特表 2023-535706 良好な煤処理性能を示すヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されたスクシンイミド分散剤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-21

(54)【発明の名称】良好な煤処理性能を示すヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されたスクシンイミド分散剤

(51)【国際特許分類】

   C10M 159/12 20060101AFI20230814BHJP

   C10M 133/16 20060101ALN20230814BHJP

   C10M 133/56 20060101ALN20230814BHJP

   C10M 129/18 20060101ALN20230814BHJP

   C10M 159/16 20060101ALN20230814BHJP

   C10N 30/04 20060101ALN20230814BHJP

   C10N 40/25 20060101ALN20230814BHJP

【ＦＩ】

C10M159/12

C10M133/16

C10M133/56

C10M129/18

C10M159/16

C10N30:04

C10N40:25

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023504164

(86)(22)【出願日】2021-07-22

(85)【翻訳文提出日】2023-03-08

(86)【国際出願番号】 IB2021056637

(87)【国際公開番号】W WO2022018682

(87)【国際公開日】2022-01-27

(31)【優先権主張番号】63/055,547

(32)【優先日】2020-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】598037547

【氏名又は名称】シェブロン・オロナイト・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シャー、プリヤンク エヌ．

(72)【発明者】

【氏名】ミラー、モーガン エル．

【テーマコード（参考）】

4H104

【Ｆターム（参考）】

4H104BA02A

4H104BA07A

4H104BA08A

4H104BB09R

4H104BE11R

4H104BF03R

4H104CA04A

4H104DA02A

4H104DA06A

4H104DB03R

4H104LA02

4H104PA41

(57)【要約】

分散剤組成物が記載される。組成物は、構造：式（Ｉ）
【化Ｉ】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びヒドロカルビルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤組成物を含む。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散剤組成物であって、
構造Ｉ：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びヒドロカルビルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤組成物を含む、前記分散剤組成物。

【請求項2】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、モノスクシンイミド、ビススクシンイミド、トリススクシンイミド、またはそれらの混合物である、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項3】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、少なくとも１つのスクシンイミド無水物及びポリアミンの反応生成物である、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項4】

前記ポリアミンが、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、またはポリアルキレンアミンである、請求項３に記載の分散剤組成物。

【請求項5】

前記反応生成物が、さらに、有機酸化物、反応性ホウ素化合物、または有機カルボナートで後処理される、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項6】

さらに、第２のスクシンイミドを含む、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項7】

前記第２のスクシンイミドが、有機カルボナート、グリシドール、構造Ｉとは異なるグリシジルエーテル、有機酸化物、または反応性ホウ素化合物で後処理されている、請求項７に記載の分散剤組成物。

【請求項8】

Ｒ_２及びＲ_３の少なくとも１つが、水素原子である、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項9】

さらに、マンニッヒ反応で調製される分散剤を含む、請求項１に記載の分散剤組成物。

【請求項10】

潤滑油組成物であって、
基油、
構造Ｉ：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びヒドロカルビルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤組成物
を含む、前記潤滑油組成物。

【請求項11】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、モノスクシンイミド、ビススクシンイミド、トリススクシンイミド、またはそれらの混合物である、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項12】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、少なくとも１つのスクシンイミド無水物及びポリアミンの反応生成物である、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項13】

前記ポリアミンが、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、またはポリアルキレンアミンである、請求項１２に記載の潤滑油組成物。

【請求項14】

前記反応生成物が、さらに、有機酸化物、反応性ホウ素化合物、または有機カルボナートで後処理される、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項15】

さらに、第２のスクシンイミドを含む、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項16】

前記第２のスクシンイミドが、有機カルボナート、グリシドール、構造Ｉとは異なるグリシジルエーテル、有機酸化物、または反応性ホウ素化合物で後処理されている、請求項１５に記載の潤滑油組成物。

【請求項17】

Ｒ_２及びＲ_３の少なくとも１つが、水素原子である、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項18】

さらに、マンニッヒ反応で調製される分散剤を含む、請求項１０に記載の潤滑油組成物。

【請求項19】

エンジン内の、煤が引き起こす粘度増加を低減する方法であって、前記方法が、
分散剤組成物を前記エンジンに導入すること、を含み、前記分散剤組成物が、
構造Ｉ：

【化I】

（式中、Ｒ１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ２及びＲ３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びポリアルケニルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤を含み；前記方法が、
前記エンジンを作動すること、を含む、前記方法。

【請求項20】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、モノスクシンイミド、ビススクシンイミド、トリススクシンイミド、またはそれらの混合物である、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記ヒドロカルビルスクシンイミドが、少なくとも１つのスクシンイミド無水物及びポリアミンの反応生成物である、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記ポリアミンが、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサミン、またはポリアルキレンアミンである、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記分散剤組成物が、さらに、第２のスクシンイミドを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項24】

前記第２のスクシンイミドが、有機酸化物、反応性ホウ素化合物、または有機カルボナートで後処理される、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

Ｒ_２及びＲ_３の少なくとも１つが、水素原子である、請求項１９に記載の方法。

【請求項26】

さらに、マンニッヒ反応で作製される分散剤を含む、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示は、潤滑油添加剤組成物に関する。より具体的には、本開示は、分散剤添加剤組成物、それを含有する潤滑油組成物、及びそれらの組成物を使用するための方法について記載する。

【背景技術】

【0002】

背景
重要なエンジン部品を清潔に保ち、寿命を延ばし、適切な排出量を維持し、良好な燃費を達成するために、潤滑油に分散剤を添加することができる。

【0003】

おそらく、最も広く使用される分散剤は、スクシンイミドである。スクシンイミド分散剤は、通常、極性ヘッド及び長い炭化水素尾部を有する。極性頭部は、不溶性物質、例えば、煤、スラッジ、及び他の不純物に付着し得るが、長い炭化水素尾部は、分散剤を油に懸濁した状態を保つ。いくつかの分散剤極性頭部は、固体粒子に付着すると、もはや、他の不純物と結合して大きな粒子を形成することができなくなる。これは、エンジンの表面に堆積し得るが、油が交換される時にさらにエンジンから除去される。

【0004】

逆に、適切な分散性を有さないと、スラッジの凝集、不溶性物質の沈殿、煤粒子の凝集、堆積物の形成、フィルターの目詰まり、油の増粘、摩耗などが引き起こされ得る。

【0005】

潤滑剤業界には、分散性を改善することを目的とした多くの継続的な取り組みがある。

【発明の概要】

【0006】

要約
一態様では、以下を含む分散剤組成物が提供される：
構造：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びヒドロカルビルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤組成物。

【0007】

別の態様では、以下を含む潤滑油組成物が提供される：
基油；
構造：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びヒドロカルビルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤組成物。

【0008】

別の態様では、エンジン内の煤が引き起こす粘度増加を低減する方法が提供され、この方法は、以下を含む：
分散剤組成物をエンジンに導入すること（分散剤組成物は、構造：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、４～２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である）を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテル及びポリアルケニルスクシンイミドの反応生成物を含むスクシンイミド分散剤を含む）、ならびに、
当該エンジンを作動させること。

【発明を実施するための形態】

【0009】

詳細な記述
定義
本明細書に伴って使用される以下の用語は、そのように定義される。

【0010】

「スクシンイミド」という用語は、当該技術分野では、コハク酸無水物とアミンとの反応で形成され得るアミド、イミド、及びアミジン種の多くを含むと理解される。しかし、主な生成物は、スクシンイミドであり、この用語は、一般に、アルケニルまたはアルキル置換コハク酸または無水物とアミンとの反応の生成物を意味するものとして受け入れられている。アルケニルまたはアルキルスクシンイミドは、多数の参考文献に開示され、当該技術分野で周知である。「スクシンイミド」という専門用語に包含されるスクシンイミド及び関連物質の特定の基本的なタイプは、米国特許第２，９９２，７０８号；同第３，０１８，２９１号；同第３，０２４，２３７号；同第３，１００，６７３号；同第３，２１９，６６６号；同第３，１７２，８９２号；及び同第３，２７２，７４６号に教示される。

【0011】

「後処理剤」という用語は、スクシンイミドを官能化可能な試薬を指す。

【0012】

「ヒドロカルビル」という用語は、飽和及び不飽和炭化水素を含む炭化水素に由来する化学基または部分を指す。ヒドロカルビル基の例としては、アルケニル、アルキル、ポリアルケニル、ポリアルキル、フェニルなどが挙げられる。

【0013】

「ＰＩＢＳＡ」という用語は、ポリイソブテニルまたはポリイソブチルコハク酸無水物の略語である。

【0014】

本明細書で使用される『油溶性』または『油分散性』という用語は、化合物または添加剤が、あらゆる割合で、油に可溶性、溶解性、混和性、または懸濁可能であることを必ずしも示すものではない。しかし、これらは、例えば、油が用いられる環境で意図された効果を発揮するのに十分な程度まで、油に溶解性または安定的に分散性があることを意味する。さらに、必要に応じて、他の添加剤をさらに組み込むことにより、より高いレベルの特定の添加剤の組み込みも可能になり得る。

【0015】

要素の組み合わせ、サブセット、グループなど（例えば、組成物中の構成成分の組み合わせ、または方法中のステップの組み合わせ）が開示される場合、これらの要素の様々な個々の及び集合的な組み合わせ及び順列のそれぞれの特定の参照が、明示的に開示されていないことがあるが、それぞれが具体的に企図され、本明細書に記載されると理解される。

【0016】

本発明は、新規の分散剤添加剤組成物と、それを含有する潤滑油組成物について記載する。１つ以上の実施形態によれば、本発明は、第１の分散剤（または１次分散剤）と、任意に、第２の分散剤（または２次分散剤）を含む分散剤配合物を提供する。第１の分散剤（または１次分散剤）は、以下の構造Ｉに示されるヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されているスクシンイミドである。第２の分散剤（または２次分散剤）は、後処理を伴うまたは伴わないスクシンイミドである。いくつかの実施形態では、分散剤配合物は、第３の分散剤を含み、第３の分散剤は、マンニッヒ分散剤である。

【0017】

本発明は、エンジン内の、煤が引き起こす粘度増加を低減する方法についても記載し、分散剤配合物またはそれを含有する潤滑油組成物が、優れた煤分散能力を提供するためにエンジンに導入される。分散剤配合物は、第１のスクシンイミド分散剤と、任意に、第２のスクシンイミド分散剤を含み、第１及び第２のスクシンイミド分散剤は異なる。第１の分散剤は、以下の構造Ｉに示されるヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されているスクシンイミドである。第２の分散剤は、後処理を伴うまたは伴わないスクシンイミドである。いくつかの実施形態では、分散剤配合物は、第３の分散剤を含み、第３の分散剤は、マンニッヒ分散剤である。

【0018】

いくつかの実施形態では、第１の分散剤がヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されているが、第２の分散剤が後処理されていないか、または２次後処理剤で後処理されているという点で、第１及び第２の分散剤は異なっていてもよい。一般に、２次後処理剤は、１次スクシンイミド分散剤を後処理するために使用されるヘテロ芳香族グリシジルエーテル（構造Ｉ）とは異なるであろう。２次後処理剤の好適例としては、反応性ホウ素化合物、有機カルボナート（例えば、エチレンカルボナート）、有機酸化物（例えば、アルキレンオキシド）、グリシドール、グリシジルエーテル、または専門文献で既知の他の後処理試薬が挙げられる。

【0019】

ホウ素源として使用することができる好適なホウ素化合物としては、例えば、ホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステルなどが挙げられる。ホウ酸の代表例としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、パラホウ酸などが挙げられる。ホウ酸塩の代表例としては、ホウ酸アンモニウム、例えば、メタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウムなどが挙げられる。ホウ酸エステルの代表例としては、モノメチルボラート、ジメチルボラート、トリメチルボラート、モノエチルボラート、ジエチルボラート、トリエチルボラート、モノプロピルボラート、ジプロピルボラート、トリプロピルボラート、モノブチルボラート、ジブチルボラート、トリブチルボラートなどが挙げられる。

【0020】

好適な有機カルボナートとしては、例えば、環状カルボナート、例えば、１，３－ジオキソラン－２－オン（エチレンカルボナート）；４－メチル－１，３－ジオキソラン－２－オン（プロピレンカルボナート）；４－エチル－１，３－ジオキソラン－２－オン（ブチレンカルボナート）；４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４，５－ジメチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４－エチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４，４－ジメチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４－メチル－５－エチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４，５－ジエチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；４，４－ジエチル－１，３－ジオキソラン－２－オン；１，３－ジオキサン－２－オン；４，４－ジメチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５，５－ジメチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５，５－ジヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５－メチル－１，３－ジオキサン－２－オン；４－メチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５－ヒドロキシ－１，３－ジオキサン－２－オン；５－ヒドロキシメチル－５－メチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５，５－ジエチル－１，３－ジオキサン－２－オン；５－メチル－５－プロピル－１，３－ジオキサン－２－オン；４，６－ジメチル－１，３－ジオキサン－２－オン；４，４，６－トリメチル－１，３－ジオキサン－２－オン、及びスピロ［１，３－オキサ－２－シクロヘキサノン－５，５’－１’，３’－オキサ－２’－シクロヘキサノン］が挙げられる。他の好適な環状カルボナートは、糖類、例えば、ソルビトール、グルコース、フルクトース、ガラクトースなどから、及び、当該技術分野で既知の方法でＣ１～Ｃ３０オレフィンから調製されたビシナルジオールから調製され得る。

【0021】

好適な有機酸化物としては、ヒドロカルビルオキシド（例えば、アルキレンオキシド）、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げられる。有機酸化物についてのより詳細な説明は、米国特許第３，３７３，１１１号及び第３，３６７，９４３号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。

【0022】

グリシドールは、次の式の市販の試薬である。

【化G】

【0023】

また、グリシドールは、アルコール中の水酸化カリウムの作用により、グリセロール－１－モノクロロヒドリンから調製され得る。例えば、Ｒｉｄｅｒ ｅｔ ａｌ．，ＪＡＣＳ，５２，１５２１（１９３０）（参照により本明細書に組み込まれる）を参照のこと。

【0024】

潤滑油に一緒に配合される場合、第１の分散剤及び第２の分散剤が相乗的に作用して、潤滑油に分散性の向上がもたらされる。

【0025】

いくつかの実施形態では、潤滑油は、第３の分散剤を含み、第３の分散剤は、マンニッヒ分散剤である。

【0026】

１次分散剤
本発明の１次分散剤は、ヘテロ芳香族グリシジルエーテルで後処理されているスクシンイミドである。より具体的には、１次分散剤は、（ｉ）ポリアルケニルスクシンイミド及び（ｉｉ）以下の構造を有するヘテロ芳香族グリシジルエーテルの反応生成物である：

【化I】

（式中、Ｒ_１は、約４～約２０の炭素原子を有するヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基である）。Ｒ_２及びＲ_３は、独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基である。いくつかの実施形態では、Ｒ_２及びＲ_３の少なくとも１つは、水素原子である。

【0027】

ヘテロアリール基またはヘテロアリールアルキル基を、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキル化合物で提供することができる。ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキル化合物は、一般に、１つ以上の複素環を組み込んだ多環式化合物である。ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキル化合物の具体例としては、カルバゾール、インドール、キノリン、インドリジン、キサンテン、プリン、クロメン、フェノチアジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、ジベンゾフラン、またはそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。

【0028】

スクシンイミド及びヘテロ芳香族グリシジルエーテル間の反応は、様々な条件下で進行し得る。この反応の詳細な議論は、米国特許第４，６１７，１３７号（参照により本明細書に組み込まれる）に開示されている。

【0029】

一般に、スクシンイミド及びヘテロ芳香族グリシジルエーテル間の反応は、ヘテロ芳香族グリシジルエーテルのスクシンイミドとの反応を引き起こすのに十分な温度で行われる。１つの方法によれば、反応温度は、約０℃～約２５０℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、反応温度は、約５０℃～約２００℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、反応温度は、約１００℃～約２００℃の範囲であり得る。

【0030】

スクシンイミド及びヘテロ芳香族グリシジルエーテル間の反応は、触媒、例えば、酸性、塩基性、またはルイス酸触媒の存在下で進行し得る。触媒の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、アルカンスルホン酸、アルカリ、またはアルカリ性炭酸塩が挙げられる。

【0031】

あるいは、スクシンイミド及びヘテロ芳香族グリシジルエーテル間の反応は、希釈剤中で行われ得、反応物は、溶媒、例えば、トルエン、キシレン、基油などの中で混合される。反応が完了すると、揮発性構成成分が取り除かれ得る。

【0032】

いくつかの実施形態では、１次スクシンイミド分散剤は、追加の機能性を付加するために、さらに、任意の後処理剤で後処理され得る。任意の後処理剤の例としては、有機酸化物、反応性ホウ素化合物、有機カルボナートなどが挙げられる。

【0033】

ヒドロカルビルスクシンイミド
ヒドロカルビルスクシンイミドを、例えば、米国特許公開第２０１８００３４６３５号及び米国特許第７，０９１，３０６号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるような任意の既知の方法で調製することができる。

【0034】

ヒドロカルビルスクシンイミドを、アルキル置換コハク酸無水物のポリアミンとの反応生成物として得ることができる。潤滑油用途では、コハク酸無水物は、通常、ポリイソブチレン（ＰＩＢＳＡ）またはＰＩＢＳＡタイプの部分などのアルキル鎖で、アルファ位で置換されている。しかし、本発明に適合する任意のアルキル基が、企図され得る。

【0035】

潤滑油用途では、ポリアルキレンポリアミンが、一般に、ポリアミンとして使用される。しかし、本発明に適合する任意のポリアミンが、企図され得る。

【0036】

ポリアミンは、アルキル置換コハク酸無水物と反応して、モル比に応じて、モノスクシンイミド、ビススクシンイミド、トリススクシンイミド、またはそれらの混合物を生じ得る。

【0037】

一実施形態では、構造

【化II】

（式中、Ｒは、約５００～約３０００の数平均分子量を有するポリアルケン基に由来するヒドロカルビル置換基であり）のヒドロカルビル置換コハク酸無水物を、ポリアミンと反応させることにより、ヒドロカルビルビススクシンイミドを得ることができる。

【0038】

一実施形態では、Ｒは、約１０００～約２５００の数平均分子量を有するポリアルケン基に由来するヒドロカルビル置換基である。一実施形態では、Ｒは、約５００～約３０００の数平均分子量を有するポリイソブテンに由来するポリイソブテニル置換基である。別の実施形態では、Ｒは、約１０００～約２５００の数平均分子量を有するポリイソブテンに由来するポリイソブテニル置換基である。

【0039】

好適なポリアミンは、直鎖または分枝鎖構造を有し得、環状、非環状、またはそれらの組み合わせであってよい。

【0040】

いくつかの実施形態では、ポリアキレンポリアミンは、ビススクシンイミド分散剤を調製するために使用され得る。そのようなポリアルキレンポリアミンは、通常、約２～約１２の窒素原子及び約２～２４の炭素原子を含有する。特に好適なポリアルキレンポリアミンとしては、式：Ｈ_２Ｎ－（Ｒ’ＮＨ）_ｘ－Ｈ（式中、Ｒ’は、２または３つの炭素原子を有する直鎖または分枝鎖のアルキレン基であり、ｘは、１～９である）を有するものが挙げられる。好適なポリアルキレンポリアミンの代表例としては、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、及びより重いポリアルキレンアミン（ＨＰＡ）が挙げられる。

【0041】

いくつかの実施形態では、ポリアミンは、環状基を含有してもよい。具体例としては、以下が挙げられる：Ｎ，Ｎ’－ビス－（２－アミノエチル）ピペラジン（Ｂｉｓ ＡＥＰ）、Ｎ－［（２－アミノエチル）２－アミノエチル］ピペラジン（ＰＥＥＤＡ）、１－（２－アミノエチル）－４－［（２－アミノエチル）アミノ］エチル］－ピペラジン）（ＡＥＰＥＥＤＡ）、及び１－［２－［［２－［（２－アミノエチル）アミノ］エチル］アミノ］エチル］－ピペラジン（ＰＥＤＥＴＡ）。

【0042】

本発明で使用するのに適したポリアミンの多くが、市販されており、他のものは、当該技術分野で周知の方法で調製され得る。例えば、アミンを調製するための方法及びそれらの反応物は、Sidgewick's “The Organic Chemistry of Nitrogen”, Clarendon Press, Oxford, 1966; Noller's “Chemistry of Organic Compounds”, Saunders, Philadelphia, 2nd Ed., 1957; and Kirk-Othmer's “Encyclopedia of Chemical Technology”, 2nd Ed., especially Volume 2, pp. 99 116に詳述される。

【0043】

一般に、約１３０℃～２２０℃（例えば、１３５℃～２００℃、１４５℃～１７５℃など）の温度で、ヒドロカルビル置換コハク酸無水物をポリアミンと反応させる。窒素またはアルゴンなどの不活性雰囲気下で、反応を実施することができる。一般に、ポリアルケニル置換コハク酸無水物に対するポリアミンの好適なモル電荷は、約０．３５：１～約１：１（例えば、０．４：１～０．７５：１）である。本明細書で使用される場合、「ポリアルケニル置換コハク酸無水物に対するポリアミンのモル電荷」は、コハク酸無水物反応物中のコハク酸基の数に対するポリアミンのモル数の比を意味する。

【0044】

好適なヒドロカルビルスクシンイミドの１つの部類は、以下の構造で表され得る：

【化III】

（式中、Ｒ及びＲ’は、上記の本明細書に記載の通りであり、ｙは、１～１１である）。

【0045】

ヘテロ芳香族グリシジルエーテル
ヘテロ芳香族グリシジルエーテルは、例えば、米国特許第７，２６５，２３２号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるような任意の既知の方法で調製されてもよい。

【0046】

１つの方法によれば、ヘテロ芳香族グリシジルエーテルは、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルアルコールをエピハロヒドリンと反応させることにより得られ得る。反応は、水性溶媒及び非水性溶媒の両方を含む多層溶媒系で行ってもよい。反応は、水酸化アルカリなどの水性塩基も含んでもよい。さらに、反応は、４級アンモニウム塩の存在により促進され得る。反応温度は、約０℃～約５０℃の範囲であってよい。

【0047】

２次分散剤
本発明の２次分散剤は、本発明の１次分散剤とは異なるスクシンイミド分散剤である。一実施形態によれば、２次スクシンイミド分散剤は、構造ＩＩＩに示されるようなヒドロカルビルスクシンイミドであってよい。

【0048】

いくつかの実施形態では、２次分散剤は、後処理されていない。他の実施形態では、２次分散剤は、２次後処理剤で後処理されている。一般に、２次後処理剤は、上記の１つ以上の薬剤を含む、本発明と適合性のある任意の後処理剤を含む。しかし、２次後処理剤は、構造Ｉに記載のヘテロ芳香族グリシジルエーテルとは異なる。

【0049】

マンニッヒ分散剤
本発明の潤滑油組成物は、マンニッヒ分散剤を含んでもよい。マンニッヒ分散剤は、マンニッヒ反応の生成物として得られる分散剤である。マンニッヒ分散剤は、潤滑油組成物の総重量に基づいて約１．５ｗｔ％～約２０ｗｔ％で存在し得る。

【0050】

特に有用なマンニッヒ分散剤は、米国特許第９，５２８，０７４号に記載され、これは、参照により本明細書に組み込まれる。ポリイソブチル置換ヒドロキシ芳香族化合物の縮合により、本マンニッヒ分散剤を調製することができ、ポリイソブチル基は、少なくとも約７０ｗｔ％のメチルビニリデン異性体を含有するポリイソブテンに由来し、約４００～約２５００の範囲の数平均分子量、アルデヒド、アミノ酸、またはそのエステル誘導体、及びアルカリ金属塩基を有する。

【0051】

一実施形態では、マンニッヒ縮合生成物は、式ＩＶの構造で表すことができる：

【化IV】

（式中、各Ｒは、独立して、－ＣＨＲ’－であり、Ｒ’は、１つの炭素原子～約１０の炭素原子を有する分枝状または直鎖アルキル、約３つの炭素原子～約１０の炭素原子を有するシクロアルキル、約６つの炭素原子～約１０の炭素原子を有するアリール、約７つの炭素原子～約２０の炭素原子を有するアルカリル、または約７つの炭素原子～約２０の炭素原子を有するアラルキルであり、Ｒ１は、少なくとも約７０ｗｔ％のメチルビニリデン異性体を含有するポリイソブテンに由来し且つ約４００～約２，５００の範囲の数平均分子量を有するポリイソブチル基であり；Ｘは、水素、アルカリ金属イオン、または１～約６つの炭素原子を有するアルキルであり；Ｗは、－［ＣＨＲ”］－ｍ（式中、各Ｒ”は、独立して、Ｈ、１つの炭素原子～約１５の炭素原子を有するアルキル、または１つの炭素原子～約１０の炭素原子及びアミノ、アミド、ベンジル、カルボキシル、ヒドロキシル、ヒドロキシフェニル、イミダゾリル、イミノ、フェニル、スルフィド、またはチオールからなる群より選択される１つ以上の置換基を有する置換アルキルであり；ｍは、１～４の整数である）であり；Ｙは、水素、１つの炭素原子～約１０の炭素原子を有するアルキル、－ＣＨＲ’ＯＨ（式中、Ｒ’は、上で定義された通りである）、または

【化Y】

（式中、Ｙ’は、－ＣＨＲ’ＯＨ（式中、Ｒ’は、上で定義された通りであり；Ｒ、Ｘ、及びＷは、上で定義された通りである）であり；Ｚは、ヒドロキシル、以下の式のヒドロキシフェニル基であり：

【化Z】

（式中、Ｒ、Ｒ１、Ｙ’、Ｘ、及びＷは、上で定義された通りである）、ｎは、０～２０の整数であり、但し、ｎ＝０である場合、Ｚは、以下でなければならない：

【化Z0】

（式中、Ｒ、Ｒ１、Ｙ’、Ｘ、及びＷは、上で定義された通りである）。

【0052】

潤滑油
本発明の潤滑油組成物は、基油；及び１次スクシンイミド分散剤を含む。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は、２次スクシンイミド分散剤を含む。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は、マンニッヒ分散剤を含む。

【0053】

本開示のスクシンイミド分散剤は、潤滑油中の分散剤添加剤として有用であり得る。このように用いられる場合、添加剤は、通常、潤滑油組成物中に０．００１～２０ｗｔ％（限定されないが、０．０１～５ｗｔ％、０．２～４ｗｔ％、０．５～３ｗｔ％、１～２ｗｔ％などを含む）（潤滑油組成物の総重量に基づく）の範囲の濃度で存在する。他の分散剤が潤滑油組成物中に存在する場合、より少ない量の添加剤が使用され得る。

【0054】

所望のグレードのエンジン油、例えば、０Ｗ、０Ｗ－８、０Ｗ－１６、０Ｗ－２０、０Ｗ－３０、０Ｗ－４０、０Ｗ－５０、０Ｗ－６０、５Ｗ、５Ｗ－２０、５Ｗ－３０、５Ｗ－４０、５Ｗ－５０、５Ｗ－６０、１０Ｗ、１０Ｗ－２０、１０Ｗ－３０、１０Ｗ－４０、１０Ｗ－５０、１５Ｗ、１５Ｗ－２０、１５Ｗ－３０、または１５Ｗ－４０のSociety of Automotive Engineers(SAE)粘度グレードの潤滑油組成物を得るために、基油として使用される油を、所望の最終用途及び最終油中の添加剤に応じて選択またはブレンドするであろう。

【0055】

潤滑粘度の油（「ベースストック」または「基油」と呼ばれる場合がある）は、潤滑剤の主要な液体成分であり、例えば、最終的な潤滑剤（または潤滑剤組成物）を得るために、添加剤と、場合により、他の油がブレンドされる。濃縮物の作製及びそれからの潤滑油組成物の作製に有用な基油は、天然（植物、動物、または鉱物）及び合成潤滑油ならびにそれらの混合物から選択され得る。

【0056】

本開示におけるベースストック及び基油の定義は、American Petroleum Institute (API) Publication 1509 Annex E (“API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils,” December 2016)に見出されるものと同じである。グループＩベースストックは、９０％未満の飽和物及び／または０．０３％を超える硫黄を含有し、８０以上且つ１２０未満の粘度指数（表Ｅ－１に指定された試験方法を使用）を有する。グループＩＩベースストックは、９０％以上の飽和分及び０．０３％以下の硫黄を含有し、８０以上且つ１２０未満の粘度指数（表Ｅ－１で指定された試験方法を使用）を有する。グループＩＩＩベースストックは、９０％以上の飽和物及び０．０３％以下の硫黄を含有し、１２０以上の粘度指数（表Ｅ－１に指定された試験方法を使用）を有する。グループＩＶベースストックは、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。グループＶベースストックは、グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、またはＩＶに含まれない他の全てのベースストックを含む。

【0057】

天然油は、動物油、植物油（例えば、ヒマシ油及びラード油）、ならびに鉱油を含む。好ましい熱酸化安定性を有する動物油及び植物油を使用することができる。天然油のうち、鉱油が好ましい。鉱油は、その原油源、例えば、パラフィン系、ナフテン系、または混合されたパラフィン系－ナフテン系であるかどうかに関して大きく異なる。石炭またはシェールに由来する油も有用である。天然油は、製造及び精製に使用される方法、例えば、蒸留範囲及び直留もしくは分解、水素化精製、または溶媒抽出されるかどうかによっても異なる。

【0058】

合成油は、炭化水素油を含む。炭化水素油は、油、例えば、重合及び共重合オレフィン（例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレンイソブチレンコポリマー、エチレン－オレフィンコポリマー、及びエチレン－アルファオレフィンコポリマー）を含む。ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）油ベースストックは、一般に使用される合成炭化水素油である。例として、Ｃ_８～Ｃ_１４オレフィン、例えば、Ｃ_８、Ｃ_１０、Ｃ_１２、Ｃ_１４オレフィンまたはそれらの混合物に由来するＰＡＯが利用され得る。

【0059】

基油として使用される他の有用な流体としては、高性能特性を提供するように処理されており、好ましくは、触媒的に処理されているか、または合成されている非従来型または非在来型のベースストックが挙げられる。

【0060】

非従来型または非在来型のベースストック／基油は、１つ以上のガス・トゥー・リキッド（ＧＴＬ）材料に由来するベースストック（複数可）の混合物、ならびに、天然ワックスまたはワックス原料に由来するイソメラート／イソデワキサートベースストック（複数可）、鉱油及び／または非鉱油ワックスフィードストック、例えば、スラックワックス、天然ワックス、ならびにワックスストック、例えば、軽油、ワックス燃料水素化分解装置ボトム、ワックスラフィネート、水素化分解生成物、熱分解生成物、または他の鉱物、鉱油、あるいは非石油由来のワックス物質、例えば、石炭液化またはシェール油から得られたワックス物質、ならびに、そのようなベースストックの混合物のうちの１つ以上を含む。

【0061】

本開示の潤滑油組成物で使用される基油は、優れた揮発性、安定性、粘度、及び清浄度の特徴により、ＡＰＩグループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩ、グループＩＶ、及びグループＶの油、ならびにそれらの混合物、好ましくは、ＡＰＩグループＩＩ、グループＩＩＩ、グループＩＶ、及びグループＶの油、ならびにそれらの混合物、より好ましくは、グループＩＩＩ～グループＶの基油に相当する様々な油のいずれかである。

【0062】

通常は、基油は、１００℃（ＡＳＴＭ Ｄ４４５）で２．５～２０ｍｍ^２／秒（例えば、３～１２ｍｍ^２／秒、４～１０ｍｍ^２／秒、または４．５～８ｍｍ^２／秒）の範囲の動粘度を有する。

【0063】

本潤滑油組成物は、これらの添加剤が分散または溶解した、完成した潤滑油組成物を得るために、補助機能を付与するための従来の潤滑油添加剤も含有してもよい。例えば、酸化防止剤、無灰分散剤、耐摩耗剤、金属界面活性剤などの界面活性剤、防錆剤、曇り除去剤(dehazing agents)、解乳化剤、摩擦調整剤、金属不活化剤、流動点降下剤、粘度調整剤、消泡剤、共溶媒、パッケージ相溶化剤、腐食防止剤、染料、極圧添加剤など、及びそれらの混合物と、潤滑油組成物をブレンドすることができる。様々な添加剤が知られており、市販されている。通常のブレンド手順により、本発明の潤滑油組成物の調製に、これらの添加剤またはそれらの類似化合物を用いることができる。

【0064】

上述の添加剤のそれぞれは、使用される場合、機能的に有効な量で使用され、潤滑剤に所望の特性を付与する。従って、例えば、添加剤が無灰分散剤である場合、この無灰分散剤の機能的に有効な量は、潤滑剤に所望の分散特性を付与するのに十分な量であろう。一般に、これらの添加剤のそれぞれの濃度は、使用される場合、別途明記のない限り、約０．００１～約２０ｗｔ％、例えば、約０．０１～約１０ｗｔ％、の範囲であってよい。

【0065】

例
以下の例（実施例）は、例示のみを目的としており、決して、本開示の範囲を限定しない。

【0066】

潤滑油ベースライン配合物Ａ
以下の構成成分を一緒にブレンドして、ＳＡＥ １０Ｗ－３０粘度グレード配合物を得ることにより、最初のベースライン潤滑油組成物を調製した：
（ａ）１級及び２級ジアルキルジチオリン酸亜鉛の混合物、
（ｂ）ビススクシンイミド分散剤、
（ｃ）スルホン酸マグネシウム界面活性剤、
（ｄ）カルシウムフェナート及びスルホン酸カルシウム、
（ｅ）アルキル化ジフェニルアミン及びヒンダードフェノール酸化防止剤、
（ｆ）モリブデンスクシンイミド酸化防止剤、
（ｇ）流動点降下剤、粘度指数向上剤、及び泡抑制剤、ならびに
（ｈ）グループＩＩ基油の混合物。

【0067】

比較例１
２．８７５ｗｔ％の後処理されていないスクシンイミド分散剤をベースライン配合物Ａに添加することにより、比較例１を配合した。

【0068】

比較例２
２．８７５ｗｔ％のグリシドールで後処理されたスクシンイミド分散剤をベースライン配合物Ａに添加することにより、比較例２を配合した。グリシドールで後処理されたスクシンイミド分散剤の調製を以下に記載する。

【0069】

撹拌させた２５０ｍＬの３口丸底フラスコに、１２２．２４ｇのビススクシンイミドを入れた。これは、２３００ＭＷの熱ＰＩＢＳＡ及びＨＰＡ（１．２４ｗｔ％の窒素）の反応生成物である。次に、ビススクシンイミドを、窒素パージ下でマントルを加熱することにより３５℃に加熱した。２．４５ｇのグリシドール（分子量＝７４．０８ｇ／モル、グリシドール：ＨＰＡ ＣＭＲ＝２）を、シリンジを使用してビススクシンイミドに３０分間かけて滴下した。混合物の温度を３５℃で１６．５時間維持した。最終生成物の希釈油分は、３３．８ｗｔ％であった。

【0070】

比較例３
２．８７５ｗｔ％のグリシドールで後処理されたスクシンイミド分散剤をベースライン配合物Ａに添加することにより、比較例３を配合した。グリシドールで後処理されたスクシンイミドの調製を以下に記載する。

【0071】

撹拌させた２５０ｍＬの３口丸底フラスコに、１２２ｇのビススクシンイミドを入れた。これは、２３００ＭＷの熱ＰＩＢＳＡ及びＨＰＡ（１．２４ｗｔ％の窒素）の反応生成物である。次に、窒素パージ下でマントルを加熱することにより、ビススクシンイミドを３５℃に加熱した。滴下漏斗を用いて、４．８８ｇのグリシドール（分子量＝７４．０８ｇ／モル、グリシドール：ＨＰＡ ＣＭＲ＝４）をビススクシンイミドに２時間かけて滴下した。混合物の温度を３５℃で１６．５時間維持した。最終生成物の希釈油分は、３３．１ｗｔ％であった。

【0072】

比較例３は、使用される仕込みモル比で比較例２とは異なる。

【0073】

例１
上記の２．８７５％の４－グリシジルオキシカルバゾールで後処理された分散剤をベースライン配合物Ａに添加することにより、本発明の例１を配合した。４－グリシジルオキシカルバゾールの調製を以下に記載する。

【0074】

撹拌させた２５０ｍＬの３口丸底フラスコに、１３７．７８ｇのビススクシンイミドを入れた。これは、２３００ＭＷの熱ＰＩＢＳＡ及びＨＰＡ（１．２１ｗｔ％の窒素）の反応生成物である。次に、ビススクシンイミドを、窒素パージ下でマントルを加熱することにより１３５℃に加熱した。８．７２ｇの４－グリシジルオキシカルバゾール（分子量＝２３９．２７ｇ／モル、４－グリシジルオキシカルバゾール：ＨＰＡ＝２）をビススクシンイミドに２時間かけて入れた。混合物の温度を、気温に３０分間維持した。生成物は、以下の特性を有していた：ＴＢＮ＝１９．８ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝１．５０ｗｔ％、希釈油分＝３３．８ｗｔ％。

【0075】

煤増粘ベンチテスト
煤分散性について本発明の例１及び比較例１～４を評価した。煤代用物であるカーボンブラックの添加から生じた粘度増加を分散及び制御する配合物の能力を測定するベンチテストを実施した。本試験では、各新しい油の試料をＶＵＬＣＡＮ（登録商標）ＸＣ７２Ｒカーボンブラック(Cabot Corporation)で処理し、Resodyn LabRAM II音響ミキサーを使用して４分間ホモジナイズして、カーボンブラックを完全に分散させた。次に、ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従ってＰＭＴ ＴＶ４０００温度浴(Tamson Instruments)内でZeitfuchs逆流クロスアーム粘度計(Cannon Instrument Company)を使用して、各潤滑油試料のＫＶ１００を１００℃で測定した。カーボンブラックを含有しない参照油試料と比較した粘度増加が報告される。小さい粘度増加は、煤分散性能の向上を示すが、試料の高い粘度増加またはゲル化は、分散性の不十分さを示す。煤増粘ベンチテストの結果を以下の表１にまとめる。

【表1】

【0076】

表１に見られるように、本発明の例１（実施例１）は、比較例（比較実施例）と比較して低い粘度増加を示した。これは、例１の芳香族後処理剤が優れた煤分散能力をもたらすことを示す。

【0077】

本明細書に記載の全ての文書は、参照により本明細書に組み込まれ、これは、本文と矛盾しない限り、任意の優先権文書及び／または試験手順を含む。上述の一般的な記載及び特定の実施形態から明らかなように、本開示の形態が図示及び記載されているが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。従って、本開示がそれにより限定されることは意図されていない。

【0078】

同様に、「含む」という用語は、「含むこと」という用語と同義であると考えられる。同様に、構成物、要素、または要素の群に移行句「含むこと」が先行する場合はいつでも、本発明者らは、移行句「から本質的になる」、「からなる」、「からなる群より選択される」、または「である」が構成物、要素（複数可）の詳説に先行する同じ構成物、または要素の群も企図することが理解され、その逆も同様である。

【0079】

本明細書で使用される「ａ」及び「ｔｈｅ」という用語は、単数だけでなく複数形も包含すると理解される。

【0080】

様々な用語が上で定義されている。請求項で使用される用語が上で定義されていない範囲で、少なくとも１つの出版物または発行された特許に反映されるように、当業者らがその用語に与えたことを最も広く定義するべきである。さらに、本出願で引用された全ての特許、試験手順、及び他の文書は、そのような開示が本出願と矛盾しない限り、且つ、そのような組み込みが許可されている全ての管轄に対し、参照により完全に組み込まれる。

【0081】

本開示の上述の記載は、本開示について例示及び記載する。さらに、本開示は、好ましい実施形態のみを示し、記載するが、上述のように、本開示が、他の様々な組み合わせ、修正、及び環境で使用可能であり、本明細書で表現される概念の範囲内で変更または修正が可能であり、上記の教示及び／または関連技術分野のスキルもしくは知識に見合うと理解すべきである。上述は、本開示の実施形態に関するが、本開示の他の及びさらなる実施形態は、その基本的範囲から逸脱することなく考案され得、その範囲は、以下の特許請求の範囲で決定される。

【0082】

上の本明細書に記載の実施形態は、さらに、それを実施する既知の最良の様式を説明し、そのような実施形態または他の実施形態で、及び、特定の用途または使用により必要とされる様々な修正を伴って、当業者らが本開示を利用することができることが意図される。従って、この記載は、本明細書に開示の形態に限定することが意図されない。また、添付の特許請求の範囲は、代替実施形態を含むと解釈されることが意図される。

【国際調査報告】