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(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】2023-10-18
(54)【発明の名称】無灰添加剤組成物
(51)【国際特許分類】
C10M 133/38 20060101AFI20231011BHJP
C10M 133/40 20060101ALI20231011BHJP
C10M 169/04 20060101ALI20231011BHJP
C10N 40/02 20060101ALN20231011BHJP
C10N 40/04 20060101ALN20231011BHJP
C10N 40/08 20060101ALN20231011BHJP
C10N 30/00 20060101ALN20231011BHJP
C10N 30/06 20060101ALN20231011BHJP
【ＦＩ】
C10M133/38
C10M133/40
C10M169/04
C10N40:02
C10N40:04
C10N40:08
C10N30:00 Z
C10N30:06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023520556
(86)(22)【出願日】2021-09-29
(85)【翻訳文提出日】2023-05-16
(86)【国際出願番号】 IB2021058896
(87)【国際公開番号】W WO2022074512
(87)【国際公開日】2022-04-14
(31)【優先権主張番号】63/087,584
(32)【優先日】2020-10-05
(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
(71)【出願人】
【識別番号】391050525
【氏名又は名称】シェブロンジャパン株式会社
(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】リューエ、ジュニア、ウィリアム レイモンド
(72)【発明者】
【氏名】不知 昌美
(72)【発明者】
【氏名】ホッセイニ、セイエデ マフブーベフ
【テーマコード（参考）】
4H104
【Ｆターム（参考）】
4H104BA02A
4H104BA08A
4H104BB31A
4H104BE26C
4H104BE27C
4H104DA02A
4H104DA06A
4H104EB05
4H104EB07
4H104EB08
4H104EB09
4H104EB11
4H104LA03
4H104LA20
4H104PA01
4H104PA02
4H104PA03
4H104PA05
(57)【要約】
本開示では、無灰潤滑剤添加剤について説明する。添加剤は、以下の式（Ｉ）の構造を有する第三級アミン含有化合物であり、
【化１】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～２であり、各ｐは独立に０～２であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４、各ｎは独立に１～６である。
【選択図】図１
【化１】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～２であり、各ｐは独立に０～２であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４、各ｎは独立に１～６である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無灰添加剤組成物であって、以下の構造を有する第三級アミン含有化合物を含み、
【化1】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である前記無灰添加剤組成物。
【請求項2】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１２～Ｃ２０のアルケニル基である請求項１に記載の無灰添加剤組成物。
【請求項3】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１８～Ｃ２０のアルケニル基である請求項１に記載の無灰添加剤組成物。
【請求項4】
潤滑油組成物であって、多量の基油と、
以下の構造を有する無灰第三級アミン含有化合物と、を含み、
【化2】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは０～４であり、各ｐは０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である前記潤滑油組成物。
【請求項5】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１２～Ｃ２０のアルケニル基である請求項４に記載の潤滑油組成物。
【請求項6】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１８～Ｃ２０のアルケニル基である請求項４に記載の潤滑油組成物。
【請求項7】
前記第三級アミン含有化合物は、前記潤滑油組成物の重量の約０．１～２ｗｔ％で存在する請求項４に記載の潤滑油組成物。
【請求項8】
前記潤滑油組成物は、作動油、スライドウェイ潤滑剤、オートマチックトランスミッション液、無段変速機液、バッテリ電気自動車、ハイブリッド電気自動車トランスミッション液、またはギアオイルである、請求項４に記載の潤滑油組成物。
【請求項9】
摩擦調整剤、無灰耐摩耗添加剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、シールスウェル添加剤、発泡防止剤、または粘度調整剤をさらに含む請求項４に記載の潤滑油組成物。
【請求項10】
ジアミド生成物を含む無灰添加剤組成物であって、以下の構造によって表されるヒドロカルビル置換無水コハク酸であって、
【化3】
Ｒ１は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基である、前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と、
以下の構造によって表される環状ポリアミンであって、
【化4】
ここで、Ｒ２は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、ｍは０～４であり、ｐは０～４であり、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは１～６である、前記環状ポリアミンとの反応の前記ジアミド生成物、を含み、
前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と環状ポリアミンとの比は、約１．５：１～約１．６：１である、前記無灰添加剤組成物。
【請求項11】
ピペラジンが、アミノエチルピペラジン、アミノプロピルピペラジン、アミノブチルピペラジン、アミノエチルジアゼパン、またはアミノエチルジアゾカンである、請求項１０に記載の無灰添加剤組成物。
【請求項12】
エンジン内の摩擦を調整するための方法であって、前記方法は潤滑油組成物によって前記エンジンを潤滑することを含み、前記潤滑油組成物は、潤滑粘度の多量の基油と、
以下の構造を有する無灰添加剤組成物と、を含み、
【化5】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４、各ｎは独立に１～６である前記方法。
【請求項13】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１２～Ｃ２０のアルケニル基である請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基は、分岐Ｃ１８～Ｃ２０のアルケニル基である請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
潤滑油中の全塩基価を高める方法であって、前記方法は、基油と、以下の構造を有する無灰添加剤組成物とをブレンドすることを含み、【化6】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４、各ｎは独立に１～６である前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、潤滑油添加剤及び潤滑油添加剤を含有する潤滑油組成物に関する。より具体的には、本開示は、全塩基価を増加させ、及び／または摩擦を調整し、及び／または潤滑油における摩耗性能を改善することができる無灰添加剤について説明する。
【背景技術】
【0002】
潤滑油は、多くの場合に特定の全塩基価（ＴＢＮ）またはＴＢＮ範囲に配合される。これにより、エンジン部品に損傷を与える可能性がある酸性副産物を中和するのに十分な塩基性添加剤及び／または洗浄剤を潤滑油が含有することが確実になる。過塩基性フェネート及びスルホネート洗浄剤などの従来の塩基含有添加剤は、硫酸灰分として測定される金属を多く含んでいる。これは、業界及び規制基準が灰分の制限に向かい続けているため、課題となっている。
【0003】
塩基性アミン添加剤は、過塩基性金属洗浄剤を含有する灰の代替物である。少なくとも１つの欠点は、アミン添加剤が、シール（たとえば、バイトンシール）内に通常見られるフルオロエラストマーを劣化させる可能性があることである。スクシンイミド分散剤などの塩基性アミン添加剤は、フルオロエラストマーシールにおいて脱フッ化水素を生じさせると考えられるポリアミン頭部基を含有する。
【0004】
特定の添加剤は、多機能（たとえば、摩擦調整剤、耐摩耗性）であり、２つ以上の性能上の利点を提供する場合がある。
【0005】
したがって、フルオロエラストマーシールと適合する商業的に実行可能な無灰添加剤が求められている。
【発明の概要】
【0006】
一態様では、無灰添加剤組成物であって、以下の構造を有する第三級アミン含有化合物を含み、
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは独立に１～６である前記無灰添加剤組成物が提供される。
【化1】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは独立に１～６である前記無灰添加剤組成物が提供される。
【0007】
別の態様では、潤滑油組成物であって、多量の基油と、以下の構造を有する無灰第三級アミン含有化合物と、を含み、
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは独立に１～６である前記潤滑油組成物が提供される。
【化2】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは独立に１～６である前記潤滑油組成物が提供される。
【0008】
さらに別の態様では、ジアミド生成物を含む無灰添加剤組成物であって、以下の構造によって表されるヒドロカルビル置換無水コハク酸であって、
Ｒ１は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基である、前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と、以下の構造によって表される環状ポリアミンであって、
ここで、Ｒ２は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、ｍは０～４であり、ｐは０～４であり、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは１～６である、前記環状ポリアミンとの反応の前記ジアミド生成物、を含み、前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と環状ポリアミンとの比は、約１．５：１～約１．６：１である前記無灰添加剤組成物が提供される。
【化3】
Ｒ１は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基である、前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と、以下の構造によって表される環状ポリアミンであって、
【化4】
ここで、Ｒ２は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、ｍは０～４であり、ｐは０～４であり、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは１～６である、前記環状ポリアミンとの反応の前記ジアミド生成物、を含み、前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸と環状ポリアミンとの比は、約１．５：１～約１．６：１である前記無灰添加剤組成物が提供される。
【0009】
さらにまた別の態様では、内燃エンジンを動作させるための方法であって、前記方法は、潤滑油組成物によって前記エンジンを潤滑することを含み、前記潤滑油組成物は、潤滑粘度の多量の基油と、以下の構造を有する組成物を含有する無灰第三級アミンと、を含み、
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である前記方法が提供される。
【化5】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である前記方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
定義
用語「全塩基価」または「ＴＢＮ」は、ＡＳＴＭ Ｄ－２８９６試験によって測定されるサンプル１グラム中のＫＯＨのミリグラムに相当する塩基の量を指す。
用語「全塩基価」または「ＴＢＮ」は、ＡＳＴＭ Ｄ－２８９６試験によって測定されるサンプル１グラム中のＫＯＨのミリグラムに相当する塩基の量を指す。
【0012】
用語「ヒドロカルビル」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】
用語「油溶性」または「油分散性」は、本明細書で用いる場合、化合物または添加剤が、すべての割合で油中に可溶性、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、たとえば、油が用いられる環境においてその意図した影響を及ぼすのに十分な程度まで、油中に可溶性であるかまたは安定して分散性であることを意味する。また、必要に応じて、他の添加剤をさらに配合することによって、より高いレベルの特定の添加剤の配合も可能になり得る。
【0014】
要素の組み合わせ、サブセット、グループなどが開示されている場合（たとえば、組成物中の成分の組み合わせ、または方法におけるステップの組み合わせ）、これらの要素の種々の個別及び集合的な組み合わせ及び並べ換えのそれぞれに対する具体的な参照が明示的に開示されていない場合があるが、それぞれが具体的に意図され、本明細書に記載されていると理解される。
【0015】
本発明は、潤滑油中のＴＢＮ源及び／または摩擦調整剤及び／または耐摩耗剤として用いることができる無灰添加剤組成物に関する。添加剤組成物を、フルオロエラストマーシール適合性を維持しながら費用対効果の高い処理レートで用いることができる。いくつかの実施形態では、本発明は、機械部品における摩擦及び摩耗を減らす摩擦調整剤としても使用され得る。他の利点は本明細書における開示から明らかである。
【0016】
本発明の無灰添加剤組成物は、ヒドロカルビル置換無水コハク酸と環状ポリアミンとを伴う反応の生成物（複数可）を含む。その結果、少なくとも２つの塩基性第三級アミンを特徴とするジアミド構造が得られる。
【0017】
本発明の無灰添加剤組成物は、たとえば、米国特許出願公開第２０１８００３４６３５号及び米国特許第７，０９１，３０６号に記載されるものなどの任意の既知の適合する方法によって合成し得る。なおこれらの文献は、参照により本明細書に組み込まれている。
【0018】
反応は種々の条件下で進行し得る。全般的に、ヒドロカルビル置換無水コハク酸を環状ポリアミンと、約１３０℃～２２０℃（たとえば、１４０℃～２００℃、１４５℃～１７５℃など）の温度で反応させる。より好ましくは、温度は約１６０℃～２１５℃の範囲であり得る。全般的に、イミド化工程は、より低い温度（たとえば、１５０℃～１７０℃）で行い得るが、より高い温度（たとえば、２００℃～２２０℃）が、アミド化工程を完了するのに必要であり得る。
【0019】
反応は、窒素またはアルゴンなどの不活性雰囲気下で行うことができる。全般的に、ヒドロカルビル置換無水コハク酸の環状ポリアミンに対する好適なモル充填は、約１．４：１～約１．７：１、より好ましくは、約１．５：１～約１．６：１である。いくつかの実施形態では、任意の未反応の第二級アミンと反応させるために、ヒドロカルビル置換無水コハク酸の環状ポリアミンに対する充填モル比（ＣＭＲ）は約１．５５：１またはそれよりもわずかに高いことが望ましい場合があり得る。第二級アミンはシールに対してより攻撃であると考えられる。充填モル比は重要である。なぜならば、ヒドロカルビル置換無水コハク酸が多すぎると、ジアミド構造の代わりにモノアミド／酸構造となる可能性があり、少なすぎると、第二級アミンを含有するモノスクシンイミド生成物となる可能性があるからである。
【0020】
いくつかの実施形態では、反応は複数のステップで進み得る。ヒドロカルビル置換無水コハク酸の環状ポリアミンまたは環状ポリアミン生成物に対する総ＣＭＲは、約１．４：１～約１．７：１、より好ましくは、約１．５：１～約１．６：１である。たとえば、第１のステップには、反応ヒドロカルビル置換無水コハク酸と環状ポリアミンとを１：１充填モル比で反応させて、イミド構造を生成することが含まれ得る。第２のステップでは、イミド構造をヒドロカルビル置換無水コハク酸と約０．５充填モル比（無水コハク酸対イミド生成物）において反応させて、ジアミド構造を形成する。２つのステップの総ＣＭＲは１．５：１である。第１のステップにおけるヒドロカルビル置換無水コハク酸と、第２のステップにおけるヒドロカルビル置換無水コハク酸とは、ヒドロカルビル基が同じであってもよいし異なっていてもよい。
【0021】
一実施形態によれば、ヒドロカルビル置換無水コハク酸は、構造Ｉによって与えられる。
ここで、Ｒ１は、２～約２０の炭素原子、たとえば、１０～２０の炭素原子、１２～２０の炭素原子、及び１４～２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基である。いくつかの実施形態では、炭素の平均数は約１４以上である。Ｒ１は環状または非環状であってもよい。いくつかの実施形態では、Ｒ１は飽和している。他の実施形態では、Ｒ１は不飽和である。
【化6】
ここで、Ｒ１は、２～約２０の炭素原子、たとえば、１０～２０の炭素原子、１２～２０の炭素原子、及び１４～２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基である。いくつかの実施形態では、炭素の平均数は約１４以上である。Ｒ１は環状または非環状であってもよい。いくつかの実施形態では、Ｒ１は飽和している。他の実施形態では、Ｒ１は不飽和である。
【0022】
ヒドロカルビル基の正確な構造は多くの要因に依存し得る。油中への溶解性は重要な考慮事項である。全般的に、ヒドロカルビル基が長いほど、油中への溶解度は高い。
【0023】
ヒドロカルビル置換無水コハク酸は商業的に容易に入手可能である。たとえば、アルケニル無水コハク酸は紙のサイジングに広く用いられている。反対に、本発明のヒドロカルビル置換無水コハク酸はよく確立された方法で合成され得る。従来の合成の１つでは、無水マレイン酸をオレフィンと高温（～２００℃）で反応させることが含まれる。
【0024】
一実施形態によれば、環状ポリアミンは構造ＩＩによって表される。
ここで、Ｒ２は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、ｍは０～４であり、ｐは０～４であり、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは１～６である。Ｒ２は環状または非環状であってもよい。いくつかの実施形態では、Ｒ２は飽和している。他の実施形態では、Ｒ２は不飽和である。環状ポリアミンは、塩基性第三級アミン供給源として機能する。
【化7】
ここで、Ｒ２は、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、ｍは０～４であり、ｐは０～４であり、ｍ＋ｐは２～４であり、ｎは１～６である。Ｒ２は環状または非環状であってもよい。いくつかの実施形態では、Ｒ２は飽和している。他の実施形態では、Ｒ２は不飽和である。環状ポリアミンは、塩基性第三級アミン供給源として機能する。
【0025】
本発明での使用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、当該技術分野で良く知られた方法によって調製され得る。たとえば、アミンを調製するための方法及びそれらの反応は、以下に詳述されている。Ｓｉｄｇｅｗｉｃｋ著、「Ｔｈｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ」，Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ Ｐｒｅｓｓ，Ｏｘｆｏｒｄ，１９６６年、Ｎｏｌｌｅｒ著、「Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」，Ｓａｕｎｄｅｒｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，第２版，１９５７年、及びＫｉｒｋ－Ｏｔｈｍｅｒ著、「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，第２版、，特に、第２巻、９９ １１６ページ。
【0026】
環状ポリアミンの好適な例としては、たとえば、アミノエチルピペラジン、アミノプロピルピペラジン、アミノブチルピペラジン、アミノエチルジアゼパン、アミノエチルジアゾカン、それらの好適な誘導体などが挙げられる。
【0027】
無灰添加剤組成物の１つのクラスは、構造ＩＩＩによって表され得る。
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である。
【化8】
ここで、Ｒ１及びＲ２は独立に、２～約２０の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の一価のヒドロカルビル基であり、各ｍは独立に０～４であり、各ｐは独立に０～４であり、各環状部分に対して、ｍ＋ｐは２～４であり、各ｎは独立に１～６である。
【0028】
潤滑油
潤滑剤添加剤として用いる場合、本発明の無灰添加剤組成物は通常、潤滑油組成物中に、潤滑油組成物の総重量に基づいて、約０．００１～約２０ｗｔ％（限定することなく、０．０１～５ｗｔ％、０．２～４ｗｔ％、０．５～３ｗｔ％、１～２ｗｔ％などを含む）の範囲の濃度で存在する。
潤滑剤添加剤として用いる場合、本発明の無灰添加剤組成物は通常、潤滑油組成物中に、潤滑油組成物の総重量に基づいて、約０．００１～約２０ｗｔ％（限定することなく、０．０１～５ｗｔ％、０．２～４ｗｔ％、０．５～３ｗｔ％、１～２ｗｔ％などを含む）の範囲の濃度で存在する。
【0029】
基油として使用される油を、所望の最終用途及び完成した油中の添加剤に応じて選択またはブレンドして、所望のグレードのエンジン油、たとえば、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の自動車技術会（ＳＡＥ）粘性グレードを有する潤滑油組成物を与える。
【0030】
潤滑粘度の油（しばしば、「ベースストック」または「基油」と言われる）は、潤滑剤の一次液体成分であり、その中へ、添加剤及び可能性として他の油をブレンドして、たとえば、最終的な潤滑剤（または潤滑剤組成物）を生成する。濃縮物を作るために、ならびにそこから潤滑油組成物を作るために有用な基油は、天然（植物性、動物性、または鉱物性）及び合成潤滑油ならびにそれらの混合物から選択してもよい。
【0031】
本開示におけるベースストック及び基油に対する定義は、以下に見られるものと同じである。Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＰＩ）Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ １５０９ Ａｎｎｅｘ Ｅ（「ＡＰＩ Ｂａｓｅ Ｏｉｌ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｉｌｉｔｙ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｍｏｔｏｒ Ｏｉｌｓ ａｎｄ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｏｉｌｓ」，２０１６年１２月）。グループＩのベースストックは、表Ｅ－１に特定する試験方法を用いて、９０％未満の飽和硫黄及び／または０．０３％超の硫黄を含有し、粘度指数は８０以上で１２０未満である。グループＩＩのベースストックは、表Ｅ－１に特定する試験方法を用いて、９０％以上の飽和硫黄及び０．０３％以下の硫黄を含有し、粘度指数は８０以上で１２０未満である。グループＩＩＩのベースストックは、表Ｅ－１に特定する試験方法を用いて、９０％以上の飽和硫黄及び０．０３％以下の硫黄を含有し、粘度指数は１２０以上である。グループＩＶのベースストックは、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。グループＶのベースストックには、グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、またはＩＶに含まれない他のすべてのベースストックが含まれる。
【0032】
天然油としては、動物油、植物油（たとえば、ヒマシ油及びラード油）、及び鉱物油が挙げられる。好ましい熱酸化安定性を有する動物油及び植物油を、用いることができる。天然油のうち、鉱物油が好ましい。鉱物油は、その原油源に関して、たとえば、それが、パラフィン系、ナフテン系、または混合パラフィン系－ナフテン系であるか否かに関して、大きく変わる。石炭または頁岩に由来する油も有用である。天然油は、それらの生成及び精製用に使用される方法、たとえば、その蒸留範囲、ならびにそれが直留または分解か、水素化精製されているか、または抽出された溶媒であるか否かによっても異なる。
【0033】
合成油としては炭化水素油が挙げられる。炭化水素油としては、重合及び共重合オレフィン（たとえば、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）などの油が挙げられる。ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）油ベースストックが、広く用いられる合成炭化水素油である。一例として、Ｃ８～Ｃ１４オレフィン、たとえば、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４オレフィン、またはそれらの混合物に由来するＰＡＯを用いてもよい。
【0034】
基油として用いるための他の有用な流体としては、高性能特性を得るために好ましくは触媒作用的に処理されたかまたは合成された、従来にないまたは非従来型のベースストックが挙げられる。
【0035】
従来にないまたは非従来型のベースストック／基油としては、１つ以上のガスツーリキッド（ＧＴＬ）材料に由来するベースストック（複数可）、ならびに天然ワックスまたはワックス状供給原材料に由来する異性化／イソ脱ロウ体ベースストック（複数可）、鉱物及びまたは非鉱物油ワックス状供給原料、たとえば、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、たとえば、ガスオイル、ワックス質燃料ハイドロクラッカーボトム、ワックス状ラフィネート、ハイドロクラッケート、熱クラッケート、または他の鉱物、鉱油、またはさらには非石油由来のワックス状材料、たとえば、石炭液化またはシェールオイルから受け取ったワックス状材料、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つ以上が挙げられる。他の基油には、コールツーリキッド（ＣＴＬ）生成物及びアルキルナフタレンが含まれる。
【0036】
本開示の潤滑油組成物において用いる基油は、ＡＰＩのグループ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、及びこれらの混合物、好ましくはＡＰＩのグループＩＩ、グループＩＩＩ、グループＩＶ、及びグループＶの油、及びこれらの混合物、より好ましくは、その並外れた揮発性、安定性、粘度測定及び清浄度特徴により、グループＩＩＩ～グループＶの基油に対応する種々の油のうちのいずれかである。
【0037】
通常、基油は、１００℃における動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５）が、１．５～３５ｍｍ２／ｓ（たとえば、１．５～２５ｍｍ２／ｓ、２．０～２０ｍｍ２／ｓ、または２．０～１５ｍｍ２／ｓ）の範囲である。
【0038】
本潤滑油組成物はまた、補助機能を付与するための従来の潤滑剤添加剤を含有して、これらの添加剤が分散または溶解された完成した潤滑油組成物を与えてもよい。たとえば、潤滑油組成物は、酸化防止剤、無灰分散剤、耐摩耗剤、洗浄剤、たとえば金属洗浄剤、防錆剤、脱霞剤、解乳化剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、粘度調整剤、消泡剤、共溶媒、パッケージ適合剤、腐食防止剤、染料、極圧剤など、及びこれらの混合物とブレンドすることができる。種々の添加剤が知られており、市販されている。これらの添加剤、またはそれらの類似化合物は、通常のブレンディング手順によって本発明の潤滑油組成物の調製に対して用いることができる。
【0039】
前述の添加剤はそれぞれ、使用されるとき、潤滑剤に所望の特性を付与するために機能的に有効な量で使用される。したがって、たとえば、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徴を付与するのに十分な量である。全般的に、これらの添加剤の使用時の各濃度は、特に指示がない限り、約０．００１～約２０ｗｔ％、たとえば、約０．０１～約１０ｗｔ％の範囲であり得る。
【0040】
以下の非限定的な実施例は本発明を例示している。実施例がどのように準備されたかについての簡単な説明を示す。
【実施例】
【0041】
実施例１
１Ｌの撹拌反応器に、９－メチレンノナデカン生成物の５５０．２８ｇの熱マレイン化（けん化価＝２５７ｍｇＫＯＨ／ｇ）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１５０℃に加熱した。１０１．６３ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）に、９－メチレンノナデカン生成物の熱マレイン化を４５分間かけて充填した。混合物の温度を１６０℃に上げて、２時間維持した。反応を真空下で２０ｍｍ Ｈｇまで３０分間吸引した。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝８０．３ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝５．２１ｗｔ％。
１Ｌの撹拌反応器に、９－メチレンノナデカン生成物の５５０．２８ｇの熱マレイン化（けん化価＝２５７ｍｇＫＯＨ／ｇ）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１５０℃に加熱した。１０１．６３ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）に、９－メチレンノナデカン生成物の熱マレイン化を４５分間かけて充填した。混合物の温度を１６０℃に上げて、２時間維持した。反応を真空下で２０ｍｍ Ｈｇまで３０分間吸引した。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝８０．３ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝５．２１ｗｔ％。
【0042】
実施例２
４Ｌ撹拌反応器に、１３３７．１ｇのヘキサデセニル無水コハク酸（けん化価＝３５２ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）及び３３８．６７ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１９５℃に加熱して、１時間維持した。混合物を次に、周囲温度まで冷却した。
４Ｌ撹拌反応器に、１３３７．１ｇのヘキサデセニル無水コハク酸（けん化価＝３５２ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）及び３３８．６７ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１９５℃に加熱して、１時間維持した。混合物を次に、周囲温度まで冷却した。
【0043】
次の日に、反応性混合物を、３５ｍｍ Ｈｇまでの真空を適用しながら、２００℃まで再加熱した。反応性混合物を、その温度にさらに２．５時間、保持した。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝９０．１４ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝６．５６ｗｔ％。
【0044】
実施例３
４Ｌ撹拌反応器に、７７５．８４ｇのドデセニル無水コハク酸（けん化価＝４１４ｍｇＫＯＨ／ｇ）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１５０℃に加熱した。３８５．９４ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）を、ドデセニル無水コハク酸内に３０分間かけて充填した。混合物の温度を１６０℃に上げて、９０分間維持した。反応を真空下で２０ｍｍ Ｈｇまで３０分間吸引し、さらに周囲温度まで冷却した。
４Ｌ撹拌反応器に、７７５．８４ｇのドデセニル無水コハク酸（けん化価＝４１４ｍｇＫＯＨ／ｇ）を充填した。反応器を窒素スイープ下で１５０℃に加熱した。３８５．９４ｇの１－（２－アミノエチル）ピペラジン（分子量＝１２９．２０ｇ／モル）を、ドデセニル無水コハク酸内に３０分間かけて充填した。混合物の温度を１６０℃に上げて、９０分間維持した。反応を真空下で２０ｍｍ Ｈｇまで３０分間吸引し、さらに周囲温度まで冷却した。
【0045】
次の日に、６３５．０１ｇのオクタデセニル無水コハク酸（けん化価＝３１７ｍｇＫＯＨ／ｇ）を、周囲温度で反応性混合物内に充填した。反応性混合物を窒素スイープ下で２１５℃に加熱して、さらに４．５時間、維持した。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝１０９ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝７．０８ｗｔ％。
【0046】
実施例４
この実施例は、実施例１１、実施例１５、及び実施例１６の複合である。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝８４．３ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝６．２８ｗｔ％。
この実施例は、実施例１１、実施例１５、及び実施例１６の複合である。生成物は以下の特性を有していた。ＴＢＮ＝８４．３ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、窒素＝６．２８ｗｔ％。
【0047】
比較例Ａ（ベースライン）
無灰分散剤、アルカリ土類金属カルボン酸塩、スルホン酸塩、及びフェネート洗浄剤、ジチオリン酸亜鉛、非分散剤粘度指数向上剤、酸化防止剤、発泡防止剤、及び流動点降下剤を含有するベースライン潤滑油配合物を形成した。
無灰分散剤、アルカリ土類金属カルボン酸塩、スルホン酸塩、及びフェネート洗浄剤、ジチオリン酸亜鉛、非分散剤粘度指数向上剤、酸化防止剤、発泡防止剤、及び流動点降下剤を含有するベースライン潤滑油配合物を形成した。
【0048】
摩擦性能
実施例１～４の潤滑油組成物を、油ベースの溶液中にフルオロカーボン試験片を吊り下げることによって、フォルクスワーゲン（ＶＷ）ベンチテスト（ＰＶ３３４４）において、フルオロカーボンエラストマーシールとの適合性について試験した。溶液を次に、１５０℃に１６８時間、加熱した。各サンプルのパーセント体積変化、点硬さ変更（ＰＨ）、パーセント引張強さ変化（ＴＳ）、及びパーセント伸び変化（ＥＬ）の変動を測定した。
実施例１～４の潤滑油組成物を、油ベースの溶液中にフルオロカーボン試験片を吊り下げることによって、フォルクスワーゲン（ＶＷ）ベンチテスト（ＰＶ３３４４）において、フルオロカーボンエラストマーシールとの適合性について試験した。溶液を次に、１５０℃に１６８時間、加熱した。各サンプルのパーセント体積変化、点硬さ変更（ＰＨ）、パーセント引張強さ変化（ＴＳ）、及びパーセント伸び変化（ＥＬ）の変動を測定した。
【0049】
適合性試験に対する試験結果（ＤＣ ＡＫ６シール摩擦性能結果）を、下表１にまとめる。
【表1】
【0050】
結果は、アミノエチルピペラジンベースの添加剤を含有する潤滑油組成物が、１、２、または３ＴＢＮにおいてシール性能を著しく劣化させなかったことを示している。
【0051】
比較例Ｂ
このサンプルは、従来のアミン含有添加剤を伴う自動車エンジン油である。
このサンプルは、従来のアミン含有添加剤を伴う自動車エンジン油である。
【0052】
実施例５
このサンプルは、従来のアミン含有添加剤の代わりに本発明の無灰添加剤（Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの反応生成物）を用いたこと以外は、比較例Ｂと同じである。
このサンプルは、従来のアミン含有添加剤の代わりに本発明の無灰添加剤（Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの反応生成物）を用いたこと以外は、比較例Ｂと同じである。
【0053】
シール適合性の結果を下表２に示す。
【表2】
【0054】
高温腐食ベンチテスト（ＨＴＣＢＴ）
ＡＳＴＭ Ｄ６５９４ ＨＴＣＢＴを用いて、エンジン潤滑剤を評価し、種々の金属、具体的には、カムフォロワー及びベアリングにおいて広く用いられている鉛及び銅の合金を腐食させるその傾向を判定した。銅、鉛、スズ、及びリン青銅の４つの金属試料を、エンジン油に浸した。油を高温（１７０℃）にして、空気（５ｌ／ｈ）をある時間（１６８ｈ）吹き付けた。
ＡＳＴＭ Ｄ６５９４ ＨＴＣＢＴを用いて、エンジン潤滑剤を評価し、種々の金属、具体的には、カムフォロワー及びベアリングにおいて広く用いられている鉛及び銅の合金を腐食させるその傾向を判定した。銅、鉛、スズ、及びリン青銅の４つの金属試料を、エンジン油に浸した。油を高温（１７０℃）にして、空気（５ｌ／ｈ）をある時間（１６８ｈ）吹き付けた。
【0055】
銅試料及びストレスが加えられた油を試験して、腐食及び腐食生成物についてそれぞれ調べた。新しい油及びストレスが加えられた油における銅、鉛、及びスズの濃度と、金属濃度の個々の変化とを報告する。「合格する」ためには、鉛の濃度は１２０ｐｐｍを超えてはならず、銅の濃度は２０ｐｐｍを超えてはならない。
【0056】
この試験方法のコピーは、ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ａｔ １００ Ｂａｒｒ Ｈａｒｂｏｒ Ｄｒｉｖｅ，ＰＯ Ｂｏｘ ０７００，Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，Ｐａ．１９４２８－２９５９から入手することができる。
【0057】
ＨＴＣＢＴに対する結果を下表３にまとめる。
【表3】
【0058】
潤滑油サンプルは、高周波往復動リグ（ＨＦＲＲ）試験を用いて試験して、その摩耗性能についても調べた。
【0059】
比較例Ｃ
比較例Ｃには、ベースライン潤滑油が含まれる。
比較例Ｃには、ベースライン潤滑油が含まれる。
【0060】
実施例６
実施例６には、比較例Ｃのベースライン潤滑油及び本発明の無灰添加剤（Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの反応生成物）が含まれる。
実施例６には、比較例Ｃのベースライン潤滑油及び本発明の無灰添加剤（Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの反応生成物）が含まれる。
【0061】
実施例７
実施例７には、比較例Ｃの潤滑油及び従来のアミン含有添加剤が含まれる。
実施例７には、比較例Ｃの潤滑油及び従来のアミン含有添加剤が含まれる。
【0062】
本発明の無灰添加剤組成物を含むサンプル（比較例Ｄ、実施例８及び９）を、オートマチックトランスミッション液中で試験した。静的トルクを、ＪＡＳＯ ＳＡＥ＃２摩擦試験を用いて測定した。図２に、ＳＡＥ＃２の結果を示す。
【0063】
比較例Ｄ
このサンプルには、ベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ２０無水コハク酸とジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）との２：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．０ｗｔ％である。
このサンプルには、ベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ２０無水コハク酸とジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）との２：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．０ｗｔ％である。
【0064】
実施例８
このサンプルには、比較例Ｄで用いたベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの１．６：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．０ｗｔ％である。
このサンプルには、比較例Ｄで用いたベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ１８無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの１．６：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．０ｗｔ％である。
【0065】
実施例９
このサンプルには、比較例Ｄで用いたベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ２０無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの１．６：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．１９ｗｔ％である。
このサンプルには、比較例Ｄで用いたベースラインオートマチックトランスミッション液と、Ｃ２０無水コハク酸とアミノエチルピペラジンとの１．６：１充填モル比での反応生成物とが含まれる。処理レートは１．１９ｗｔ％である。
【0066】
本明細書に記載のすべての文献は、参照により本明細書に組み込まれており、本文と矛盾しない限り、任意の優先権書類及び／または試験手順が含まれる。前述の概要及び特定の実施形態から明らかなように、本開示の形態が例示及び説明されているが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく種々の変更を施すことができる。したがって、本開示がそれによって限定されることは意図されていない。
【0067】
簡単にするために、本明細書では特定の範囲のみを明示的に開示している。しかし、任意の下限からの範囲を任意の上限と組み合わせて、明示的に列挙されていない範囲を列挙してもよく、同様に、任意の下限からの範囲を任意の他の下限と組み合わせて、明示的に列挙されていない範囲を列挙してもよく、同様に、任意の上限からの範囲を任意の他の上限と組み合わせて、明示的に列挙されていない範囲を列挙してもよい。さらに、範囲には、たとえ明示的に列挙されていなくても、その端点間のすべての点または個々の値が含まれる。したがって、すべての点または個々の値は、任意の他の点もしくは個々の値または任意の他の下限もしくは上限と組み合わせた独自の下限または上限として機能して、明示的に列挙されていない範囲を列挙し得る。
【0068】
同様に、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」と同義語であると考えられる。同様に、構成、要素、または要素のグループの前に、移行句「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」がある場合はいつも、移行句「から本質的になる」、「からなる」、「からなる群から選択される」、または「である」を伴う同じ構成または要素のグループが、構成、要素、または要素（複数）の列挙の前にあることが意図され、逆もまた同様であることが理解される。
【0069】
用語「ａ」及び「」は、本明細書で用いる場合、単数形とともに複数形を包含すると理解される。
【0070】
種々の用語について上記で定義した。請求項において使用される用語が上記で定義されていない限り、少なくとも１つの出版物または交付済み特許に反映されているように、当業者がその用語に与えた最も広い定義が与えられるべきである。さらに、本出願において引用されたすべての特許、試験手順、及び他の文献は、そのような開示が本出願と矛盾しない限り、組み込みが許可されているすべての法域に対して、参照により完全に組み込まれている。
【0071】
本開示の前述の説明により、本開示は例示及び説明されている。さらに、本開示は好ましい実施形態のみを図示及び説明しているが、前述したように、当然のことながら、本開示は、他の種々の組み合わせ、変更、及び環境において用いることができ、また本明細書で表される考え方の範囲内で変更または修正することができる。本明細書で表される考え方は、前述の教示及び／または当該技術分野の技量もしくは知識に見合うものである。上記は本開示の実施形態に向けられているが、本開示の他の及びさらなる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく考え出され得て、その範囲は以下の請求項によって決定される。
【0072】
要素の組み合わせ、サブセット、グループなどが開示されている場合（たとえば、組成物中の成分の組み合わせ、または方法におけるステップの組み合わせ）、これらの要素の種々の個別及び集合的な組み合わせ及び並べ換えのそれぞれに対する具体的な参照が明示的に開示されていない場合があるが、それぞれが具体的に意図され、本明細書に記載されていると理解される。
【0073】
前述した実施形態はさらに、本発明を実施する既知の最良の形態を説明すること、また他の当業者が、特定の応用例または用途に要求される種々の変更を伴って、当該または他の実施形態において本開示を使用できるようにすることが意図されている。したがって、この説明は、本明細書で開示した形態に限定することは意図されていない。また添付の特許請求の範囲は、代替的な実施形態を含むと解釈すべきことが意図されている。
【図1】
【図2】
【国際調査報告】