertブチル安息香酸等の芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩;ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、オレイン酸等の脂肪族モノカルボン酸のアルカリ金属塩;アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、クエン酸等の脂肪族多価カルボン酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
 トリアゾールやチアゾールのアルカリ金属塩としては、ベンゾトリアゾールのアルカリ金属塩等が挙げられる。
 上記のアルカリ金属塩の中では、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、好ましくは脂肪族多価カルボン酸のアルカリ金属塩であり、より好ましくはセバシン酸のアルカリ金属塩、更に好ましくは、セバシン酸ジカリウム塩である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物に用いられるアルカリ金属水酸化物としては、特に限定されず、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムから選ばれる1種以上が好適に挙げられる。上記のアルカリ金属水酸化物の中では、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させる観点、及び水を含有する際の保存安定性の観点から、水酸化カリウムが好ましい。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、化合物(A)、化合物(B)、及びその他の成分を混合し、必要に応じ加熱、攪拌することにより得ることができる。各成分を配合する順序は特に制限されない。
(各成分の含有量)
 本発明の冷却液用添加剤組成物における化合物(A)及び化合物(B)の合計含有量は、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、冷却液用添加剤組成物中に、好ましくは1質量%以上であり、輸送効率及び貯蔵効率の観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは100質量%である。また、冷却液として調製する際の作業性の観点から、化合物(A)及び化合物(B)の合計含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である。
 化合物(A)と化合物(B)は、冷却液として好適なせん断粘度を得る観点から、両者が混合して均一溶解又は均一分散した一つの形態になっていることが好ましいが、個別に又は複数種の比率に予め混合したものを調製し、所望のせん断粘度になる質量比で冷却液に添加してもよい。
 本発明の冷却液用添加剤組成物における水の含有量は、冷却液に調製する際の作業性の観点から、冷却液用添加剤組成物中に、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上であり、輸送効率及び貯蔵効率の観点から、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である。
 化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ金属水酸化物の含有量は、用いる粘度特性改良剤との組み合わせにおいて、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させる観点、及び水を含有する際の保存安定性の観点から、冷却液用添加剤組成物中に、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上であり、そして、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.4質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下である。
 また、化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ金属水酸化物を含有することにより、冷却液用添加剤組成物のpHを調整することができ、水を含有する際の保存安定性の観点から、25℃におけるpHは、好ましくは8以上、より好ましくは9以上であり、そして、好ましくは11以下、より好ましくは10以下である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、上述したように粘度特性改良剤の成分として化合物(A)及び化合物(B)を含むことにより、冷却液のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させることが可能となる。
 25℃におけるせん断粘度を高くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を増加させる方法、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ金属水酸化物の含有量を調整する方法等により達成することができ、また100℃におけるせん断粘度を低くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を減少させる方法、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ金属水酸化物の含有量を調整する方法等により達成することができる。
(防錆剤等)
 本発明の冷却液用添加剤組成物には、エンジン冷却液経路に使用されている金属の腐食を効果的に抑制するため、少なくとも1種以上の防錆剤を冷却液の粘度に影響を与えない範囲で含ませることができる。防錆剤としては、リン酸及びその塩、脂肪族カルボン酸及びその塩、芳香族カルボン酸及びその塩、トリアゾール類、チアゾール類、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、モリブテン酸塩、及びアミン塩から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられる。防錆剤の含有量は、冷却液用添加剤組成物中の化合物(A)及び化合物(B)の合計質量100質量部に対して、好ましくは0~100質量部、より好ましくは10~80質量部、更に好ましくは20~50質量部、より更に好ましくは25~40質量部である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、更にその他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、増粘剤、pH調整剤、消泡剤、着色剤、苦味剤等が挙げられる。
 増粘剤としては、高分子多糖類や水溶性樹脂等が好ましい。高分子多糖類としては、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム等が挙げられ、水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、アラビアゴム等が挙げられる。
 消泡剤としては、シリコーン系又はポリエーテル系のもの等が挙げられる。
 前記その他の添加剤の合計配合量は、冷却液用添加剤組成物100質量部に対して、通常10質量部以下、好ましくは5質量部以下である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物は、車両、船舶、航空機、発電機、冷暖房システムの内燃機関及び電池スタック等の冷却液に用いることができる。これらの中では、内燃機関用の冷却液に用いることが好ましい。
 ここで、内燃機関とは、燃料をシリンダー内で燃焼させ、燃焼ガスを直接作動流体として用いて、その熱エネルギーによって仕事をする原動機であり、容積型のピストンエンジンやロータリーエンジン、速度型のガスタービンエンジンやジェットエンジン等が挙げられる。これらの中では、自動車のピストンエンジンやロータリーエンジン用であることが好ましい。
[冷却液、冷却液組成物]
 本発明の冷却液用添加剤組成物の冷却液への添加量は、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を好適な範囲とし、内燃機関の燃費を向上させる観点から、冷却液組成物100質量部に対し、化合物(A)及び化合物(B)の合計量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上、更に好ましくは0.03質量%以上、より更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.15質量%以上、より更に好ましくは0.25質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、より更に好ましくは2質量%以下、より更に好ましくは1質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下である。
 本発明の冷却液用添加剤組成物を含有する冷却液は、低温時の冷却損失を抑制する観点から、25℃におけるせん断粘度が5mPa・s以上であることが好ましく、内燃機関冷却用のウォーターポンプへの負荷を低減し、内燃機関の燃費悪化を抑制する観点から、25℃におけるせん断粘度が200mPa・s以下であることが好ましい。これらの観点から、冷却液の25℃におけるせん断粘度は、好ましくは5~200mPa・s、より好ましくは8~100mPa・s、更に好ましくは10~80mPa・s、より更に好ましくは12~60mPa・s、より更に好ましくは15~50mPa・sである。
 本発明の冷却液用添加剤組成物を含有する冷却液は、高温時の冷却能力が維持され、オーバーヒートを防ぐ観点から、100℃におけるせん断粘度が2mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは0.5~2.0mPa・s、更に好ましくは0.8~1.8mPa・s、より更に好ましくは1.0~1.6mPa・sである。
 内燃機関用冷却液に用いられる基剤は、一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール等のアルコール及びグリコールモノアルキルエーテルから選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなる。
 内燃機関用冷却液は、不凍性を有する基剤を含むことが好ましいが、不凍性が必要とされない場合には、基剤は水単独であってもよい。
 一価アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等の好ましくは炭素数1~8、より好ましくは1~3の一価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
 二価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ヘキシレングリコール等の好ましくは炭素数2~8、より好ましくは2~3の二価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
 三価アルコールとしては、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、5-メチル-1,2,4-ヘプタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール等の好ましくは炭素数3~6、より好ましくは3の三価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
 グリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は1~4が好ましく、1~2がより好ましく、グリコールの炭素数は2~6が好ましく、2がより好ましい。グリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
 前記基剤の中でも、取り扱い性、価格、入手容易性の観点から、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、及び水から選ばれる1種又は2種以上が好ましく、エチレングリコールと水とを含むことがより好ましい。
 前記基剤として用いる水としてはイオン交換水が好ましい。
(配合組成)
 冷却液、特に内燃機関用冷却液100質量部中、基剤の含有量は、冷却液として機能させる観点から、好ましくは50質量部以上、より好ましくは75質量部以上、更に好ましくは80質量部以上、より更に好ましくは90質量部以上である。
 冷却液、特に内燃機関用冷却液100質量部中、前記アルコール類、好ましくはエチレングリコールの含有量は、不凍性の観点から、好ましくは1~99.85質量部、より好ましくは10~95質量部、更に好ましくは25~89質量部、より更に好ましくは25~74質量部である。
 冷却液、特に内燃機関用冷却液100質量部中、水の含有量は、好ましくは0.1~99.85質量部、より好ましくは0.3~95質量部、更に好ましくは10~74質量部、より更に好ましくは25~74質量部である。
 基剤が水とアルコール類を含む場合、水とアルコール類の配合割合については、不凍性、引火性を考慮し、任意に調整できる。基剤中の水とアルコール類の質量割合は、引火点を発生することを回避する観点から、好ましくは20:80~90:10(水:アルコール類)、より好ましくは40:60~75:25である。
 冷却液、特に内燃機関用冷却液は、基剤、本発明の粘度特性改良剤、必要により防錆剤、並びに必要により防錆剤以外のその他の添加剤を混合して得られるものが好ましい。その他の添加剤としては、pH調整剤、消泡剤、着色剤等が挙げられ、動粘度等に影響を与えない範囲で適宜添加することができる。冷却液、特に内燃機関用冷却液は、各成分を混合後、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、そして、好ましくは100℃以下に、加熱し、必要に応じ攪拌し、溶解させた後、室温(20℃)まで、冷却することで得られるものであることがより好ましい。
 上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の粘度特性改良剤及び冷却液用添加剤組成物を開示する。
<1> 下記式(1)で表される化合物(A)、及び下記式(2)で表される化合物(B)からなる粘度特性改良剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

[式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
<2> 式(1)におけるRであるアルキル基又はアルケニル基の炭素数が、好ましくは16以上、より好ましくは18以上、更に好ましくは20以上であり、そして、好ましくは22以下である、前記<1>に記載の粘度特性改良剤。
<3> 式(1)におけるmが、好ましくは2以上であり、そして、好ましくは8以下、より好ましくは7以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは4以下である、前記<1>又は<2>に記載の粘度特性改良剤。
<4> 式(1)におけるmが1~5である成分が、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、mが2~4である成分が、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは55質量%以上である、前記<1>~<3>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<5> 化合物(A)が、好ましくは、Rが直鎖の炭素数18以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが1以上8以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物、より好ましくは、Rが直鎖の炭素数20以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが2以上7以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物、更に好ましくは、Rが、直鎖の炭素数20以上22以下のアルキル基であり、ROがエチレンオキシ基であり、mが3以上6以下であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである化合物である、前記<1>~<4>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<6> 化合物(A)が、C1837O-(CHCHO)-SONa、C1837O-(CHCHO)-SOK、C2245O-(CHCHO)-SONa、及びC2245O-(CHCHO)-SOKから選ばれる1種以上である、前記<1>~<5>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<7> 式(2)におけるR3であるアルキル基又はアルケニル基の炭素数が、好ましくは16以上、より好ましくは18以上、更に好ましくは20以上であり、そして、好ましくは22以下である、前記<1>~<6>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<8> 化合物(B)が、C1837O-SONa、C1837O-SOK、C2245O-SONa、及びC2245O-SOKから選ばれる1種以上である、前記<1>~<7>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<9> 化合物(A)と化合物(B)の質量比[(A)/(B)]が、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上、より更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは2以下、より更に好ましくは0.5以下である、前記<1>~<8>のいずれかに記載の粘度特性改良剤。
<10> 前記<1>~<9>のいずれかに記載の粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物。
<11> 冷却液用添加剤組成物における、化合物(A)と化合物(B)の質量比[(A)/(B)]が、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上、より更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは5以下、より更に好ましくは2以下、より更に好ましくは0.5以下である、前記<10>に記載の冷却液用添加剤組成物。
<12> さらに水を含有する、前記<10>又は<11>に記載の冷却液用添加剤組成物。
<13> さらに化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及びアルカリ金属水酸化物から選ばれる1種以上を含有する、前記<10>~<12>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<14> 化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩が、無機酸又は有機酸のアルカリ金属塩、及びトリアゾール又はチアゾールのアルカリ金属塩から選ばれる1種以上であり、好ましくは脂肪族多価カルボン酸のアルカリ金属塩、より好ましくはセバシン酸のアルカリ金属塩、更に好ましくはセバシン酸ジカリウム塩であり、アルカリ金属水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムから選ばれる1種以上である、前記<10>~<13>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<15> 化合物(A)及び化合物(B)の合計含有量が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは100質量%であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である、前記<10>~<14>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<16> 水の含有量が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である、前記<10>~<15>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<17> 化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ金属水酸化物の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上であり、そして、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.4質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下である、前記<10>~<16>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<18> 少なくとも、化合物(A)及び化合物(B)を配合してなる、前記<10>~<17>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<19> 冷却液が内燃機関用冷却液である、前記<10>~<18>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
<20> 前記<1>~<9>のいずれかに記載の粘度特性改良剤、又は前記<10>~<19>のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物を含有する、冷却液組成物。
<21> 前記<20>に記載の冷却液組成物を用いる内燃機関の冷却方法。
<22> 前記<20>に記載の冷却液組成物を内燃機関の冷却液として用いる、内燃機関の運転方法。
 以下の合成例、実施例、比較例、及び応用例において、特記しない限り「%」は「質量%」を意味する。
合成例1(化合物(A)の合成)
 1-ドコサノール(東京化成工業株式会社製)のエトキシレート(エチレンオキシド平均付加モル数4.0)を250℃、133.3Paで減圧蒸留して未反応アルコールを除去し、反応温度110℃でスルファミン酸(スルファミン酸/エトキシレートのモル比:1.10)で硫酸化反応を行った。
 得られたポリオキシエチレンベヘニルエーテル硫酸化物256gを48%水酸化ナトリウム水溶液で中和後、窒素流入下80℃で加熱し、脱アンモニアを行い、水でポリオキシエチレンベヘニルエーテル硫酸ナトリウム塩濃度が13質量%になるように調整し、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル硫酸ナトリウム塩(C2245O-(CHCHO)-SONa:化合物(A))を合成した。
<エチレンオキシド付加モル数の測定方法>
 合成例1の中間体である1-ドコサノールのエトキシレートの未反応アルコール除去物を用いて、クロマトグラフィーにより下記条件で測定し、得られたクロマトグラムのピークの面積比から、上記で得られたポリオキシエチレンベヘニルエーテル硫酸ナトリウム塩のエチレンオキシド付加モル数(式(1)のm)の分布を測定した。結果を表1に示す。
(測定条件)
 測定機器:Agilent 6890N(ガスクロマトグラフ、アジレント・テクノロジー株式会社製)
 カラム:DB-1ht(アジレント・テクノロジー株式会社製)
    (長さ30m、内径0.25mm、膜厚0.10μm)
 キャリヤーガス:He(コンスタントフローモード)
 スプリット比:50:1
 検出器:FID
 注入口温度:330℃
 検出器温度:330℃
 測定温度条件:100℃→10℃/minで昇温→380℃で27分保持
 検出感度:取り込み速度、20Hz
      最小ピーク幅、0.01min
 注入量:1μl(スプリット法)
 各成分の定量方法(質量%):全ピークの面積の合計を100として、各成分に対応するピークの面積比を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表1から、得られたポリオキシエチレンベヘニルエーテル硫酸ナトリウム塩のエチレンオキシド付加モル数mは1~10であり、mが1~5の成分は85.5質量%であり、mが2~4の成分は59.4質量%であることが分かる。
合成例2(化合物(B)の合成)
 1-ドコサノール(東京化成工業株式会社製、別名:ベヘニルアルコール)を、反応温度110℃でスルファミン酸(スルファミン酸/1-ドコサノールのモル比:1.10)で硫酸化反応を行った。
 得られたベヘニル硫酸化物256gを48%水酸化ナトリウム水溶液で中和後、窒素流入下80℃で加熱し、脱アンモニアを行い、水でベヘニル硫酸ナトリウム塩濃度が13質量%になるように調整し、ベヘニル硫酸ナトリウム塩(C2245O-SONa:化合物(B))を合成した。
実施例1~5、比較例1~3(冷却液用添加剤組成物1~8の製造)
 化合物(A)及び(B)からなる粘度特性改良剤、イオン交換水、及び増粘剤を表2に示す有効分になるように配合し、冷却液用添加剤組成物1~8を製造した。
 なお、表2中の増粘剤1及び2の詳細は以下のとおりである。
 増粘剤1:キサンタンガム(東京化成工業株式会社製)
 増粘剤2:ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、クラレポバール PVA-117、重合度1700)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
応用例1~5、比較応用例1~4
(1)濃縮冷却液組成物の製造
 セバシン酸(小倉合成工業株式会社製)、水酸化カリウム(株式会社大阪ソーダ製、47%希釈品)、エチレングリコール(丸善石油化学株式会社製)及び水(オルガノ株式会社製、純水装置G-10DSTSETで製造した1μS/cm以下の純水)を室温で混合し、混合時の有効分が、セバシン酸4質量%、水酸化カリウム2質量%、エチレングリコール90質量%、及び水4質量%である濃縮冷却液組成物を得た。
(2)冷却液組成物の製造
 上記(1)で得られた濃縮冷却液組成物と、実施例1~5、比較例1~3で得られた冷却液用添加剤組成物1~8、及び水を用いて、表3に示す割合で混合し、冷却液組成物を得た。得られた冷却液組成物のせん断粘度を下記に示す方法で測定した。結果を表3に示す。
<せん断粘度の測定>
 応用例及び比較応用例で調製した冷却液組成物を用いて、測定温度に設定した恒温槽で1時間静置させた後に、アントンパール社製レオメーター(MCR-302形)、アタッチメント(CP50-1)を用いて、回転速度22/s又は100/sで測定(測定時間:5秒、測定温度:25℃又は100℃)し、せん断粘度を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 表3から、本発明の粘度特性改良剤及び冷却液用添加剤組成物を含有する冷却液(応用例1~5)は、低温(25℃)におけるせん断粘度が5mPa・s以上、特に10mPa・s以上であるため、内燃機関等への負荷を低減し、内燃機関の燃費悪化を抑制することができることが分かる。また、高温(100℃)におけるせん断粘度が2mPa・s以下、特に1.6mPa・s以下であるため、高温時の冷却能力が維持され、オーバーヒートを防ぐことができる。
 本発明の粘度特性改良剤及び冷却液用添加剤組成物は、自動車、作業用車両(トラック、重機等)等の車両、船舶、航空機、発電機、冷暖房システムの内燃機関(ハイブリッドシステムを含む)及び電池スタックの冷却に好適に使用される。

Claims (7)

  1.  下記式(1)で表される化合物(A)、及び下記式(2)で表される化合物(B)からなる粘度特性改良剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    [式中、R及びR3は同一の又は異なる直鎖又は分岐鎖の炭素数12以上24以下のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rはエチレン基又はプロピレン基を示し、mはROの付加モル数を示し1以上15以下であり、Mは陽イオン又は水素原子を示す。]
  2.  化合物(A)と化合物(B)の質量比[(A)/(B)]が0.01以上50以下である、請求項1に記載の粘度特性改良剤。
  3.  請求項1又は2に記載の粘度特性改良剤を含有する冷却液用添加剤組成物。
  4.  さらに水を含有する、請求項3に記載の冷却液用添加剤組成物。
  5.  さらに化合物(A)及び化合物(B)以外のアルカリ金属塩及びアルカリ金属水酸化物から選ばれる1種以上を含有する、請求項3又は4に記載の冷却液用添加剤組成物。
  6.  少なくとも、化合物(A)及び化合物(B)を配合してなる、請求項3~5のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
  7.  冷却液が内燃機関用冷却液である、請求項3~6のいずれかに記載の冷却液用添加剤組成物。
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