▶ ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシーの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2023-12-11
(45)【発行日】2023-12-19
(54)【発明の名称】ポリアルキレングリコール潤滑剤組成物
(51)【国際特許分類】
C10M 161/00 20060101AFI20231212BHJP
C10M 169/04 20060101ALI20231212BHJP
C08L 71/02 20060101ALI20231212BHJP
C08K 5/00 20060101ALI20231212BHJP
C10M 145/38 20060101ALN20231212BHJP
C10M 129/10 20060101ALN20231212BHJP
C10M 133/04 20060101ALN20231212BHJP
C10M 101/02 20060101ALN20231212BHJP
C10M 107/02 20060101ALN20231212BHJP
C10N 30/10 20060101ALN20231212BHJP
C10N 30/00 20060101ALN20231212BHJP
C10N 40/25 20060101ALN20231212BHJP
【ＦＩ】
C10M161/00
C10M169/04
C08L71/02
C08K5/00
C10M145/38
C10M129/10
C10M133/04
C10M101/02
C10M107/02
C10N30:10
C10N30:00 Z
C10N40:25
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021551916
(86)(22)【出願日】2019-03-05
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-07
(86)【国際出願番号】 CN2019077036
(87)【国際公開番号】W WO2020177085
(87)【国際公開日】2020-09-10
【審査請求日】2022-02-22
(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】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】ハン、ヤオクン
(72)【発明者】
【氏名】グリーブス、マーティン アール．
(72)【発明者】
【氏名】ツァオ、ヨン
(72)【発明者】
【氏名】ション、チェン
(72)【発明者】
【氏名】ワン、タオ
(72)【発明者】
【氏名】チョン、チーイン
【審査官】上條 のぶよ
(56)【参考文献】
【文献】特表平０９－５００６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－０３３１９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４９６８４５３（ＵＳ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０１２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公告第００７１１４８４（ＧＢ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１０Ｍ，Ｃ０８Ｌ，Ｃ０８Ｋ，Ｃ１０Ｎ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
潤滑剤組成物であって、ヒンダードフェノール、アミン、またはそれらの組み合わせからなる酸化防止剤と、
エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）と、を含み、前記酸化防止剤が、前記酸化防止剤および前記エステル化ポリアルキレングリコールの重量に基づいて、少なくとも０．５重量％～２０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、２３℃で、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、潤滑剤組成物。
【請求項2】
Ｒ３Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項3】
Ｒ４が、２～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、請求項１または２のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
【請求項4】
Ｒ１が、８～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、請求項１～３のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項5】
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノールからなり、前記ヒンダードフェノールが、１～３個のフェノール環を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項6】
前記酸化防止剤が、２３℃で、少なくとも０．７５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、請求項１～５のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項7】
前記酸化防止剤の量が、最大で１０重量％である、請求項１～６のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項8】
前記潤滑剤組成物が、任意の炭化水素基油を含まない、請求項１～７のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項9】
炭化水素潤滑剤組成物であって、（ｉ）ヒンダードフェノール、アミン、またはそれらの組み合わせからなる酸化防止剤、
（ｉｉ）エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）、および
（ｉｉｉ）炭化水素基油であって、前記酸化防止剤が、前記潤滑剤組成物の重量に基づいて少なくとも０．１重量％～１０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、２３℃で、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶であり、前記炭化水素基油が、前記潤滑剤組成物の総重量の少なくとも５０重量％の量で組成物中に存在する、炭化水素基油からなる、炭化水素潤滑剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ポリアルキレングリコール、より具体的には、改善された特性を有する酸化防止剤を含有する修飾されたポリアルキレングリコール組成物、ならびに該ポリアルキレングリコール酸化防止剤組成物を含有する炭化水素油ベースの潤滑剤に関する。
【背景技術】
【0002】
近年装置で使用されている潤滑剤の大部分は、炭化水素基油を使用して製造されている。これは、典型的には、鉱油または合成炭化水素油（ポリアルファオレフィンなど）である。米国石油協会（ＡＰＩ）は、炭化水素基油を、それらの粘度指数、飽和レベル、および硫黄レベルに基づいて、グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶの基油に区分した。
【0003】
エンジン潤滑剤などの輸送用潤滑剤は、ＡＰＩのグループＩ～ＩＶの基油を用いて配合されることが多い。よりエネルギー効率の高い潤滑剤の開発の研究が続いている。これを達成する１つの方法は、全体的な粘度は低いが、潤滑性（低摩擦）を維持するのに十分な潤滑剤を使用することである。低粘度の潤滑剤は、低粘度のＡＰＩのグループＩ～ＩＶの炭化水素油などの低粘度の基油を使用することが多い。これらは多くの場合、揮発性が高く、典型的には、粘度指数（ＶＩ）も低い。高い粘度指数を有する潤滑剤の必要性が存在する。グループＩＶの基油（合成ポリアルファオレフィン、ＰＡＯ）は、最も高いＶＩ値を有するが、高価である。グループＩＩＩの基油（典型的には半合成と呼ばれる）は依然として高価であるが、グループＩおよびＩＩの基油よりも価値が高い。
【0004】
粘度指数は、温度範囲にわたって油の粘度がどの程度変化するかを示す尺度である。これは、ＡＳＴＭ Ｄ２２７０を使用して、４０℃および１００℃での動粘度に基づく計算から導き出される。より高い粘度指数値は、この温度範囲にわたって粘度の変化が少ないことに対応する。高い粘度指数を有する潤滑剤は、広い温度範囲にわたってより一貫した粘度を維持するために望ましい。油粘度が高くなりすぎた場合、例えば、自動車のエンジンでは、燃料効率が低下する。油粘度が低くなりすぎた場合、過度のエンジンの摩耗が発生し得る。この温度範囲にわたって粘度のわずかな変化のみを示す流体（すなわち、それらは高い粘度指数を有する）が望まれる。
【0005】
粘度指数向上剤は、温度範囲にわたる油粘度の変化を低減させる傾向がある添加剤である。典型的な粘度指数向上剤としては、例えば、ポリアルキルメタクリレートおよびオレフィンコポリマーが挙げられる。粘度指数向上剤は、エンジンオイルに使用される基油の粘度指数を増加させ得るが、残念ながら一方では、低温（例えば、０℃、－１０℃または－２０℃）でのエンジンオイルの粘度をほぼ必ず大幅に増加させる。低温粘度は、低温環境下でエンジンを始動する場合に考慮することが重要である。エンジンオイルは、エンジン部品を保護するために、摩耗を防ぐのに十分な粘性のある膜を形成することが重要であるが、一方では、エンジンオイルは、油からの過剰な粘性抵抗による大きい摩擦損失を引き起こすため、それほど粘性を有さないことも重要である。したがって、潤滑剤、または低温粘度（例えば、０℃または－２０℃）も低減させる添加剤もしくは共基流体を見出すことが非常に望まれる。
【0006】
潤滑剤は、耐用年数を延ばすために、動作条件下でもこれらの特性を維持する必要がある。潤滑剤は、高温動作中に、基油内の低分子量画分の揮発により増粘する場合がある。この揮発性は、ＡＳＴＭ Ｄ６３７５に従ってＮＯＡＣＫの空気揮発性によって得られる。同様に、潤滑剤は、酸化により急激に重合して、バルブの固着および過度の摩耗など、機器の重大な動作上の問題につながる可能性がある、スラッジ、堆積物、ワニスを機器上に形成する可能性がある。典型的には、酸化防止剤は、そのような酸化およびラジカル重合を低減または遅延させるために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰの商品名で販売されている油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）は、アルコールで終結されたポリエーテルである。エチレンオキシド（ＥＯ）およびプロピレンオキシド（ＰＯ）から誘導される従来のポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）とは異なり、ＯＳＰは炭化水素油に可溶である。近年、潤滑剤の大部分は、ＯＳＰが添加剤として使用される炭化水素油に基づいている。ＯＳＰは、摩擦を改善し、流体が古くなったときの堆積物の形成を制御するのに役立つ。残念ながら、一部の非常に低粘度のＯＳＰ（ＡＳＴＭ Ｄ４４５で測定した場合、１００℃で約４ｍｍ２／秒以下の動粘度）は、低い粘度指数値（例えば、粘度指数約１２０）および高いＮＯＡＣＫ空気揮発性を有する。ＮＯＡＣＫ空気揮発性が改善されたＯＳＰ潤滑剤、および炭化水素ベースの潤滑剤基油（特性が改善されたＯＳＰ潤滑剤組成物）を提供することが望ましいであろう。
【0008】
本明細書に記載の発明は、エステル化油溶性ポリアルキレングリコール（Ｅ－ＯＳＰ）、およびＯＳＰ単独と比較してＮＯＡＣＫ空気揮発性を驚くほど改善する酸化防止剤からなる潤滑剤組成物を実現する。同様に、炭化水素基油への添加剤として使用される場合のＯＳＰ酸化防止剤組成物は、ＮＯＡＣＫ空気揮発性も低下させる可能性がある一方で、より高い有用濃度での酸化防止剤の組み込みを可能にする。
【0009】
本発明の第１の態様は、
酸化防止剤と、
エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）と、を含み、酸化防止剤が、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの重量に基づいて、０．５重量％～２０重量％の量で存在し、酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量でエステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、潤滑剤組成物である。潤滑剤調合物は、好ましくは内燃機関で使用される。
酸化防止剤と、
エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）と、を含み、酸化防止剤が、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの重量に基づいて、０．５重量％～２０重量％の量で存在し、酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量でエステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、潤滑剤組成物である。潤滑剤調合物は、好ましくは内燃機関で使用される。
【0010】
本開示は、Ｒ３Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される潤滑剤調合物の実施形態をさらに含む。式ＩのＥ－ＯＳＰの他の好ましい値は、Ｒ４が、１～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルであることを含む。好ましくは、Ｒ１は、１０～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。
【0011】
本発明の第２の態様は、第１の態様の潤滑剤組成物および炭化水素基油からなる潤滑剤組成物であり、酸化防止剤は、潤滑剤組成物の重量に基づいて少なくとも０．１重量％～１０重量％の量で存在し、酸化防止剤は、少なくとも０．５重量％の量でエステル化ポリアルキレングリコールに可溶であり、炭化水素油は、潤滑剤組成物の総重量の少なくとも５０重量％の量で組成物中に存在する。
【0012】
本発明の第３の態様は、
（ｉ）最初に、酸化防止剤を次の構造：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）で表されるエステル化ポリアルキレングリコールに溶解して、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液を形成することと、次いで、
（ｉｉ）基剤の炭化水素油を、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液と混合して、潤滑剤組成物を形成することであって、該潤滑剤組成物が、均質な溶液である、形成することと、を含む、潤滑剤を形成する方法である。
（ｉ）最初に、酸化防止剤を次の構造：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ
（式中、Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）で表されるエステル化ポリアルキレングリコールに溶解して、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液を形成することと、次いで、
（ｉｉ）基剤の炭化水素油を、酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液と混合して、潤滑剤組成物を形成することであって、該潤滑剤組成物が、均質な溶液である、形成することと、を含む、潤滑剤を形成する方法である。
【0013】
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示のすべての実装形態を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願全体にわたるいくつかの場所では、例のリストを通じて指針が提供され、これらの例は、様々な組み合わせで使用することができる。どの場合も、列挙されたリストは、代表的なグループとしてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示は、酸化防止剤が本質的にラジカル形成を防止して高分子量スラッジをもたらす添加剤であるにもかかわらず、驚くべきことにＮＯＡＣＫ空気揮発性を実質的に改善する、Ｅ－ＯＳＰおよび酸化防止剤からなる潤滑剤を提供する。これらの驚くべき予想外の特性は、エステル化ＯＳＰの結果であると考えられ、これは、酸化防止剤と十分に溶媒和し、何らかの方法でＮＯＡＣＫの揮発性を低減させるように思われる。加えて、酸化防止剤を含む溶液中のエステル化ＯＳＰは、炭化水素基油と混合した場合でも同様にＮＯＡＣＫ揮発性の改善を示し、酸化防止剤の基油へのより多くの添加を可能にする。本開示のＥ－ＯＳＰ酸化防止剤は潤滑剤自体として特に有用であるが、それらは、基油の添加剤（全組成物の重量に基づいて最大５０重量％）として添加されて、内燃機関において有用である潤滑剤調合物を形成することもできる。
【0015】
潤滑剤組成物は、以下の式Ｉのエステル化油溶性ポリアルキレングリコール（Ｅ－ＯＳＰ）からなる：
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ 式Ｉ
Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ１は、１０～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、式ＩのＲ２Ｏの得られる構造は、［－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）－Ｏ－］または［－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－Ｏ－］のいずれかであり得る。Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、式ＩのＲ３Ｏの得られる構造は、Ｒ３Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される場合、［－ＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）－Ｏ－］または［－ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ２－Ｏ－］のいずれかであり得る。Ｒ３Ｏが、２，３ブチレンオキシドから誘導される場合、オキシブチレン部分は、［－ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）－］となる。様々な実施形態について、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、式Ｉにおいてブロックまたはランダム分布である。Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ４は、１～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。ｎおよびｍの値は、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きい。ｐの値は、１～４の整数である。
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ 式Ｉ
Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ１は、１０～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、式ＩのＲ２Ｏの得られる構造は、［－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）－Ｏ－］または［－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－Ｏ－］のいずれかであり得る。Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、式ＩのＲ３Ｏの得られる構造は、Ｒ３Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される場合、［－ＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）－Ｏ－］または［－ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ２－Ｏ－］のいずれかであり得る。Ｒ３Ｏが、２，３ブチレンオキシドから誘導される場合、オキシブチレン部分は、［－ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）－］となる。様々な実施形態について、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、式Ｉにおいてブロックまたはランダム分布である。Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ４は、１～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。ｎおよびｍの値は、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きい。ｐの値は、１～４の整数である。
【0016】
本開示のＥ－ＯＳＰは、様々な潤滑剤の用途に望ましい１つ以上の特性を有し得る。例えば、粘度指数は、潤滑剤の粘度が温度とともにどのように変化するかを示す尺度である。潤滑剤について、比較的低い粘度指数値は、比較的高い粘度指数値を有する潤滑剤と比較して、高温での潤滑剤の粘度のより大きな低減を示し得る。したがって、多くの用途について、比較的高い粘度指数値が有益であり、その結果、潤滑剤は、低温から高温に移行する極端な温度での粘度変化があまり目立たず、一般に安定した粘度を維持する。本明細書に開示されるＥ－ＯＳＰは、いくつかの他の潤滑剤と比較して、より高い粘度指数値を提供し得る。
【0017】
本明細書に開示されるＥ－ＯＳＰはまた、４０℃で２５センチストークス（ｃＳｔ）未満の動粘度、１００℃で６ｃＳｔ以下の動粘度を有するため（両動粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２に従って測定された）、低粘度を有する。したがって、Ｅ－ＯＳＰは、低粘度潤滑剤として、および／または様々な低粘度潤滑剤用途に有益に利用され得る。Ｅ－ＯＳＰは、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２によって決定されると、４０℃で下限である８．０または９．０ｃＳｔ～上限である２４．５または２４．０ｃＳｔの動粘度を有し得る。Ｅ－ＯＳＰは、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２によって決定されると、１００℃で下限である１．０または２．５ｃＳｔ～上限である６．０または５．５ｃＳｔの動粘度を有し得る。上記のように、本明細書に開示されるＥ－ＯＳＰは、同様の非エステル化油溶性ポリアルキレングリコールなどの他のいくつかの潤滑剤と比較して、低温で比較的低い粘度を有益に提供し得る。加えて、０℃以下などの低温で比較的低い粘度、例えば、動粘度および／または動的粘度を有する低粘度潤滑剤は、自動車のエンジンの周りに潤滑剤を注入するときなど、より低いエネルギー損失の提供に有益に役立ち得る。本明細書に開示されるエステル化油溶性ポリアルキレングリコールは、他のいくつかの潤滑剤と比較して、低温で比較的低い粘度、例えば、動粘度および／または動的粘度を提供し得る。
【0018】
式ＩのＥ－ＯＳＰは、油溶性ポリアルキレングリコールと酸との反応生成物である。鉱油基油とは異なり、油溶性ポリアルキレングリコールは、ポリマー主鎖中の酸素の有意な存在を有する。本開示の実施形態は、油溶性ポリアルキレングリコールが、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドのアルコール開始コポリマーであり、そこで、ブチレンオキシドから誘導される単位が、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドから誘導される単位の合計に基づいて、５０重量％～９５重量％であることを提供する。５０重量％～９５重量％のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、油溶性ポリアルキレングリコールは、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドから誘導される単位の合計に基づいて、下限である５０、５５、または６０重量パーセント～上限である９５、９０、または８５重量パーセントのブチレンオキシドから誘導される単位を有し得る。様々な実施形態について、プロピレンオキシドは、１，２－プロピレンオキシドおよび／または１，３－プロピレンオキシドであり得る。様々な実施形態について、ブチレンオキシドは、１，２－ブチレンオキシドまたは２，３－ブチレンオキシドから選択され得る。好ましくは、１，２－ブチレンオキシドは、油溶性ポリアルキレングリコールを形成するのに使用される。
【0019】
油溶性ポリアルキレングリコールのアルコール開始剤は、モノオール、ジオール、トリオール、テトロール、またはそれらの組み合わせであり得る。アルコール開始剤の例としては、メタノール、エタノール、ブタノール、オクタノール、およびドデカノールなどのモノオールが挙げられるが、これらに限定されない。ジオールの例は、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、および１，４ブタンジオールである。トリオールの例は、グリセロールおよびトリメチロールプロパンである。テトロールの例は、ペンタエリスリトールである。モノオール、ジオール、トリオール、および／またはテトロールの組み合わせが使用され得る。アルコール開始剤は、１～３０個の炭素原子を含み得る。１～３０個の炭素原子のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アルコール開始剤は、下限である１、３、または５個の炭素原子～上限である３０、２５、または２０個の炭素原子を有し得る。
【0020】
油溶性ポリアルキレングリコールは、既知のプロセスおよび既知の条件によって調製され得る。油溶性ポリアルキレングリコールは、商業的に入手され得る。市販の油溶性ポリアルキレングリコールの例としては、両方ともＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である、ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１２およびＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１８などの商品名ＵＣＯＮ（商標）下の油溶性ポリアルキレングリコールが挙げられるが、これらに限定されない。
【0021】
油溶性ポリアルキレングリコールと反応して、本明細書に開示されるエステル化油溶性ポリアルキレングリコールを形成する酸は、カルボン酸であり得る。このようなカルボン酸の例としては、酢酸、プロパン酸、ペンタン酸、例えば、ｎ－ペンタン酸、吉草酸、例えば、イソ吉草酸、カプリル酸、ドデカン酸、それらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0022】
本明細書に開示されるＥ－ＯＳＰを形成するために、油溶性ポリアルキレングリコール１０モル：酸１モル～油溶性ポリアルキレングリコール１モル：酸１０モルのモル比で、油溶性ポリアルキレングリコールと酸とが反応し得る。１０：１の油溶性ポリアルキレングリコールのモル対酸のモル～１：１０の油溶性ポリアルキレングリコールのモル対酸のモルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、油溶性ポリアルキレングリコール酸と酸は、１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０の油溶性ポリアルキレングリコールのモル対酸のモルのモル比で反応し得る。
【0023】
Ｅ－ＯＳＰは、既知のプロセスおよび既知の条件によって調製され得る。例えば、本明細書に開示されるエステル化油溶性ポリアルキレングリコールは、エステル化プロセス、例えば、フィッシャーエステル化（Ｆｉｓｈｅｒ Ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）によって形成され得る。一般に、エステル化プロセスのための反応は、大気圧（１０１，３２５Ｐａ）、６０～１７０℃の温度で、１～１０時間行われ得る。加えて、他の既知の成分の中でも、酸触媒、中和剤、および／または塩吸収剤などの既知の成分が、エステル化反応に利用され得る。好ましい酸触媒の例は、中でも、ｐ－トルエンスルホン酸である。中和剤の例は、中でも、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムである。塩吸収剤の例は、中でも、ケイ酸マグネシウムである。
【0024】
上述のように、本開示のＥ－ＯＳＰは、式Ｉの構造を有する。
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ 式Ｉ
Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ１は、１０～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。Ｒ１は、本明細書で論じられる油溶性ポリアルキレングリコールの重合中に使用されるアルコール開始剤の残余に対応する。本明細書で使用される場合、「アルキル基」とは、飽和一価炭化水素基を指す。本明細書で使用される場合、「アリール基」とは、単核または多核芳香族炭化水素基を指し、アリール基は、アルキル置換基を含み得る。存在する場合には、アルキル置換基を含む、Ｒ１のアリール基は、６～３０個の炭素を有し得る。
Ｒ１［Ｏ（Ｒ２Ｏ）ｎ（Ｒ３Ｏ）ｍ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ４］ｐ 式Ｉ
Ｒ１は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ１は、１０～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。Ｒ１は、本明細書で論じられる油溶性ポリアルキレングリコールの重合中に使用されるアルコール開始剤の残余に対応する。本明細書で使用される場合、「アルキル基」とは、飽和一価炭化水素基を指す。本明細書で使用される場合、「アリール基」とは、単核または多核芳香族炭化水素基を指し、アリール基は、アルキル置換基を含み得る。存在する場合には、アルキル置換基を含む、Ｒ１のアリール基は、６～３０個の炭素を有し得る。
【0025】
Ｒ２Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、式ＩのＲ２Ｏの得られる構造は、［－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）－Ｏ－］または［－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－Ｏ－］のいずれかであり得る。Ｒ３Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、式ＩのＲ３Ｏの得られる構造は、Ｒ３Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される場合、［－ＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）－Ｏ－］または［－ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ２－Ｏ－］であり得る。様々な実施形態について、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏは、式Ｉにおいてブロックまたはランダム分布である。
【0026】
Ｒ４は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールである。好ましくは、Ｒ４は、１～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである。本明細書で使用される場合、「アルキル基」とは、飽和一価炭化水素基を指す。本明細書で使用される場合、「アリール基」とは、単核または多核芳香族炭化水素基を指し、アリール基は、アルキル置換基を含み得る。存在する場合には、アルキル置換基を含む、Ｒ４のアリール基は、６～１８個の炭素を有し得る。
【0027】
ｎおよびｍの値は、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きい。好ましくは、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、５～１０の範囲の整数である。別の好ましい実施形態では、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、３～５の範囲の整数である。ｐの値は、１～４の整数である。
【0028】
本明細書に開示されるＥ－ＯＳＰは、ＡＳＴＭ Ｄ２２７０に従って決定された１３０～２００の粘度指数を有し得る。１３０～２００のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、Ｅ－ＯＳＰは、下限である１３０または１３５～上限である２００または１９５の粘度指数を有し得る。この改善された粘度指数は、類似の非エステル化油溶性ポリアルキレングリコールなどの他のいくつかの潤滑剤と比較して、粘度指数を上げるための以前のプロセス、すなわち、アルキル化キャッピングプロセスよりも有益であり、なぜなら、エステル化は、より単純なプロセスを介して、かつ／または低コストで達成され得るためである。
【0029】
潤滑剤組成物はまた、酸化防止剤からなる。酸化防止剤が室温（約２３℃）で少なくとも約０．５重量％の任意の量でＥ－ＯＳＰに少なくとも可溶である限り、酸化防止剤は、任意かつ有用であり得る。好ましくは、酸化防止剤は、少なくとも０．７５％、１％、１．５％、または２％の量で可溶であり、最大２０％の量で可溶であり得るが、一般に、最大で約１０％または５％の量で存在する。有用な酸化防止剤は、ヒンダードフェノール、アミン（特に芳香族アミン）、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、ホスファイト、セレニド、ジチオカルバメート、またはそれらの組み合わせから構成される化合物である。酸化防止剤の例としては、２，６－ジ－第三級－ブチル－４－メチル－フェノール、４，４’メチレンビス（２，６－第三級－ブチルフェノール）、および４，４’チオビス（２－メチル－６－第三級－ブチルフェノール）などのヒンダードフェノール、ならびにＮ－フェニル－アルファ－ナフチルアミン、テトラメチルジアミノジフェニルメタン、アントラニル酸、フェノチアジン、およびフェノチアジンのアルキル化誘導体などのアミンが挙げられる。酸化防止剤のさらなる例は、米国特許第１，９８８，２９９号、同第２，０００，０４５号、同第２，２０２，８７７号、同第２，２６５，５８２号、同第２，８６８，７３０号、同第３，０３２，５０２号、同第３，０３８，８５８号、同第３，０３８，８５９号、同第３，０４３，７７５号、同第３，０６５，１７８号、および同第３，１３２，１０３号、ならびに英国特許第１，０３０，３９９号、およびＷＯ１９８７００５３２０に記載されている。有用であり得る特定の酸化防止剤には、ＢＡＳＦのＩＲＧＡＮＯＸおよびＩＲＧＡＦＯＳ、ならびにＶａｎｄｅｒｂｉｌｔ ＣｈｅｍｉｃａｌｓのＶＡＮＬＵＢＥの商品名で当技術分野で知られているものが含まれる。特定の例としては、ＩＲＧＡＮＯＸ Ｌ１０１、Ｌ１３５、Ｌ１０９、Ｌ０６、およびＶＡＮＬＵＢＥ ９６１、ならびにＩＲＧＡＦＯＳ１６８酸化防止剤が挙げられる。
【0030】
ヒンダードフェノールを含有する酸化防止剤を使用する場合、一般に、分子内に存在するヒンダードフェノール部分の量は、４以下、好ましくは１～３であるべきである。フェノール部分が多すぎると、一般に溶解度が低下し、ＮＯＡＣＫ揮発性の低減は達成されない。望ましくは、酸化防止剤は、ヒンダードフェノール、アミン（例えば、アミン系）、またはそれらの組み合わせである。場合によっては、４つ以上のヒンダードフェノール部分を有するヒンダードフェノール酸化剤を、４つ未満のヒンダードフェノールを有するヒンダードフェノールまたはアミン系酸化防止剤と組み合わせて、改善された総溶解度を実現し、場合によっては、Ｅ－ＯＳＰにおけるより低い濃度の酸化防止剤でさえＮＯＡＣＫ揮発性をさらに改善することができる。
【0031】
Ｅ－ＯＳＰおよび酸化防止剤の潤滑剤組成物を作製するために、酸化防止剤はＥ－ＯＳＰに溶解される。溶解は、周囲温度などの任意の有用な温度で実施することができるが、溶解を加速するために加熱することによって促進することができる。加熱は、一般に、約３０℃、４０℃、または５０℃～約２００℃、１５０℃、または１００℃など、酸化防止剤またはＥ－ＯＳＰのいずれかの任意の顕著な揮発性または分解が発生する温度よりも低い温度までである。溶解は、２つの成分を一緒に混合する任意の既知の方法または装置を使用して達成することができる。
【0032】
Ｅ－ＯＳＰおよび酸化防止剤の潤滑剤組成物は、Ｅ－ＯＳＰが基油に油溶性（混和性）である炭化水素潤滑剤組成物を作製するための基剤の炭化水素油への添加剤として使用され得る。本開示の潤滑剤調合物は、５０超～９９．９重量パーセント（重量％）の基油と、０．０１重量％～最大５０重量％のＥ－ＯＳＰおよび酸化防止剤組成物とを含み得、重量％は、炭化水素潤滑剤組成物の総重量に基づく。好ましい実施形態では、炭化水素潤滑剤配合物は、８０重量％～９９重量％の炭化水素基油と、１重量％～２０重量％のＥ－ＯＳＰおよび酸化防止剤とを含む。
【0033】
潤滑剤調合物の炭化水素基油は、米国石油協会（ＡＰＩ）のグループＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＶの炭化水素基油、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、炭化水素潤滑剤組成物の基油は、ＡＰＩのグループＩＩＩまたはＩＶの炭化水素基油である。ＡＰＩのグループＩ～ＩＶの炭化水素油の組成は以下の通りである。グループＩＩおよびグループＩＩＩの炭化水素油は、典型的には、過酷な水素化工程を使用して従来のグループＩの供給原料から調製されて、芳香族化合物、硫黄、窒素の含有量を低減させ、続いて、脱ロウ、水素化仕上げ、抽出、および／または蒸留工程を行って、完成した基油を生成する。グループＩＩおよびＩＩＩの基原料は、硫黄、窒素、および芳香族化合物の含有量が非常に低いという点で、従来の溶媒精製されたグループＩの基原料とは異なる。結果として、これらの基油は、従来の溶媒精製された基原料とは組成的に非常に異なる。ＡＰＩは、これらの異なる基原料の種類を以下のように分類した。グループＩ、＞０．０３重量％の硫黄、および／または＜９０体積％の飽和脂肪酸、８０～１２０の粘度指数、グループＩＩ、≦０．０３重量％の硫黄、および≧９０体積％の飽和脂肪酸、８０～１２０の粘度指数、グループＩＩＩ、≦０．０３重量％の硫黄、および≧９０体積％の飽和脂肪酸、＞１２０の粘度指数。グループＩＶは、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。水素化処理された基原料および触媒的に脱ロウされた基原料は、硫黄および芳香族化合物の低い含有量のため、一般にグループＩＩおよびグループＩＩＩの区分に分類される。
【0034】
炭化水素油に添加された場合のＥ－ＯＳＰ酸化防止剤組成物は、ＮＯＡＣＫ空気揮発性を改善するのに役立つだけでなく、Ｅ－ＯＳＰを含まない炭化水素潤滑剤組成物内により高い濃度の酸化防止剤を組み込む（可溶化する）能力などの他の特性も改善する。同様に、Ｅ－ＯＳＰ酸化防止剤組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２に従って測定される場合、４０℃で少なくとも８ｃＳｔの動粘度を有する基油の粘度指数を改善すると同時に、Ｅ－ＯＳＰ酸化防止剤組成物を炭化水素基油にブレンドすることにより、潤滑剤の低温（０℃または－２０℃）粘度を低下させ得る。言い換えれば、炭化水素基油にＥ－ＯＳＰ酸化防止剤組成物を含めることは、炭化水素基油単独と比較して、粘度指数の望ましい改善および低温粘度の好ましい低下をもたらす可能性がある。
【0035】
本開示はまた、例えば、内燃機関に使用するための炭化水素潤滑剤組成物の形成方法も提供する。この方法は、本明細書に記載されるように炭化水素基油を提供することと、炭化水素基油を、既に形成されたＥ－ＯＳＰおよび酸化防止剤組成物と混合すること、すなわち、酸化防止剤が最初にＥ－ＯＳＰに溶解され、次に炭化水素基油に混合されて、内燃機関に特に有用であり得る炭化水素潤滑剤組成物を形成することとを含む。
【0036】
Ｅ－ＯＳＰおよび酸化防止剤の潤滑剤組成物、ならびに炭化水素潤滑剤組成物はまた、鉄腐食防止剤、黄色金属不動態化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、消泡剤、解乳化剤、染料などの１つ以上の添加剤も有利に含有し得る。
【実施例】
【0037】
略語
米国試験材料協会（ＡＳＴＭ）；粘度指数（ＶＩ）；グラム（ｇ）；摂氏（℃）；モル（ｍｏｌ）；比較例（Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．）；発明例（Ｅｘ）；動粘度（ＫＶ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、およびｐ－トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）。
米国試験材料協会（ＡＳＴＭ）；粘度指数（ＶＩ）；グラム（ｇ）；摂氏（℃）；モル（ｍｏｌ）；比較例（Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．）；発明例（Ｅｘ）；動粘度（ＫＶ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、およびｐ－トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）。
【0038】
試験方法
本明細書に提供される実施例および比較例の特性を測定するために次の方法を使用した。ＡＳＴＭ Ｄ７０４２に従ってＫＶを測定した（ＫＶ４０は４０℃での動粘度、ＫＶ１００は１００℃での動粘度、ＫＶ－２０は－２０℃での動粘度）。ＡＳＴＭ Ｄ９７に従って流動点を測定した。ＡＳＴＭ Ｄ２２７０に従ってＶＩを計算する。
本明細書に提供される実施例および比較例の特性を測定するために次の方法を使用した。ＡＳＴＭ Ｄ７０４２に従ってＫＶを測定した（ＫＶ４０は４０℃での動粘度、ＫＶ１００は１００℃での動粘度、ＫＶ－２０は－２０℃での動粘度）。ＡＳＴＭ Ｄ９７に従って流動点を測定した。ＡＳＴＭ Ｄ２２７０に従ってＶＩを計算する。
【0039】
材料
【表1】
【0040】
次の化合物は、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄから入手した：ＰＴＳＡ、Ｎａ２ＣＯ３（中和剤）、ＫＯＨ（中和剤）、ケイ酸マグネシウム（塩吸収剤）。次の化合物は、Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手した：ｎ－ペンタン酸（酸）
【0041】
ＯＳＰ－エステル（Ｅ－ＯＳＰ）の合成
ｎ－ペンタン酸によるＯＳＰ１８のエステル化（ＯＳＰ１８－Ｃ５）
ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１８（３５０ｇ、０．７４９ｍｏｌ）およびｎ－ペンタン酸（７６．５ｇ、０．７４９ｍｏｌ）をトルエン（５００ｍＬ）中で室温（２３℃）で撹拌して、第１の混合物を形成した。ＰＴＳＡ（１．４２ｇ、０．００７４９ｍｏｌ）を撹拌しながら第１の混合物に添加して、第２の混合物を形成した。第２の混合物を１６５℃で一晩中ディーン・スタークで還流させて、１３．０ｍＬの水を除去して、第３の混合物を形成した。第３の混合物を室温に冷却し、次にＮａ２ＣＯ３（５０ｇ）を添加して、第４の混合物を形成した。第４の混合物を一晩撹拌して、ＰＴＳＡを中和した。ケイ酸マグネシウム（１０ｇ）を第４の混合物に添加して、第５の混合物を形成し、６０℃で３時間撹拌して、生成された塩を第５の混合物中に吸収した。第５の混合物を濾紙で濾過した。濾過後、残留溶媒を真空蒸留によって除去して、濃黄色の液体（３３０ｇ、収率＝８０％、モルキャッピング率＝９８％）を得た。
ｎ－ペンタン酸によるＯＳＰ１８のエステル化（ＯＳＰ１８－Ｃ５）
ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１８（３５０ｇ、０．７４９ｍｏｌ）およびｎ－ペンタン酸（７６．５ｇ、０．７４９ｍｏｌ）をトルエン（５００ｍＬ）中で室温（２３℃）で撹拌して、第１の混合物を形成した。ＰＴＳＡ（１．４２ｇ、０．００７４９ｍｏｌ）を撹拌しながら第１の混合物に添加して、第２の混合物を形成した。第２の混合物を１６５℃で一晩中ディーン・スタークで還流させて、１３．０ｍＬの水を除去して、第３の混合物を形成した。第３の混合物を室温に冷却し、次にＮａ２ＣＯ３（５０ｇ）を添加して、第４の混合物を形成した。第４の混合物を一晩撹拌して、ＰＴＳＡを中和した。ケイ酸マグネシウム（１０ｇ）を第４の混合物に添加して、第５の混合物を形成し、６０℃で３時間撹拌して、生成された塩を第５の混合物中に吸収した。第５の混合物を濾紙で濾過した。濾過後、残留溶媒を真空蒸留によって除去して、濃黄色の液体（３３０ｇ、収率＝８０％、モルキャッピング率＝９８％）を得た。
【0042】
ｎ－ペンタン酸によるＯＳＰ１２のエステル化（ＯＳＰ１２－Ｃ５）
ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１２（３７４ｇ、１ｍｏｌ）およびｎ－ペンタン酸（１０２ｇ、１ｍｏｌ）をトルエン（５００ｍＬ）中で混合し、室温（２３℃）で撹拌して、第１の混合物を形成した。ＰＴＳＡ（１．９０ｇ、０．００１ｍｏｌ）を撹拌しながら第１の混合物に添加して、第２の混合物を形成した。第２の混合物を１３５℃で一晩中ディーン・スタークで還流させて、１８．０ｍＬの水を除去して、第３の混合物を形成した。第３の混合物を室温に冷却し、次にＫＯＨ（１．１２ｇ、０．００２ｍｏｌ）を添加して、第４の混合物を形成した。第４の混合物を一晩撹拌して、ＰＴＳＡを中和した。ケイ酸マグネシウム（１０ｇ）を第４の混合物に添加して、第５の混合物を形成し、６０℃で３時間撹拌して、生成された塩を第５の混合物中に吸収した。第５の混合物を濾紙で濾過した。濾過後、残留溶媒を真空蒸留によって除去して、淡黄色の液体（３８８ｇ、収率＝８４％、モルキャッピング率＝９４％）を得た。
ＵＣＯＮ（商標）ＯＳＰ－１２（３７４ｇ、１ｍｏｌ）およびｎ－ペンタン酸（１０２ｇ、１ｍｏｌ）をトルエン（５００ｍＬ）中で混合し、室温（２３℃）で撹拌して、第１の混合物を形成した。ＰＴＳＡ（１．９０ｇ、０．００１ｍｏｌ）を撹拌しながら第１の混合物に添加して、第２の混合物を形成した。第２の混合物を１３５℃で一晩中ディーン・スタークで還流させて、１８．０ｍＬの水を除去して、第３の混合物を形成した。第３の混合物を室温に冷却し、次にＫＯＨ（１．１２ｇ、０．００２ｍｏｌ）を添加して、第４の混合物を形成した。第４の混合物を一晩撹拌して、ＰＴＳＡを中和した。ケイ酸マグネシウム（１０ｇ）を第４の混合物に添加して、第５の混合物を形成し、６０℃で３時間撹拌して、生成された塩を第５の混合物中に吸収した。第５の混合物を濾紙で濾過した。濾過後、残留溶媒を真空蒸留によって除去して、淡黄色の液体（３８８ｇ、収率＝８４％、モルキャッピング率＝９４％）を得た。
【0043】
調合物の調製
表２～４に特定されるように、調合物の各成分を２０ｍＬガラスビーカーに添加して、８０℃で３０分間、３０００ｒｐｍで攪拌して１０ｍＬの試料を形成することによって調合物を調製した。得られた各調合物は、透明で均質であった。表２の酸化防止剤をＥ－ＯＳＰに添加するたびに、ＮＯＡＣＫ揮発性はその溶解限度まで大幅に改善された。
表２～４に特定されるように、調合物の各成分を２０ｍＬガラスビーカーに添加して、８０℃で３０分間、３０００ｒｐｍで攪拌して１０ｍＬの試料を形成することによって調合物を調製した。得られた各調合物は、透明で均質であった。表２の酸化防止剤をＥ－ＯＳＰに添加するたびに、ＮＯＡＣＫ揮発性はその溶解限度まで大幅に改善された。
【0044】
表３は、基剤の炭化水素油にＥ－ＯＳＰまたは酸化防止剤を添加すると、ＮＯＡＣＫ揮発性が増すことを示す。驚くべきことに、Ｅ－ＯＳＰと酸化防止剤との組み合わせは、炭化水素基油への個々の添加と比較して、より低いＮＯＡＣＫ揮発性を実現する（試料Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、比較例Ｃ、Ｄ、およびＥ、ならびにＤ１、Ｄ２、およびＤ３と、比較例Ｆ、Ｇ、およびＨを参照されたい）。同様に、Ｅ－ＯＳＰと酸化防止剤との組み合わせにより、炭化水素基油に酸化防止剤を組み込むことができ、さもなければ、単独では炭化水素基油に不溶であろう（例えば、Ｄ６および比較例Ｊを参照されたい）。表４は、酸化防止剤の組み合わせが炭化水素油中のＥ－ＯＳＰとともに用いることができ、炭化水素油に単独で添加した場合のみよりも高いレベルで酸化防止剤を組み込むことができることを示す（試料Ｄ１７および比較例Ｉを参照されたい）。
本発明は以下の態様を含み得る。
［１］
潤滑剤組成物であって、
酸化防止剤と、
エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）と、を含み、前記酸化防止剤が、前記酸化防止剤および前記エステル化ポリアルキレングリコールの重量に基づいて、少なくとも０．５重量％～２０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、潤滑剤組成物。
［２］
Ｒ ３ Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される、［１］に記載の潤滑剤組成物。
［３］
Ｒ ４ が、２～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、［１］または［２］のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
［４］
Ｒ １ が、８～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、［１］～［３］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［５］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、ホスファイト、セレニド、ジチオカルバメート、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［４］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［６］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、スルフィド、ホスファイト、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［５］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［７］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［６］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［８］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノールからなり、前記ヒンダードフェノールが、１～３個のフェノール環を有する、［１］～［７］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［９］
前記酸化防止剤が、少なくとも０．７５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、［１］～［８］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１０］
前記酸化防止剤の量が、最大で１０重量％である、［１］～［９］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１１］
前記潤滑剤組成物が、任意の炭化水素基油を含まない、［１］～［１０］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１２］
炭化水素潤滑剤組成物であって、
（ｉ）酸化防止剤、
（ｉｉ）エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）、および
（ｉｉｉ）炭化水素基油であって、前記酸化防止剤が、前記潤滑剤組成物の重量に基づいて少なくとも０．１重量％～１０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶であり、前記炭化水素油が、前記潤滑剤組成物の総重量の少なくとも５０重量％の量で組成物中に存在する、炭化水素基油からなる、炭化水素潤滑剤組成物。
［１３］
前記酸化防止剤の溶解度が、前記エステル化ポリアルキレングリコールを含まない炭化水素基油の前記酸化防止剤の溶解度と比較して、前記潤滑剤組成物において重量でより大きい、［１２］に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１４］
前記炭化水素基油が、米国石油協会（ＡＰＩ）のグループＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＶの炭化水素基油、またはそれらの組み合わせから選択される、［１２］または［１３］に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１５］
前記基油が、ＡＰＩのグループＩＩＩまたはＡＰＩのグループＩＶの炭化水素基油である、［１２］～［１４］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１６］
前記エステル化されたポリアルキレングリコールが、前記潤滑剤組成物の１重量％～３０重量％の量で存在する、［１２］～［１５］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１７］
前記酸化防止剤が、前記潤滑剤組成物の少なくとも０．２５重量％の量で存在する、［１２］～［１５］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１８］
炭化水素潤滑剤組成物を形成する方法であって、
（ｉ）最初に、酸化防止剤を次の構造：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）で表されるエステル化ポリアルキレングリコールに溶解して、前記酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液を形成することと、次いで、
（ｉｉ）基剤の炭化水素油を、前記酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液と混合して、潤滑剤組成物を形成することであって、前記炭化水素潤滑剤組成物が、均質な溶液である、形成することと、を含む、方法。
［１９］
前記炭化水素潤滑剤組成物中に存在する前記酸化防止剤の量が、前記エステル化ポリアルキレングリコールを含まない前記基剤の炭化水素油に可溶である量よりも多い、［１８］に記載の方法。
［２０］
ｎおよびｍが、それぞれ独立して、２～６の範囲の整数である、［１８］または［１９］のいずれかに記載の方法。
本発明は以下の態様を含み得る。
［１］
潤滑剤組成物であって、
酸化防止剤と、
エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）と、を含み、前記酸化防止剤が、前記酸化防止剤および前記エステル化ポリアルキレングリコールの重量に基づいて、少なくとも０．５重量％～２０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、潤滑剤組成物。
［２］
Ｒ ３ Ｏが、１，２－ブチレンオキシドから誘導される、［１］に記載の潤滑剤組成物。
［３］
Ｒ ４ が、２～８個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、［１］または［２］のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
［４］
Ｒ １ が、８～１４個の炭素原子を有する直鎖アルキルである、［１］～［３］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［５］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、ホスファイト、セレニド、ジチオカルバメート、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［４］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［６］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、スルフィド、ホスファイト、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［５］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［７］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、アミン、またはそれらの組み合わせからなる、［１］～［６］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［８］
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノールからなり、前記ヒンダードフェノールが、１～３個のフェノール環を有する、［１］～［７］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［９］
前記酸化防止剤が、少なくとも０．７５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶である、［１］～［８］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１０］
前記酸化防止剤の量が、最大で１０重量％である、［１］～［９］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１１］
前記潤滑剤組成物が、任意の炭化水素基油を含まない、［１］～［１０］のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物。
［１２］
炭化水素潤滑剤組成物であって、
（ｉ）酸化防止剤、
（ｉｉ）エステル化ポリアルキレングリコール：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）、および
（ｉｉｉ）炭化水素基油であって、前記酸化防止剤が、前記潤滑剤組成物の重量に基づいて少なくとも０．１重量％～１０重量％の量で存在し、前記酸化防止剤が、少なくとも０．５重量％の量で前記エステル化ポリアルキレングリコールに可溶であり、前記炭化水素油が、前記潤滑剤組成物の総重量の少なくとも５０重量％の量で組成物中に存在する、炭化水素基油からなる、炭化水素潤滑剤組成物。
［１３］
前記酸化防止剤の溶解度が、前記エステル化ポリアルキレングリコールを含まない炭化水素基油の前記酸化防止剤の溶解度と比較して、前記潤滑剤組成物において重量でより大きい、［１２］に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１４］
前記炭化水素基油が、米国石油協会（ＡＰＩ）のグループＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＩＩの炭化水素基油、ＡＰＩのグループＩＶの炭化水素基油、またはそれらの組み合わせから選択される、［１２］または［１３］に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１５］
前記基油が、ＡＰＩのグループＩＩＩまたはＡＰＩのグループＩＶの炭化水素基油である、［１２］～［１４］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１６］
前記エステル化されたポリアルキレングリコールが、前記潤滑剤組成物の１重量％～３０重量％の量で存在する、［１２］～［１５］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１７］
前記酸化防止剤が、前記潤滑剤組成物の少なくとも０．２５重量％の量で存在する、［１２］～［１５］のいずれか一項に記載の炭化水素潤滑剤組成物。
［１８］
炭化水素潤滑剤組成物を形成する方法であって、
（ｉ）最初に、酸化防止剤を次の構造：
Ｒ １ ［Ｏ（Ｒ ２ Ｏ） ｎ （Ｒ ３ Ｏ） ｍ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ ４ ］ ｐ
（式中、Ｒ １ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～３０個の炭素原子を有するアリールであり、Ｒ ２ Ｏは、１，２－プロピレンオキシドから誘導されたオキシプロピレン部分であり、Ｒ ３ Ｏは、ブチレンオキシドから誘導されたオキシブチレン部分であり、Ｒ ２ ＯおよびＲ ３ Ｏは、ブロックまたはランダム分布であり、Ｒ ４ は、１～１８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、４～１８個の炭素原子を有する分岐アルキル、または６～１８個の炭素原子を有するアリールであり、ｎおよびｍは、それぞれ独立して、０～２０の範囲の整数であり、ｎ＋ｍは、０より大きく、ｐは、１～４の整数である）で表されるエステル化ポリアルキレングリコールに溶解して、前記酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液を形成することと、次いで、
（ｉｉ）基剤の炭化水素油を、前記酸化防止剤およびエステル化ポリアルキレングリコールの溶液と混合して、潤滑剤組成物を形成することであって、前記炭化水素潤滑剤組成物が、均質な溶液である、形成することと、を含む、方法。
［１９］
前記炭化水素潤滑剤組成物中に存在する前記酸化防止剤の量が、前記エステル化ポリアルキレングリコールを含まない前記基剤の炭化水素油に可溶である量よりも多い、［１８］に記載の方法。
［２０］
ｎおよびｍが、それぞれ独立して、２～６の範囲の整数である、［１８］または［１９］のいずれかに記載の方法。
【0045】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【0046】
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【0047】
【表10】
【表11】
