特許第6027288号(P6027288)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6027288炭化水素基油用の潤滑剤添加剤として有用なポリアルキレングリコール
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6027288
(24)【登録日】2016年10月21日
(45)【発行日】2016年11月16日
(54)【発明の名称】炭化水素基油用の潤滑剤添加剤として有用なポリアルキレングリコール
(51)【国際特許分類】
   C10M 169/04 20060101AFI20161107BHJP
   C10M 101/02 20060101ALN20161107BHJP
   C10M 107/02 20060101ALN20161107BHJP
   C10M 145/30 20060101ALN20161107BHJP
   C10M 145/32 20060101ALN20161107BHJP
   C10M 145/34 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 20/02 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 20/04 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 30/00 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 30/02 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 30/06 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 40/04 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 40/08 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 40/25 20060101ALN20161107BHJP
   C10N 40/30 20060101ALN20161107BHJP
【FI】
   C10M169/04
   !C10M101/02
   !C10M107/02
   !C10M145/30
   !C10M145/32
   !C10M145/34
   C10N20:02
   C10N20:04
   C10N30:00 Z
   C10N30:02
   C10N30:06
   C10N40:04
   C10N40:08
   C10N40:25
   C10N40:30
【請求項の数】10
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2016-514025(P2016-514025)
(86)(22)【出願日】2014年5月13日
(65)【公表番号】特表2016-518508(P2016-518508A)
(43)【公表日】2016年6月23日
(86)【国際出願番号】US2014037798
(87)【国際公開番号】WO2014189711
(87)【国際公開日】20141127
【審査請求日】2015年11月17日
(31)【優先権主張番号】61/826,538
(32)【優先日】2013年5月23日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100077517
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬
(74)【代理人】
【識別番号】100087413
【弁理士】
【氏名又は名称】古賀 哲次
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100102990
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 良博
(72)【発明者】
【氏名】マーティン・アール・グリーブス
(72)【発明者】
【氏名】イヴリン・エイ・ツァウク−フーゼマンズ
【審査官】 中野 孝一
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭54−083909(JP,A)
【文献】 特開昭54−159411(JP,A)
【文献】 特開昭60−088094(JP,A)
【文献】 特表2013−500358(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C10M101/00−177/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭化水素基油と、
プロピレンオキシドを、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシプロピレンポリマーと、
アルキレンオキシド供給材料を、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシアルキレンポリマーと、を含み、前記アルキレンオキシド供給材料が、前記アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、100〜25重量パーセントのブチレンオキシドと、0〜75重量パーセントのプロピレンオキシドと、をそれぞれ含むが、但し、前記アルキレンオキシド供給材料が50重量パーセントを超えるプロピレンオキシドを含有するとき、前記開始剤がC8〜C20アルキルアルコールであることを条件とし、
前記炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーが互いに可溶性である、潤滑剤組成物。
【請求項2】
前記ポリオキシプロピレンポリマー及び前記ポリオキシアルキレンポリマー用の前記開始剤が独立して、ジオールまたはモノオールである、請求項1に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項3】
前記ポリオキシプロピレンポリマー及び前記ポリオキシアルキレンポリマー用の前記開始剤が独立して、C〜C22アルキルアルコールである、請求項1に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項4】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントの前記炭化水素基油と、最大80重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、最大50重量パーセントの前記ポリオキシアルキレンポリマーと、をそれぞれ含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項5】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントのグループI炭化水素基油と、最大40重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大1300g/モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大2400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項6】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントのグループI炭化水素基油と、最大10重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大2600g/モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大2400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項7】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントのグループIII炭化水素基油と、最大30重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大700g/モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大760g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項8】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、100℃で8mm/秒以下の動粘性率を有する最大50重量パーセントのグループIV炭化水素基油と、最大30重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大700g/モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大760g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項9】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントのグループIまたはグループIV炭化水素基油と、最大25重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシアルキレンポリマーがジオール開始BOホモポリマーまたはアルキルアルコール開始BOホモポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項10】
機械的デバイスを潤滑化する方法であって、請求項1〜9のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物を使用して前記機械的デバイスを潤滑化することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に潤滑剤組成物に関する。より具体的には、本発明は、基油及びポリオキシプロピレンポリマー添加剤を含有する潤滑剤組成物に関し、このポリオキシプロピレンポリマー添加剤は、ブチレンオキシ系ポリオキシアルキレンポリマーを組成物中に含めることによって、基油中で可溶化される。
【背景技術】
【0002】
潤滑剤組成物は可動機械部分を備えるデバイスにおいて広く使用され、そのデバイスにおける潤滑剤組成物の役割は、可動部分間の摩擦を低減することである。この低減によって、摩耗及び断裂が低減される、及び/またはデバイスの全体的な性能が改善される。また、多くの用途では、潤滑剤組成物は、腐食を低減させること、構成要素を冷却すること、付着物を減少させること、粘度及び解乳化を制御すること、ならびに/またはポンプ能力を向上させることといった、関連する及び非関連の補足的目的も提供する。
【0003】
今日の潤滑剤組成物の大部分は基油を含んでいる。一般にこの基油は、1つの炭化水素油または複数の炭化水素油の組み合わせである。それらの炭化水素油は、American Petroleum Instituteによってそれらの組成物及び物理的特性に基づいて、グループI、グループII、グループIII、またはグループIV基油として分類されている。様々な基油の特性をさらに修正するために、いわゆる添加剤パッケージが頻繁に採用される。そのような添加剤パッケージは、抗酸化剤、腐食阻害剤、耐摩耗添加剤、泡制御剤、金不動態化剤、分散剤、洗剤、極圧添加剤、減摩剤、及び/または染料として機能するように設計された材料を含み得る。全添加剤が基油中で可溶性であることが非常に望ましい。それらの組成物を輸送する、保管する、及び/または長期に渡って使用することを可能にするために、そのような可溶性が広範な温度及び他の条件で維持されることが好ましい。
【0004】
潤滑剤配合者にとって興味深い添加剤の部類の1つは、ポリアルキレングリコール、すなわち「PAG」である。多くのPAGは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドホモポリマーに基づき、場合によってはエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマーに基づく。それらは、優れた能力及び環境的特性を提供することが多く、その能力及び特性には、優れた加水分解安定性、低毒性及び生物分解性、望ましい低温特性、ならびに優れた膜形成特性が含まれる。
【0005】
残念ながら、エチレンオキシド(EO)及びプロピレンオキシド(PO)のコポリマー、ならびにプロピレンオキシドのホモポリマー等の従来のPAGは、標準的な基油中で5パーセントを超える処理レベルでは可溶性ではないことが多い。このために、OSPを炭化水素潤滑剤中で性能強化添加剤として使用することができる油溶性ポリアルキレングリコール(OSP)の発達に至った(例えば、特許公開第WO2011/011656号参照)。OSP生成物の2つの系が商業的に入手可能である。1つの系はPO及びBO(ブチレンオキシド)のコポリマーに基づき、第2の系は、BO(ポリブチレングリコール)のホモポリマーに基づく。それらはグループI〜グループIV基油の大部分において優れた可溶性を提供する。しかしながら、それらのOSPの欠点はコストである。特に、OSPを含有するBOがより高価であるのは、ポリマーを作製するための出発材料の1つであるブチレンオキシドが高価なためである。
【0006】
したがって、配合者は、PAGを含有する炭化水素基油の製造コストを最小限に抑えたい場合、OSPのみを含有するものよりも、さほど高価ではない材料であるPOホモポリマーを有するOSPを含むPAGを使用することがより有利であろう。
【0007】
本発明が取り組む問題点は、費用効果が高いPOホモポリマーを含有し、かつ、それにもかかわらず炭化水素基油中の可溶性等の改善された特性を提供するPAG組成物を提供することである。
【発明の概要】
【0008】
ポリオキシプロピレン(PO)ホモポリマーは、それらをブチレンオキシ系ポリオキシアルキレンポリマーと結合させることによって、炭化水素基油中に配合可能であることが見出されている。POホモポリマーは一般に基油中で可溶性でないが、その不溶性を、BO系ポリオキシアルキレンポリマーが存在することによって有利に解消することができる。
【0009】
コスト削減に加えて、POホモポリマーを基油中に組み込むことのさらなる利点は、POホモポリマーは、合計PAG処理レベルが同じであるとき、単にOSPを使用するよりも、粘度指数を上昇させることができる点である。
【0010】
したがって、一態様では、炭化水素基油と、プロピレンオキシドを不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシプロピレンポリマーと、アルキレンオキシド供給材料を不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシアルキレンポリマーと、を含む潤滑剤組成物であって、アルキレンオキシド供給材料が、アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、100〜25重量パーセントのブチレンオキシド、及び0〜75重量パーセントのプロピレンオキシドをそれぞれ含む潤滑剤組成物を提供するが、但し、アルキレンオキシド供給材料が50重量パーセントを超えるプロピレンオキシドを含むとき、開始剤がC8〜C20アルキルアルコールであることを条件とする。
【0011】
別の態様では、機械的デバイスを潤滑化する方法を提供し、その方法には、本明細書中に記載の潤滑剤組成物を使用して機械的デバイスを潤滑化することが含まれる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
別途示されない限り、数値範囲、例えば、「2〜10」は、範囲を定義する数(例えば、2及び10)を含む。
【0013】
別途示されない限り、比率、パーセンテージ、部数等は、重量によるものである。別途示されない限り、語句「分子量」は、従来の様式で測定された数平均分子量を指す。
【0014】
本明細書中で使用される「エチレンオキシ」すなわち「EO」は、−CH−CH−O−を指し、「プロピレンオキシ」すなわち「PO」は、−CH−CH(CH)−O−または−CH(CH)−CH−O−を指し、「ブチレンオキシ」すなわち「BO」は、−CH−CH(CHCH)−O−または−CH(CHCH)−CH−O−を指す。「アルキル」は、示される数の炭素原子を有する直鎖及び分岐鎖脂肪族基を包含する。
【0015】
本発明は、炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーを含む潤滑剤組成物と、その使用方法とを提供する。有利には、組成物の基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーは、互いに可溶性である。
【0016】
本発明の組成物において有用な炭化水素基油は、American Petroleum InstituteによってグループI、グループII、グループIII、またはグループIVに分類されると指定された炭化水素基油を含む。それらのうち、グループI、グループII、及びグループIII油は天然鉱物油である。グループI油は、部分的に蒸留された石油から構成されるが、この石油は、溶媒抽出方法を用いてさらに精製されて、酸化抵抗等の特性が改善された、かつワックスが除去されたものである。グループII油は、部分的に蒸留された石油から構成されるが、この石油は水素化分解されて、さらに精製かつ浄化されているものである。グループIII油はグループII油と同様の特徴を有し、グループII及びグループIIIのいずれもが、様々なステップを経て物理的特性が改善されている高水素化処理された油である。グループIII油は、グループII油より高い粘度指数を有し、グループII油をさらに水素化分解すること、または水素化異性化されたスラックワックスを水素化分解することのいずれかによって調製されるが、これは、多くの油で一般に使用される脱ろう方法の副産物である。グループIV油は合成炭化水素油であり、これはポリアルファオレフィン(PAO)と称される。上述の油の混合物を使用することができる。好ましくは、本発明の潤滑剤組成物は、炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセントの炭化水素基油を含有する。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、少なくとも40重量パーセント、代替として少なくとも30重量パーセント、代替として少なくとも20重量パーセント、または代替として少なくとも10重量パーセントの炭化水素基油を含有する。
【0017】
本明細書中で有用なポリオキシプロピレンポリマー(POホモポリマーとも称される)は、プロピレンオキシドを、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製することができる。そのような重合方法は当業者に知られており(例えば、参照によって本明細書中に組み込まれている米国特許公開第2011/0098492号参照)、好適なポリマーは商業的に入手可能である。典型的な重合手段では、開始剤は、酸性またはアルカリ性触媒が存在するアルキレンオキシド化合物を用いて、または金属シアン化物触媒を用いてアルコキシ化される。ポリオキシプロピレンポリマーの場合、アルキレンオキシド化合物はプロピレンオキシドである。アルカリ性重合触媒は、例えば、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物もしくはアルコラートを含んでもよく、それらには、NaOH、KOH、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、及びカリウムエトキシドが含まれる。塩基触媒は、典型的には、出発材料に基づいて、0.05重量パーセント〜約5重量パーセント、好ましくは約0.1重量パーセント〜約1重量パーセントの濃度で使用される。
【0018】
アルキレンオキシドの添加は、例えば、約10psig〜約200psig、好ましくは約60〜約100psigの圧力下のオートクレーブ内で実行可能である。アルコキシル化の温度は、約30℃〜約200℃、好ましくは約100℃〜約160℃の範囲内であり得る。オキシド供給材料が完了した後、典型的には、残留オキシドが望ましいレベル、例えば約10ppm未満に減少するまで、生成物を反応させることができる。反応器を、例えば、約20℃〜130℃の範囲内の適切な温度まで冷却した後、残留触媒は中和されていない状態で残存し得る、または酢酸、プロピオン酸、もしくはクエン酸等の有機酸を用いて中和された状態で残存し得る。代替として、生成物をリン酸または二酸化炭素等の無機酸を用いて中和することができる。また、残留触媒を、例えば、イオン交換または珪藻土等の吸着媒体を使用して除去することもできる。
【0019】
重合での使用に好適な不安定水素を含有する開始剤は、例えば、アミン化合物、チオール化合物、モノオール、ジオール、及びトリオールを含む。ジオール及びモノオール化合物が好ましい。好適なジオール化合物の実施例は、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール1,2−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリプロピレングリコールを限定することなく含む。
【0020】
本発明にて使用するモノオール開始剤は、例えば、1つのヒドロキシル(OH)基と、任意に1つ以上のエーテル結合(例えば、モノまたはポリオキシアルキレンモノエーテル等のグリコールエーテル)と、を含有する脂肪族アルキルアルコールを含む。そのような化合物は、本明細書中では、アルキルアルコールと総称する。いくつかの実施形態では、アルキルアルコールは好ましくは、分子ごとに、4個の炭素原子〜22個の炭素原子を有する。特定の実施例は、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ネオペンタノール、イソブタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、プロピレングリコールn−ブチルエーテル(The Dow Chemical Companyから入手可能なDOWANOL(商標)PnB)、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(Dowから入手可能なDOWANOL(商標)DPnB)、及びドデシルアルコール(例えば、Sasolから入手可能なNACOL(登録商標)12〜99)を含むが、それらに限定されない。特に好ましい開始剤は、n−ブタノール及びプロピレングリコールn−ブチルエーテルである。
【0021】
十分なプロピレンオキシドは開始剤との重合に使用して、望ましい数平均分子量を有するポリオキシプロピレンポリマーを提供するが、この数平均分子量は、いくつかの実施形態では、最大2600g/モル、代替として最大2300g/モル、代替として最大1300g/モル、または代替として最大700g/モルである。いくつかの実施形態では、分子量は少なくとも400g/モルである。いくつかの実施形態では、分子量は400g/モル〜2600g/モルである。
【0022】
いくつかの実施形態では、ポリオキシプロピレンポリマーは、基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大80重量パーセント、代替として最大60重量パーセント、代替として最大40重量パーセント、代替として最大30重量パーセント、代替として最大20重量パーセント、または代替として最大10重量パーセントの濃度で本発明の潤滑剤組成物中に含まれる。いくつかの実施形態では、ポリオキシプロピレンポリマーは少なくとも10重量パーセントの濃度で含まれる。
【0023】
本発明で使用されるポリオキシアルキレンポリマーは、上述の技術と類似する技術を用いて(アルキレンオキシド及び開始剤を適切に置換することによって)アルキレンオキシド供給材料を不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって、調製することができる。重合用のアルキレンオキシド供給材料は、アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、100〜25重量パーセントのブチレンオキシド、及び0〜75重量パーセントのプロピレンオキシドをそれぞれ含む。上述のポリオキシプロピレンポリマーと同様に、重合用の不安定水素を含有する開始剤は、例えば、アミン化合物、チオール化合物、モノオール、ジオール、トリオール、または水であってよい。ジオール及びモノオール化合物が好ましい。好適なジオール化合物の実施例は、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,2−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコール1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ならびに1,6−ヘキサンジオールを限定することなく含む。好ましいジオール開始剤は、1,2−プロピレングリコール及びジプロピレングリコールである。
【0024】
本発明で使用するモノオール開始剤は、上述のアルキルアルコールに類似するアルキルアルコールを含む(グリコールエーテル等の1つ以上のエーテル結合を任意に含有するアルキルアルコールを含む)。好ましいアルキルアルコール化合物は、4個の炭素原子〜22個の炭素原子を分子ごとに含有する。特定の実施例は、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ネオペンタノール、イソブタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、プロピレングリコールn−ブチルエーテル(The Dow Chemical Companyから入手可能なDOWANOL(商標)PnB)、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(Dowから入手可能なDOWANOL(商標)DPnB)、及びドデシルアルコール(例えば、Sasolから入手可能なNACOL(登録商標)12〜99)を含むが、それらに限定されない。特に好ましい開始剤は、n−ブタノール及びプロピレングリコールn−ブチルエーテルである。
【0025】
十分なアルキレンオキシドは開始剤との重合に使用して、望ましい数平均分子量を有するポリオキシアルキレンポリマーを提供し、この望ましい数平均分子量は、いくつかの実施形態では、最大5000g/モル、代替として最大3000g/モル、代替として最大2400g/モル、代替として最大1200g/モル、または代替として最大760g/モルである。いくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーは少なくとも500g/モルの数平均分子量を有する。
【0026】
本発明の潤滑剤組成物は、好ましくは、基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大50重量パーセント、代替として最大40重量パーセント、代替として最大30重量パーセント、代替として最大20重量パーセント、または代替として最大10重量パーセントのポリオキシアルキレンポリマーを含有する。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は少なくとも10重量パーセントのポリオキシアルキレンポリマーを含有する。
【0027】
本発明のいくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーの調製に使用されるアルキレンオキシド供給材料はブチレンオキシドであり、したがって、得られたポリマーはブチレンオキシホモポリマー(本明細書中ではBOホモポリマーとも称される)である。本実施形態の好ましい開始剤は、1,2−プロピレングリコール及びジプロピレングリコール、またはブタノールもしくはプロピレングリコールn−ブチルエーテル等のC〜C22アルキルアルコールを含む。
【0028】
本発明のいくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーの調製に使用するアルキレンオキシド供給材料は、ブチレンオキシドとプロピレンオキシドのいずれも含有する。得られたポリオキシアルキレンポリマーは、プロピレンオキシ及びブチレンオキシ基を含有するコポリマー(本明細書中ではBO/POコポリマーとも称される)である。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、67〜33重量パーセントのブチレンオキシド及び33〜67重量パーセントのプロピレンオキシドを含有する。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、約50パーセントのブチレンオキシド及び約50パーセントのプロピレンオキシドを含有する。
【0029】
いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、67〜33重量パーセントのブチレンオキシド及び33〜67重量パーセントのプロピレンオキシドを含有し、開始剤は、C〜C22アルキルアルコール、代替としてC〜C20アルキルアルコール、または代替としてC〜C12アルキルアルコールである。
【0030】
アルキレンオキシド供給材料の成分は開始剤と別個にまたはともに重合させることができる。したがって、得られたコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマー、もしくはブロックとランダムとの組み合わせであり得る。例えば、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドを使用してブロックコポリマーを作製する場合、まずプロピレンオキシドを開始剤に添加してプロピレンオキシブロックを生成することができ、次いでその後、ブチレンオキシドを添加してブチレンオキシブロックを生成する。代替として、まずブチレンオキシドを開始剤に添加してブチレンオキシブロックを生成することができ、次いでその後、プロピレンオキシドを添加してプロピレンオキシブロックを生成する。または、さらなる実施例では、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドを混合物として開始剤に添加することができ、それによって、ランダムコポリマーがもたらされる。ランダム、ブロック、または組み合わせた構成のコポリマーを調製するための技術は当該業界では周知である。ランダムコポリマーが好ましい。
【0031】
コポリマーを作製するために使用されるアルキレンオキシド供給材料中のプロピレンオキシの量が50重量パーセントを超えるまでに増加すると、コポリマーの油溶性が低下することを留意されたい。しかしながら、この可溶性の低下は、C〜C20アルキルアルコール、好ましくはC−C12アルキルアルコールを重合の開始剤として使用することによって緩和することができる。
【0032】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループI基油及び最大40重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大1300g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大2400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0033】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループI基油及び最大25重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大2600g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大1400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0034】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループI基油及び最大10重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大2600g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大2400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0035】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループIII基油及び最大30重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大700g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大760g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0036】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループIII基油及び最大10重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大1300g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大1400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0037】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)100℃で8mm/秒以下の動粘性率を有する最大50重量パーセントのグループIV基油と、最大30重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大700g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大760g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0038】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)100℃で8mm/秒以下の動粘性率を有する最大50重量パーセントのグループIV基油と、最大10重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大1300g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大1400g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0039】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループI、グループIII、またはグループIV基油と、最大30重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーとを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大700g/モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大760g/モルの分子量を有するPO/BOコポリマーである。
【0040】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、(基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて)最大50重量パーセントのグループIまたはグループIV基油と、最大25重量パーセント、代替として最大10重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーとを含む。本実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーは、好ましくは、ジオール開始BOホモポリマーまたはアルキルアルコール開始BOホモポリマーである。
【0041】
本発明の潤滑剤組成物によって、ポリオキシプロピレンポリマーを安定/均質混合物として炭化水素基油中に配合することが可能となる(すなわち、成分は互いに可溶性である)。これは、BOホモポリマーまたはBO/POポリマーコポリマーであるポリオキシアルキレンポリマーを組成物中に含めることによって達成する。
【0042】
本発明の組成物は、例えば、抗酸化剤、腐食阻害剤、耐摩耗添加剤、泡制御剤、金不動態化剤、分散剤、洗剤、極圧添加剤、減摩剤、及び/または染料を含む他の添加剤を含有することができる。
【0043】
本発明の組成物は、例えば、自動車エンジン等の内燃エンジン、ギアボックス、油圧ポンプ、圧縮機、及び変速機等を含む様々な機械的デバイス用の潤滑剤として有用である。
【0044】
本発明のいくつかの実施形態について以下の実施例で詳細に記載する。
【実施例】
【0045】
以下の表の材料が例示的な組成物中で使用される。
【0046】
[表]
【0047】
[表]
【0048】
ブレンド手段
以下の表は、安定性が検査される潤滑剤組成物について記載する。
200mlのガラスビーカーに各ブレンド成分を添加することによって、混合物の総重量を100gとする。混合物は室温(22〜24℃)で30分間撹拌する。各組成物はガラスジャーに移して密封し、室温で1週間保存する。ブレンドは視覚的に調査して、「透明」、「不透明」、または「2つもしくは3つの層」と評価する。「透明」と記載された組成物は、均質であり、かつ安定していると見なされる。安定/均質組成物は潤滑剤用途の大部分にとって望ましい。
【0049】
表では、本発明を表すブレンドは「Inv.Ex」と呼ばれる。比較実施例は「C.Ex」と呼ばれる。
【0050】
【表1】
【0051】
表1の要約。鉱物油の処理レベルが50%であるとき、PO/BO−760を結合剤として使用して、40%のPOホモポリマーを結合させることが可能である。POホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。ポリマーが最大2600g/モルの分子量を有するとき(PO−2600)、30%のPOホモポリマーを結合させることが可能であり、POホモポリマーが最大1300g/モルの分子量を有するときには(PO−700及びPO−1300)、40%のPOホモポリマーを結合させることが可能である。
【0052】
【表2】
【0053】
表2の要約。鉱物油の処理レベルが50%であるとき、PO/BO−1400を結合剤として使用して40%のPOホモポリマーを結合することが可能である。POホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。分子量が最大2600g/モルであるとき(PO−2600)、25%のPOホモポリマーを結合することができるが、POホモポリマーが最大1300g/モルの分子量を有するときは(PO−700及びPO−1300)、40%のPOホモポリマーを結合することができる。
【0054】
【表3】
【0055】
表3の要約。鉱物油の処理レベルが50%であるとき、PO/BO−2400を結合剤として使用して40%のPOホモポリマーを結合することが可能である。POホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。その分子量が2600g/モルであるとき(PO−2600)、10%のPOホモポリマーを結合することができるが、POホモポリマーが最大1300g/モルの分子量を有するときは(PO−700及びPO−1300)、最大40%のPOホモポリマーを結合することができる。
【0056】
【表4】
【0057】
表4の要約。グループIII油(Nexbase3080)の処理レベルが50%であるとき、PO/BO−760を結合剤として使用して30%のPOホモポリマーを結合することが可能である。POホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。分子量が最大2300g/モルであるとき(PO−1300及びPO−2300)、10%のPOホモポリマーを結合することができる。
【0058】
【表5】
【0059】
表5の要約。グループIII油(Nexbase3080)処理レベルが50%であるとき、PO/BO−1400を結合剤として使用して10%のPOホモポリマーを結合することが可能である。
【0060】
【表6】
【0061】
表6の要約。POホモポリマーは10%より高いレベルのPO/BO−2400を用いても容易に可溶化しなかった。
【0062】
【表7】
【0063】
表7の要約。PAO(グループIV油)処理レベルが50%であるとき、分子量700を有する30%POホモポリマーはPO/BO−760を用いて可溶化することが可能である。POホモポリマーの分子量が1300g/モル(PO−1300)及び2600g/モル(PO−2600)まで上昇するとき、10%を可溶化することができる。
【0064】
【表8】
【0065】
表8の要約。PAO処理レベルが50%であるとき、PO/BO−1400を用いて10%POホモポリマー(モル重量700及び1300g/モル)を可溶化することができる。
【0066】
【表9】
【0067】
表9の要約。POホモポリマーは、PAO−6基油を含む10%より高いレベルのPO/BO−2400で容易に可溶化しなかった。
【0068】
【表10】
【0069】
表10の要約。表10は、PO/BO−760を用いて標準的なEO/POコポリマー(EO/PO−1300)を可溶化することはできないことを示す。
【0070】
【表11】
【0071】
表11の要約。表11は、PO/BO−760を用いて他の種類のPOホモポリマーを可溶化可能であることを示す。この場合、PO−400は、ジオール開始POホモポリマーの実施例である(ポリプロピレングリコールと称されることが多い)。PO−400は、2つの末端OH基を有するポリマーの実施例である。他のPOホモポリマーの実施例は、ブタノール開始POホモポリマーに基づく(1つの末端OH基)。表11中の実施例では、グループI鉱物油中の10%のポリプロピレングリコールを結合することが可能である。
【0072】
【表12】
【0073】
表12は高粘度PAOにおける可溶性のデータを示す。それらの種類のPAOは、表7〜9に記載のより低い粘度のPAO−6よりもさらに配合が非常に困難である。PO/BO−760を用いてPOホモポリマー(PO−700)を結合することができなかった。
【0074】
【表13】
【0075】
表13は、PO/BO−760を用いてPOホモポリマー(PO−1300)を結合することができないことを再度示す。
【0076】
【表14】
【0077】
表14は、非常に低い粘度のPAOを用いた可溶性データを示す。PAO処理レベルが50%であるとき、PO/BO−760を用いて10%のPOホモポリマーを可溶化することが可能である。これは、PO−700(モル重量700g/モル)及びPO−1300(モル重量1300g/モル)を用いて達成することができる。
【0078】
【表15】
【0079】
表15は、別の低粘度PAOを使用する可溶性データを示す。PAO処理レベルが50%であるとき、PO/BO−760を用いて10%のPOホモポリマーを可溶化することが可能である。これは、PO−700(モル重量700g/モル)及びPO−1300(モル重量1300g/モル)を用いて達成することができる。
【0080】
本発明の実用性を表16中にさらに示すことができる。これは、POホモポリマー(製剤B)を炭化水素油(Total150SN)中に含めることによって、粘度指数を著しく上昇させ得ることを示す。実施例A及びBでは、PAGの合計処理レベルは50%である。
【0081】
【表16】
【0082】
表17〜20は、研究物をBOホモポリマーと結合させることを示す。
【0083】
【表17】
【0084】
【表18】
【0085】
表17及び18は、アルコール開始ブトキシレートがグループI鉱物油中で10及び25%のレベルであるとき、ジオール開始ブトキシレート及びアルコール開始ブトキシレートはPOホモポリマーを結合させ得ることを説明する。
【0086】
【表19】
【0087】
【表20】
【0088】
表19は、ジオール開始ブトキシレートがグループIV PAO基油中で10%のレベルであるとき、ジオール開始ブトキシレートがPOホモポリマーを結合し得ることを説明する。
【0089】
表20は、アルコール開始ブトキシレートがグループIV PAO基油中で10及び25%のレベルであるとき、アルコール開始ブトキシレートはPOホモポリマーを結合し得ることを説明する。