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特表2025-502027高温堆積物を低減するための潤滑組成物
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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】2025-01-24
(54)【発明の名称】高温堆積物を低減するための潤滑組成物
(51)【国際特許分類】
   C10M 169/04 20060101AFI20250117BHJP
   C10M 137/10 20060101ALN20250117BHJP
   C10M 159/22 20060101ALN20250117BHJP
   C10M 159/24 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 10/02 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 10/04 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 30/04 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 50/10 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/02 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/00 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/04 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/08 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/12 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/25 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/26 20060101ALN20250117BHJP
   C10N 40/28 20060101ALN20250117BHJP
【FI】
C10M169/04
C10M137/10 A
C10M159/22
C10M159/24
C10N10:02
C10N10:04
C10N30:04
C10N50:10
C10N40:02
C10N40:00 A
C10N40:04
C10N40:08
C10N40:12
C10N40:25
C10N40:26
C10N40:28
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024540721
(86)(22)【出願日】2023-01-13
(85)【翻訳文提出日】2024-08-08
(86)【国際出願番号】 US2023060647
(87)【国際公開番号】W WO2023141399
(87)【国際公開日】2023-07-27
(31)【優先権主張番号】17/578,070
(32)【優先日】2022-01-18
(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】391007091
【氏名又は名称】アフトン・ケミカル・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】Afton Chemical Corporation
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】弁理士法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】ギャレリック、ケネス
【テーマコード(参考)】
4H104
【Fターム(参考)】
4H104BA02A
4H104BA04A
4H104BA08A
4H104BB08A
4H104BB33A
4H104BB34A
4H104DA02A
4H104DA06A
4H104DB06C
4H104DB07C
4H104FA01
4H104FA02
4H104LA02
4H104PA01
4H104PA02
4H104PA03
4H104PA05
4H104PA07
4H104PA09
4H104PA42
4H104PA43
4H104PA44
4H104PA45
4H104PA46
4H104QA18
(57)【要約】
本開示は、高温堆積物、特に低灰分組成物中の高温堆積物を低減するのに有効な、清浄剤及び耐摩耗剤潤滑添加剤のブレンド、並びにそのような添加剤ブレンドを含む潤滑剤を記載する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高温堆積物を低減するための潤滑組成物であって、
潤滑粘度の1つ以上の基油と、
ある量の金属を前記潤滑組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、
一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、
前記潤滑組成物の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)が約0.5~約20であり、
前記潤滑組成物の前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が約150以下である、潤滑組成物。
【請求項2】
前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が約120以下であり、及び/又は前記清浄剤系からの前記金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が約0.5以下である、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項3】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含む、請求項2に記載の潤滑組成物。
【請求項4】
前記潤滑組成物が、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の金属を含む、請求項3に記載の潤滑組成物。
【請求項5】
前記潤滑剤TBNに対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が、前記潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を含むように有効である、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項6】
前記清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含み、及び/又は前記清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項7】
前記耐摩耗剤系が、2つの金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、及び/又は第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが一級アルコールから誘導され、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが二級アルコールから誘導される、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項8】
前記耐摩耗剤系が、二級アルコールから誘導された前記第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含み、及び/又は前記耐摩耗剤系が、一級アルコールから誘導された約20~約30重量パーセントの前記第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートと、二級アルコールから誘導された約70~約80重量パーセントの前記第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとを含む、請求項7に記載の潤滑組成物。
【請求項9】
前記清浄剤系が、200~500の全アルカリ価を有するスルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含み、及び/又は前記清浄剤系が、200~約500の全アルカリ価を有するスルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含み、及び/又は前記潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項10】
前記耐摩耗剤系によって提供されるある量の亜鉛を更に含み、前記清浄剤系からの総金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下であり、及び/又は前記耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を前記潤滑組成物に提供する、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項11】
高温堆積物を低減するための低灰分潤滑組成物であって、
潤滑粘度の1つ以上の基油と、
ある量の金属を前記潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、
一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、
前記清浄剤系からの前記金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が約0.5以下である、低灰分潤滑組成物。
【請求項12】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンと、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の金属とを含む、請求項11に記載の低灰分潤滑組成物。
【請求項13】
API SP/ILSAC GF-6規格に適合する潤滑組成物でエンジンを潤滑する方法であって、前記方法は、
潤滑粘度の1つ以上の基油を含む潤滑組成物で前記エンジンを潤滑することと、ある量の金属を前記潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、前記潤滑組成物の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)が約0.5~約20であり、前記潤滑組成物の前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの量が約150以下であり、
前記潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を有する、方法。
【請求項14】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含み、及び/又は前記潤滑組成物が、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の総金属を含み、及び/又は前記清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウムと、約10~約500ppmのマグネシウムとを提供する、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を前記潤滑組成物に提供し、前記清浄剤系からの前記総金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの亜鉛の量が、約0.6以下である、請求項13に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、高温堆積物の低減のために構成された添加剤系、及び該添加剤系を含む潤滑組成物、特に、低灰分配合物において高温堆積物の低減を達成することができる潤滑組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車製造業者は、効率及び燃費の向上を求め続けており、そのため、エンジン、潤滑油、及びそれらの構成成分に対する需要は増加し続けている。今日の乗用車エンジンは、多くの場合、燃費、性能、及び出力を向上させるように設計された技術を用いて、より小型化、より軽量化、及びより効率化されている。これらの要件はまた、エンジンオイルの性能が、そのような現代のエンジンのより高い要求と、それらの独自の使用及び用途に関連付けられたそれらの対応する性能基準と、を満たすように進化しなければならないことも意味している。エンジン油に対するこのような厳しい要求により、潤滑剤製造業者は、多くの場合、潤滑剤及びそれらの添加剤を、各独自の用途のため特定の性能要件を満たすように調整する。
【0003】
例えば、熱酸化エンジンオイルシミュレーション試験(Thermo-Oxidation Engine Oil Simulation Test、TEOST-33C)は、ターボチャージャコーキング特性の評価のための潤滑剤試験として開発された。この試験では、試験潤滑剤が試験片、すなわちデポジタロッドを通過し、約200℃~約500℃に加熱される際に、デポジタロッド上に生じる堆積物の質量が測定される。この試験は、部分的に、ターボチャージャの追加の酸化ストレスを受けるエンジンオイルの高温堆積物形成傾向を予測するように設計されており、長年にわたり、一般に、API及びILSAC規格の構成要素であった。
【0004】
潤滑剤の仕様は、多くの場合、硫酸灰分、リン及び硫黄の許容レベルに関する組成的制約(いわゆるSAPS制限)を含み、最新の潤滑剤規格の高まる要求を依然として満たしながら、このような制約を維持することは、困難である傾向がある。例えば、環境への配慮から、粒子状物質及び他の様々な排出物を低減するために、排気後処理装置が車両に取り付けられることが多い。しかしながら、内燃機関に従来使用されている潤滑油組成物の硫酸灰分、硫黄及び/又はリン濃度は、そのような後処理装置に悪影響を及ぼす可能性があり、潤滑剤は、一般に、その中の硫酸灰分、リン及び硫黄を最小限に抑えるように配合される。
【0005】
硫酸灰分は、潤滑油組成物中の灰分の総重量パーセントを示す測定値である。潤滑油組成物の硫酸灰分測定値は、その中の総金属含有量に関連しており、ASTM D-874及び/又は当該技術分野において既知であり、かつ本明細書に記載されるような他の一般的な評価方法に従って便利に測定され得る。しかしながら、多くの状況において、特定の性能特性を改善するために潤滑剤組成物内の1つの成分を変動させることは、1つ以上の他の性能特性に悪影響を及ぼす傾向がある。例えば、潤滑油組成物中の灰分の主要な供給源は、概して、金属清浄剤添加剤及び/又は耐摩耗剤添加剤である。しかしながら、硫酸灰分含有量を低減するために清浄剤又は耐摩耗剤成分の量を低減することは、他の性能特性に悪影響を及ぼす傾向があり、特に、清浄剤及び/又は耐摩耗剤の低減は、例えば、TEOST-33Cの高温性能試験において堆積物を増加させる傾向があることが発見された。
【発明の概要】
【0006】
1つのアプローチ又は実施形態では、高温堆積物を低減するための潤滑組成物が提供される。一態様では、潤滑組成物は、潤滑粘度の1つ以上の基油と、ある量の金属を潤滑組成物に提供する清浄剤系であって、金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、潤滑組成物の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)が約0.5~約20であり、潤滑組成物のTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が約150以下である。
【0007】
他のアプローチでは、前段落の潤滑組成物は、任意選択的な特徴又は実施形態を含み得る。これらの任意の特徴又は実施形態は、以下のうちの1つ以上を任意の組み合わせで含み得る。TBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、約120以下である、及び/又は潤滑組成物が、耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含む、及び/又は潤滑組成物が、清浄剤系からの約1800ppm以下の金属を含む、及び/又は清浄剤系からの金属の量に対する耐摩耗剤系からのリンの量が、約0.5以下である、及び/又は潤滑剤TBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を含むように有効である、及び/又は清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、及び/又は清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの金属ジアルキルジチオホスフェートを含む、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの亜鉛ジアルキルジチオホスフェートを含み、第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが一級アルコールから誘導され、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが二級アルコールから誘導される、及び/又は耐摩耗剤系が、二級アルコールから誘導された第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含む、及び/又は耐摩耗剤系が、一級アルコールから誘導された約20~約30重量パーセントの第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートと、二級アルコールから誘導された約70~約80重量パーセントの第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとを含む、及び/又は清浄剤系が、200~500の全アルカリ価を有するスルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は清浄剤系が、200~約500の全アルカリ価を有するスルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、及び/又は耐摩耗剤系によって提供されるある量の亜鉛を更に含み、清浄剤系からの総金属の量に対する耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下であり、及び/又は耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を潤滑組成物に提供する、及び/又は潤滑組成物は乗用車用モータ油である。
【0008】
別のアプローチ又は実施形態では、高温堆積物を低減するための低灰分潤滑組成物が本明細書において提供される。態様では、低灰分潤滑組成物は、潤滑粘度の1つ以上の基油と、ある量の金属を潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを潤滑組成物に提供する耐摩耗剤系であって、清浄剤系からの金属の量に対する耐摩耗剤系からのリンの量が、約0.5以下である、耐摩耗剤系と、を含む。
【0009】
前段落の低灰分潤滑組成物はまた、1つ以上の任意の特徴又は実施形態を含み得る。これらの任意の特徴又は実施形態は、以下のうちの1つ以上を任意の組み合わせで含み得る。潤滑組成物が、耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンと、清浄剤系からの約1800ppm以下の金属とを含む、及び/又はTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、約120以下である、及び/又は潤滑剤TBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を含むように有効である、及び/又は清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、及び/又は清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの金属ジアルキルジチオホスフェートを含む、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの亜鉛ジアルキルジチオホスフェートを含み、第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが一級アルコールから誘導され、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが二級アルコールから誘導される、及び/又は耐摩耗剤系が、二級アルコールから誘導された第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含む、及び/又は耐摩耗剤系が、一級アルコールから誘導された約20~約30重量パーセントの第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートと、二級アルコールから誘導された約70~約80重量パーセントの第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとを含む、及び/又は清浄剤系が、200~500の全アルカリ価を有するスルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は清浄剤系が、200~約500の全アルカリ価を有するスルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、及び/又は耐摩耗剤系によって提供されるある量の亜鉛を更に含み、清浄剤系からの総金属の量に対する耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下であり、及び/又は耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を潤滑組成物に提供する、及び/又は潤滑組成物は乗用車用モータ油である。
【0010】
更に別のアプローチ又は実施形態では、API SP/ILSAC GF-6規格を満たす潤滑組成物でエンジンを潤滑する方法である。態様において、方法は、潤滑粘度の1つ以上の基油を含む潤滑組成物でエンジンを潤滑することと、ある量の金属を潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、潤滑組成物の全アルカリ価(TBN)が約0.5~約20であり、潤滑組成物のTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が約150以下であり、潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供した場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を有する。
【0011】
他のアプローチ又は実施形態では、前段落の方法は、任意の組み合わせで、任意選択的な特徴、実施形態、又は方法ステップを含み得る。任意選択の特徴、実施形態、又はステップは、以下の1つ以上を含み得る。潤滑組成物が、耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含む、及び/又は潤滑組成物が、清浄剤系からの約1800ppm以下の総金属を含む、清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、及び/又は潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、及び/又は耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を潤滑組成物に提供し、清浄剤系からの総金属の量に対する耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下である、及び/又はTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、約120以下である、及び/又は潤滑剤TBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量が、潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を含むように有効である、及び/又は清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、及び/又は清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの金属ジアルキルジチオホスフェートを含む、及び/又は耐摩耗剤系が、2つの亜鉛ジアルキルジチオホスフェートを含み、第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが一級アルコールから誘導され、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが二級アルコールから誘導される、及び/又は耐摩耗剤系が、二級アルコールから誘導された第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含む、及び/又は耐摩耗剤系が、一級アルコールから誘導された約20~約30重量パーセントの第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートと、二級アルコールから誘導された約70~約80重量パーセントの第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとを含む、及び/又は清浄剤系が、200~500の全アルカリ価を有するスルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は清浄剤系が、200~約500の全アルカリ価を有するスルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含む、及び/又は潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、及び/又は耐摩耗剤系によって提供されるある量の亜鉛を更に含み、清浄剤系からの総金属の量に対する耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下であり、及び/又は耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を潤滑組成物に提供する、及び/又は潤滑組成物は乗用車用モータ油である。
【0012】
別のアプローチ又は実施形態では、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供した場合に30mg未満の堆積物を達成するための、本概要における潤滑組成物の任意の実施形態の使用が提供される。
【0013】
本明細書の他の実施形態では、本明細書の使用、方法、又は組成物の実施形態のいずれかは、約0.8重量パーセント未満、約0.75重量パーセント未満、約0.7重量パーセント未満、約0.6重量パーセント未満、約0.5重量パーセント未満、約0.4重量パーセント未満、約0.3重量パーセント未満、又は更に約0.2重量パーセント未満の、以下に記載される方法によって計算される計算硫酸灰分(SASH)を有し得る。
【0014】
本開示の他の実施形態は、本明細書に開示した発明の明細書及び発明の実施を考慮すれば、当業者には明らかであろう。以下の用語の定義は、本明細書で使用される特定の用語の意味を明確にするために提供される。
【0015】
「油組成物」、「潤滑組成物(lubrication composition)」、「潤滑油組成物」、「潤滑油」、「潤滑剤組成物」、「潤滑組成物(lubricating composition)」、「完全配合潤滑剤組成物」、「潤滑剤」、「クランクケース油」、「クランクケース潤滑剤」、「エンジン油」、「エンジン潤滑剤」、「モータ油」、及び「モータ潤滑剤」という用語は、主要量の基油に加えて少量の添加剤組成物を含む最終潤滑生成物を指す、同義の完全に互換性のある専門用語であるとみなされる。
【0016】
本明細書で使用される場合、「添加剤パッケージ」、「添加剤濃縮物」、「添加剤組成物」、「エンジン油添加剤パッケージ」、「エンジン油添加剤濃縮物」、「クランクケース添加剤パッケージ」、「クランクケース添加剤濃縮物」、「モータ油添加剤パッケージ」、「モータ油濃縮物」という用語は、主要量の基油原料混合物を除外する潤滑油組成物の一部を指す、同義の完全に互換性のある専門用語であるとみなされる。添加剤パッケージは、粘度指数向上剤又は流動点降下剤を含み得るか、又は含み得ない。
【0017】
「過塩基性」という用語は、存在する金属の量が化学量論量を超える、スルホネート、カルボキシレート、サリチレート、及び/又はフェネートの金属塩等の金属塩を指す。そのような塩は、100%を超える変換レベルを有し得る(すなわち、そのような塩は、酸をその「標準塩」、「中性塩」に変換するのに必要とされる金属の理論量の100%より多くを含み得る)。多くの場合、MRと略される表現「金属比」は、既知の化学反応性及び化学量論に従って、過塩基性塩中の金属の総化学当量と中性塩中の金属の化学当量との比を示すために使用される。標準塩又は中性塩では、金属比(MR)は1であるが、過塩基性塩ではMRは1より大きい。これらは、一般的に、過塩基性、高塩基性、又は超塩基性塩と称され、有機硫黄酸、カルボン酸、サリチレート、スルホネート、及び/又はフェノールの塩であってもよい。
【0018】
「アルカリ土類金属」という用語は、カルシウム、バリウム、マグネシウム、及びストロンチウムに関し、「アルカリ金属」という用語は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、及びセシウムを指す。
【0019】
本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビル」又は「ヒドロカルビル置換基」又は「ヒドロカルビル基」という用語は、当業者に周知のその通常の意味で使用される。具体的には、それは、分子の残りの部分に直接結合した炭素原子を有し、かつ主に炭化水素の特徴を有する基を指す。各ヒドロカルビル基は、炭化水素置換基から独立して選択され、置換炭化水素置換基は、ハロ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、ピリジル基、フリル基、イミダゾリル基、酸素、及び窒素のうちの1つ以上を含有し、2個以下の非炭化水素置換基は、ヒドロカルビル基中の炭素原子10個毎に存在する。
【0020】
本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビレン置換基」又は「ヒドロカルビレン基」という用語は、当業者に周知であるその通常の意味で使用される。具体的には、分子の2つの場所で炭素原子によって分子の残りの部分に直接結合し、主に炭化水素の特徴を有する基を指す。各ヒドロカルビレン基は、二価炭化水素置換基から独立して選択され、置換二価炭化水素置換基は、ハロ基、アルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、メルカプト基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、ピリジル基、フリル基、イミダゾリル基、酸素、及び窒素を含有し、2個以下の非炭化水素置換基は、ヒドロカルビレン基中の炭素原子10個毎に存在する。
【0021】
本明細書で使用される場合、「重量パーセント」という用語は、他に明確に述べられていない限り、記載された成分が組成物全体の重量に対して表すパーセンテージを意味する。
【0022】
本明細書で使用される場合、「ppmw」という用語は、特に明記しない限り、重量に基づく百万分率を指す。
【0023】
本明細書で使用される「可溶性」、「油溶性」、又は「分散性」という用語は、化合物又は添加剤が可溶性、溶解性、混和性、又は油中にあらゆる割合で懸濁可能であることを示し得るが、必ずしもそうではない。しかしながら、前述の用語は、それらが、例えば、油が用いられる環境においてそれらの意図された効果を発揮するのに十分な程度まで油中に可溶性、懸濁性、溶解性、又は安定して分散性であることを意味している。更に、所望ならば、他の添加剤を更に組み込むと、より高いレベルの特有な添加剤を組み込むことも可能になり得る。
【0024】
本明細書で用いられるような「TBN」という用語は、ASTM D2896の方法によって測定される場合、全アルカリ価をmg KOH/gで示すために使用される。
【0025】
本明細書で用いられるような「アルキル」という用語は、約1~約100個の炭素原子の直鎖、分岐、環状、及び/又は置換飽和鎖部分を指す。本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、約3~約10個の炭素原子の直鎖、分岐鎖、環状、及び/又は置換不飽和鎖部分を指す。本明細書で使用される「アリール」という用語は、アルキル、アルケニル、アルキルアリール、アミノ、ヒドロキシル、アルコキシ、ハロ置換基、及び/又は窒素、酸素及び硫黄を含むがこれらに限定されないヘテロ原子を含み得る単環及び多環芳香族化合物を指す。
【0026】
本明細書で使用される場合、「事後反応」又は「事後処理」は、例えば、ホウ素、リン、及び/又は無水マレイン酸と更に反応又は処理される成分を指し、一級及び/又は二級アミンがこのような化合物と更に反応して、このようなアミンの少なくとも一部分を三級アミンに変換する、分散剤を指し得る。そのような後続の反応又は処理は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,241,003号に更に記載されている。逆に、「事後反応されていない」又は「事後処理されていない」成分は、そのような更なる処理、反応、及び/又は処理に供されておらず、分散剤の文脈では、一定量の一級及び/又は二級アミンを含む。
【0027】
本明細書における任意の実施形態の分子量は、Watersから入手されるゲル浸透クロマトグラフィ(gel permeation chromatography、GPC)機器又は類似の機器、及びWaters Empower Software又は類似のソフトウェアで処理されたデータを用いて決定され得る。GPC機器には、Waters分離モジュール及びWaters屈折率検出器(又は同様の任意選択的な機器)が提供され得る。GPC操作条件は、ガードカラム、4つのAgilent PLgelカラム(長さ300×7.5mm、粒径5μ、及び細孔径の範囲100~10000Å)、約40℃のカラム温度を含み得る。非安定化HPLCグレードのテトラヒドロフラン(tetrahydrofuran、THF)は、1.0mL/分の流量で溶媒として使用され得る。GPC機器は、500~380,000g/モルの範囲の狭い分子量分布を有する市販のポリスチレン(polystyrene、PS)標準で較正され得る。較正曲線は、500g/モル未満の質量を有する試料について外挿することができる。試料及びPS標準を、THFに溶解し、0.1~0.5重量%の濃度で調製し、濾過せずに使用することができる。GPC測定は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,266,223号にも記載されている。GPC法は、分子量分布情報を更に提供する。例えば、参照により本明細書に組み込まれるW.W.Yau,J.J.Kirkland and D.D.Bly,「Modern Size Exclusion Liquid Chromatography」,John Wiley and Sons,New York,1979も参照されたい。
【0028】
本明細書で使用される場合、「硫酸灰分」又は「SASH」は、潤滑剤中の金属の量に基づいて計算される硫酸灰分の量を指す。例えば、硫酸灰分(SASH)は、各金属性タイプについての係数によって調整された潤滑剤組成物中のSASHに寄与する総金属性元素に基づいて計算される。SASHに寄与する金属は、(調整係数とともに)バリウム(1.7)、ホウ素(3.22)、カルシウム(3.4)、銅(1.252)、鉛(1.464)、リチウム(7.92)、マグネシウム(4.95)、マンガン(1.291)、モリブデン(1.5)、カリウム(2.33)、ナトリウム(3.09)、及び亜鉛(1.5)を含む。具体的には、硫酸灰分に寄与するとみなされる潤滑油組成物中に存在する金属性元素の各々のppmw含有量に、上記の対応する係数を乗じ、次いで、各金属性元素/係数調整の積が合計され、合計を10,000で割って、潤滑組成物中のSASHの重量パーセントを計算する。このような計算の更なる詳細は、以下の実施例に記載される。
【0029】
本開示の追加の詳細及び利点は、以下の説明に部分的に記載され、かつ/又は本開示の実施によって習得され得る。本開示の詳細及び利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘された要素及び組み合わせによって実現及び達成し得る。前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明が、両方とも例示的かつ説明的なものにすぎず、特許請求される本開示を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0030】
図1】高温堆積物の量に対する、全清浄剤金属に対するリン量のプロットである。
図2】高温堆積物の量に対する、清浄剤TBNに対するリン量のプロットである。
図3】高温堆積物の量に対する、計算されたSASHのプロットである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
一態様において、本開示は、清浄剤及び耐摩耗剤潤滑添加剤のブレンドと、少なくともAPI SP/ILSAC GF-6規格に適した、及び/又は少なくともAPI SP/ILSAC GF-6規格に構成された、そのような添加剤ブレンドを含む潤滑剤を記載する。1つのアプローチでは、潤滑組成物は、高温堆積物、特に低灰分組成物中の高温堆積物を低減するのに有効である。以下の実施例に示されるように、灰分レベルを低下させることが知られている添加剤の低減は、高温堆積物については有害であり得る。しかしながら、清浄剤特徴と耐摩耗剤特徴との特定の関係が維持される場合、低レベルの灰分を有する潤滑剤組成物において、高温堆積物性能の改善が達成され得る。例えば、本明細書の潤滑組成物は、潤滑粘度の基油と、潤滑組成物にある量の金属、好ましくは、少なくともナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせの金属を提供する清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを潤滑組成物に提供する耐摩耗剤系とを含み、潤滑組成物が、約0.5~約20の全アルカリ価(TBN)を有する。
【0032】
独自に、本明細書の潤滑組成物の実施形態はまた、少ない高温堆積物を達成するのに有効な潤滑組成物全体のTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量と、実施形態において、硫酸灰分として計算される低レベルの灰分も有する組成物中の少ない高温堆積物との間の独自の関係を含む。実施形態では、潤滑組成物は、約150以下の潤滑組成物のTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量の比を有し、これは、驚くべきことに、低い高温堆積物、特に、低レベルの灰分も有する潤滑組成物中の少ない高温堆積物を達成する。更に他のアプローチでは、本明細書中の潤滑組成物はまた、低灰分配合物において少ない高温堆積物を達成するのに有効な組成物において、約0.5以下、他のアプローチでは、約0.38以下の、清浄剤系からの金属の量に対する耐摩耗剤系からのリンの量を有し得る。例えば、リン、TBN、及び/又は清浄剤金属のこのような関係は、本明細書中の潤滑組成物が、ASTM D6335(すなわち、TEOST-33C)の高温堆積物形成試験に供された場合に、約30mg未満の堆積物を含み、同時に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分(本明細書中の記載に従って計算される)を有するように有効である。潤滑剤成分の各々は、以下により詳細に記載される。
【0033】
清浄剤系
本明細書の潤滑剤組成物は、フェネート、スルホネート、サリチレートなどの清浄剤添加剤から、金属源、好ましくはナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はこれらの組み合わせを提供する清浄剤系を含み、これについては以下で更に説明する。好適な清浄剤及びその調製方法は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,732,390号及びその中に引用されている参考文献など、多数の特許公報に、より詳細に記載されている。本明細書の潤滑剤組成物は、組成物が、本明細書で更に議論されるように、耐摩耗剤リンと潤滑剤TBN又は清浄剤金属のいずれかとの言及された関係を含む限り、最大約3.0重量パーセント、又は約0.01~約2.0重量パーセント、他のアプローチでは、約0.1~約1.5重量パーセントの清浄剤系を含んでもよい。
【0034】
上記したように、いくつかのアプローチでは、清浄剤系は、選択量の金属、好ましくはカルシウム及びマグネシウムの組み合わせを潤滑組成物に提供する。例えば、本明細書の清浄剤系は、最大約1800ppm、最大約1700ppmw、最大約1600ppmw、最大約1500ppmw、最大約1400ppmw、最大約1300ppmの金属、最大約1200ppmwの金属、又は最大約1100ppmwの金属の量を提供する。他の場合には、清浄剤系は、少なくとも約100ppmwの金属、少なくとも約200ppmwの金属、少なくとも約300ppmwの金属、又は少なくとも約400ppmwの金属を提供する。
【0035】
好ましくは、清浄剤系はカルシウム及びマグネシウムを提供する。アプローチでは、清浄剤系は、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセント(他のアプローチでは、約60~約70重量パーセント)の清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセント(他のアプローチでは、約30~約40重量パーセント)の清浄剤添加剤とを含む。清浄剤系はまた、他の実施形態において、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを潤滑剤組成物に提供してもよい。いくつかのアプローチでは、カルシウム及びマグネシウムは両方とも、0~約500のTBNを有するスルホネート又はフェネート清浄剤添加剤(好ましくはスルホネート清浄剤添加剤)によって提供され、他のアプローチでは、約180~約500、約200~約450、又は約300~約425のTBNを有する過塩基性清浄剤添加剤である。
【0036】
一般に、清浄剤基材は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、例えば、限定するものではないが、上記したカルシウム及びマグネシウムと塩形成し得るが、清浄剤もまた、清浄剤系が、本明細書に記載した総金属、及び任意のアプローチで、カルシウム及びマグネシウム要件を満たす限り、カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、亜鉛、又はそれらの混合物とも塩形成し得る。1つのアプローチでは、系中の好適な清浄剤は、石油スルホン酸、及びアリール基がベンジル、トリル、並びにキシリルである長鎖モノ若しくはジアルキルアリールスルホン酸、及び/又は様々なフェネート若しくはフェネートの誘導体のアルカリ若しくはアルカリ土類金属塩、例えば、カルシウム又はマグネシウムを含み得る。好適な清浄剤の例としては、以下の清浄剤、カルシウムフェネート、カルシウム硫黄含有フェネート、スルホン酸カルシウム、カルシウムカリキサレート、カルシウムサリキサレート、カルシウムサリチレート、カルシウムカルボン酸、カルシウムリン酸、カルシウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、カルシウムアルキルフェノール、カルシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、カルシウムメチレン架橋フェノール、マグネシウムフェネート、マグネシウム硫黄含有フェネート、スルホン酸マグネシウム、マグネシウムカリキサレート、マグネシウムサリキサレート、サリチル酸マグネシウム、マグネシウムカルボン酸、マグネシウムリン酸、マグネシウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、マグネシウムアルキルフェノール、マグネシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、マグネシウムメチレン架橋フェノール、ナトリウムフェネート、ナトリウム硫黄含有フェネート、スルホン酸ナトリウム、ナトリウムカリキサレート、ナトリウムサリキサレート、サリチル酸ナトリウム、ナトリウムカルボン酸、ナトリウムリン酸、ナトリウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、ナトリウムアルキルフェノール、ナトリウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、又はナトリウムメチレン架橋フェノールの低塩基性/中性及び/又は過塩基性のバリエーションが挙げられるが、これらに限定されない。
【0037】
清浄剤は中性から過塩基性であってもよく、好ましくは過塩基性清浄剤である。過塩基性清浄剤添加剤は、当技術分野において既知であり、アルカリ金属又はアルカリ土類金属過塩基性清浄剤添加剤であり得る。そのような清浄剤添加剤は、金属酸化物又は金属水酸化物を基材及び二酸化炭素ガスと反応させることによって、調製され得る。基材は、典型的には、酸、例えば、脂肪族置換スルホン酸、脂肪族置換カルボン酸、又は脂肪族置換フェノールのような酸である。
【0038】
理解されるように、「過塩基性」という用語は、存在する金属の量が化学量論量を超えている金属塩、例えば、限定するものではないが、スルホネート、カルボキシレート、サリチレート、及び/又はフェネートの金属塩に関する。そのような塩は、100%を超える変換レベルを有し得る(すなわち、そのような塩は、酸をその「標準塩」、「中性塩」に変換するのに必要とされる金属の理論量の100%より多くを含み得る)。多くの場合、MRと略される表現「金属比」は、既知の化学反応性及び化学量論に従って、過塩基性塩中の金属の総化学当量と中性塩中の金属の化学当量との比を示すために使用され得る。標準塩又は中性塩では、MRは1であり、過塩基性塩では、MRは1より大きい。それらは、一般に、過塩基性、高塩基性、又は超塩基性塩と称され、有機硫黄酸、カルボン酸、又はフェノールの塩であり得る。
【0039】
本明細書で使用されるとき、「TBN」という用語は、ASTM D2896の方法によって測定される、単位「mgKOH/g」の全アルカリ価を表すために使用される。潤滑油組成物の過塩基性清浄剤は、約200mg KOH/グラム以上、又は約250mg KOH/グラム以上、又は約350mg KOH/グラム以上、又は約375mg KOH/グラム以上、又は約400mg KOH/グラム以上の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)を有し得る。過塩基性清浄剤は、1.1:1以上、又は2:1以上、又は4:1以上、又は5:1以上、又は7:1以上、又は10:1以上の金属対基質比を有し得る。
【0040】
好適な過塩基性清浄剤の例としては、過塩基性カルシウムフェネート、過塩基性カルシウム硫黄含有フェネート、過塩基性スルホン酸カルシウム、過塩基性カルシウムカリキサレート、過塩基性カルシウムサリキサレート、過塩基性カルシウムサリチレート、過塩基性カルシウムカルボン酸、過塩基性カルシウムリン酸、過塩基性カルシウムモノ-及び/又はジ-チオリン酸、過塩基性カルシウムアルキルフェノール、過塩基性カルシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、過塩基性カルシウムメチレン架橋フェノール、過塩基性マグネシウムフェネート、過塩基性マグネシウム硫黄含有フェネート、過塩基性スルホン酸マグネシウム、過塩基性マグネシウムカリキサレート、過塩基性マグネシウムサリキサレート、過塩基性サリチル酸マグネシウム、過塩基性マグネシウムカルボン酸、過塩基性マグネシウムリン酸、過塩基性マグネシウムモノ-及び/又はジ-チオリン酸、過塩基性マグネシウムアルキルフェノール、過塩基性マグネシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、又は過塩基性マグネシウムメチレン架橋フェノールが挙げられるが、これらに限定されることはない。
【0041】
清浄剤はまた、低塩基性又は中性清浄剤でもあり得る。例えば、低塩基性又は中性清浄剤は、本明細書の系に使用される場合、一般に、最大175mg KOH/g、最大150mg KOH/g、最大100mg KOH/g、又は最大50mg KOH/gのTBNを有する。低塩基性/中性清浄剤は、カルシウム又はマグネシウム含有清浄剤を含み得る。好適な低塩基性/中性清浄剤の例としては、以下に限定されないが、スルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、カルシウムサリチレート、スルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、及び/又はサリチル酸マグネシウムが挙げられる。
【0042】
実施形態では、清浄剤系は、スルホン酸カルシウム及びスルホン酸マグネシウムの組み合わせを含むが、このような清浄剤の組み合わせに必ずしも限定されない。アプローチでは、本明細書の清浄剤系におけるスルホン酸カルシウムは好ましくは過塩基性清浄剤であり、アプローチでは、約200~約500の全アルカリ価を有し、他のアプローチでは約300~約450の全アルカリ価を有する。他のアプローチでは、本明細書の清浄剤系におけるスルホン酸マグネシウムも好ましくは過塩基性清浄剤であり、約200~約500の全アルカリ価を有し、他のアプローチでは約300~約425の全アルカリ価を有する。
【0043】
耐摩耗剤系
本明細書の潤滑組成物はまた、上記した清浄剤系と組み合わせて、耐摩耗剤系も含む。耐摩耗剤系は、他の特徴の中でも摩擦性能と、驚くべきことに、清浄剤系の特徴に対してバランスをとった場合に高温堆積物性能と、を達成するのに有効な耐摩耗金属及びリンの混合物を提供する。本明細書の潤滑剤組成物は、組成物が、本明細書で更に議論されるような、潤滑剤TBN又は清浄剤金属のいずれかに対する耐摩耗剤リンの言及された関係を含む限り、最大約3.0重量パーセントの耐摩耗剤系、又は約0.01~約2.0重量パーセント、他のアプローチでは、約0.1~約1.5重量パーセントの耐摩耗剤系を含み得る。
【0044】
アプローチでは、耐摩耗剤系は、2つ以上の亜鉛ジヒドロカルビルジチオホスフェート化合物(ZDDP)などであるがこれらに限定されない、2つ以上の金属ジヒドロカルビルジチオホスフェート化合物の混合物を含む。ZDDPなどの好適な金属ジチオホスフェートはそれぞれ、5~約10重量パーセントの金属(他のアプローチでは、約6~約9重量パーセントの、好ましくは亜鉛である金属)と、約8~約18重量パーセントの硫黄(他のアプローチでは、約12~約18重量パーセントの硫黄、又は約8~約15重量パーセントの硫黄)とを含んでもよい。ZDDPなどの金属ジチオホスフェートはまた、約5~約10重量パーセントのリンも含み得る。好適な金属ジヒドロカルビルジチオリン酸金属は、ジヒドロカルビルジチオリン酸金属塩のいずれかであり得、その金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、チタン、ジルコニウム、亜鉛、又はそれらの組み合わせであり得る。しかしながら、金属は、好ましくは亜鉛である。
【0045】
耐摩耗剤系のリン含有化合物がZDDPであるとき、ZDDP上のアルキル基は、一級アルコール、二級アルコール、及び/又はそれらの混合物から誘導されてもよい。例えば、ZDDPのアルキル基を形成させるのに好適な一級アルコールとしては、エチルヘキシルアルコール、ブタノール、並びに/又はC6及びより高級の一級アルコールが挙げられるが、これらに限定されない。ZDDPのアルキル基を形成させるのに好適な二級アルコールとしては、メチルイソブチルカルビノール、イソプロピルアルコール、又はそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。場合によっては、ZDDPのアルキル基は、2-エチルヘキサノール(一級)、イソブタノール(一級)、及びイソプロパノール(二級)などの一級アルコールと二級アルコールとの混合物から誘導され得る。例えば、一実施形態では、耐摩耗剤系中の1つのZDDP添加剤は、C6~C8の一級アルコール、特にエチルヘキシルアルコール、から誘導されたおよそのアルキル基を含む。他の実施形態では、耐摩耗剤系の第2のZDDPは、メチルイソブチルカルビノールなどの二級アルコールから誘導された全てのアルキル基を含む。1つのアプローチでは、本明細書の耐摩耗剤系は、一級及び二級アルコールから誘導された金属ジアルキルジチオホスフェート(好ましくは亜鉛ジアルキルジチオホスフェート)の混合物を含む。実施形態では、耐摩耗剤系中で組み合わされた2つのZDDP添加剤からの一級アルコール対二級アルコールの重量比は、少なくとも約0.25:1.0~約0.5:1.0であり、他のアプローチでは、以下で更に議論されるように、約0.3:1~約0.4:1である。
【0046】
好適なZDDPの例としては、金属O,O-ジ(C1~14-アルキル)ジチオホスフェート;(混合O,O-ビス(sec-ブチル及びイソオクチル))ジチオリン酸亜鉛;O,O-ビス(分岐及び直鎖C3~8-アルキル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ビス(2-エチルヘキシル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ビス(混合イソブチル及びペンチル)ジチオリン酸亜鉛;混合O,O-ビス(1,3-ジメチルブチル及びイソプロピル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ジイソオクチルジチオリン酸亜鉛;O,O-ジブチルジチオリン酸亜鉛;亜鉛混合O,O-ビス(2-エチルヘキシル及びイソブチル及びイソプロピル)ジチオホスフェート;O,O-ビス(ドデシルフェニル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ジイソデシルジチオリン酸亜鉛;O-(6-メチルヘプチル)-O-(1-メチルプロピル)ジチオリン酸亜鉛;O-(2-エチルヘキシル)-O-(イソブチル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛;(混合ヘキシル及びイソプロピル)ジチオリン酸亜鉛;(混合O-(2-エチルヘキシル)及びO-イソプロピル)ジチオリン酸亜鉛;O,O-ジオクチルジチオリン酸亜鉛;O,O-ジペンチルジチオリン酸亜鉛;亜鉛O-(2-メチルブチル)-O-(2-メチルプロピル)ジチオホスフェート;及び亜鉛O-(3-メチルブチル)-O-(2-メチルプロピル)ジチオホスフェートが挙げられるが、それらに限定されない。
【0047】
更に他のアプローチでは、本明細書における耐摩耗剤系中のリン含有化合物の各々は、式Iの構造をそれぞれ有し得る。
【0048】
【化1】
式中、式IのRは、独立して、1~18個の炭素原子、又は2~12個の炭素原子、又は約3~8個の炭素原子を含有する。耐摩耗剤系は、式Iの構造の2つの化合物を含有してもよい。各化合物中、Rは、耐摩耗剤系において上述した一級アルコールと二級アルコールとの選択された比を満たすための必要に応じて、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、sec-ブチル、アミル、n-ヘキシル、i-ヘキシル、n-オクチル、デシル、ドデシル、オクタデシル、2-エチルヘキシル、フェニル、ブチルフェニル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、プロペニル、ブテニルであってもよい。いくつかの実施形態では、上の式Iにおける各R基の炭素原子の数は、概して、約3以上、約4以上、約6以上、又は約8以上になる。各R基は、平均3~8個の炭素を有し得る。R基の炭素原子の総数は、5~約72、又は12~約32であり得る。式Iにおいて、Aは、金属、例えば、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、チタン、ジルコニウム、亜鉛、又はそれらの組み合わせである。好ましくは、Aは亜鉛である。
【0049】
更に他のアプローチでは、耐摩耗剤系の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートは、上に示した式Iと交換可能であってもよい式IIの化学構造の下に示される耐摩耗剤系におけるリン化合物の硫黄-亜鉛配位配列を有する。式I及びIIに示した構造は、単量体、二量体、三量体、又はオリゴマー(例えば、四量体)として存在し得るということも理解される。
【0050】
【化2】
【0051】
いくつかの実施形態では、耐摩耗剤系の各リン含有化合物は、式Iの構造を有し、式中、Aは亜鉛であり、耐摩耗剤系内の化合物の合わせた総量は、約70~約800ppm(他のアプローチでは、約250~約800ppm)のリン及び約50~約850ppmの亜鉛を潤滑剤組成物に提供する。上述のように、耐摩耗剤系は、亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの混合物を含む。好ましくは、耐摩耗剤系は、少なくとも2つの亜鉛ジアルキルジチオホスフェートを含んでもよく、第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートは、一級アルコールのみに由来し、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートは、二級アルコールに由来する。好ましくは、耐摩耗剤系は、二級アルコールからのみ誘導された第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含み、例えば、耐摩耗剤混合物(すなわち、耐摩耗剤混合物の全ての化合物)内のZDDPを形成する一級アルコール対二級アルコールの重量比は、少なくとも0.25:1.0である(すなわち、耐摩耗剤混合物中における全てのアルキル基の約70~約80%は二級アルコール由来であり、耐摩耗剤混合物中における全てのアルキル基の約20~約30%は一級アルコール由来である)。他のアプローチでは、耐摩耗剤混合物内のZDDPを形成する一級アルコール対二級アルコールの比は、少なくとも約0.25:1.0~約0.5:1.0であり、他のアプローチでは、約0.3:1~約0.4:1である。
【0052】
アプローチでは、本明細書の潤滑組成物は、ある量のリンを提供し、実施形態では、潤滑組成物に約800ppm以下のリンを提供する耐摩耗剤系を有する。他のアプローチでは、耐摩耗剤系は、約700ppm以下のリン、約500ppm以下のリン、400ppm以下のリン、又は約300ppm以下のリンを提供する。更に他のアプローチでは、耐摩耗剤系は、少なくとも約50ppmのリン、少なくとも約75ppmのリン、又は少なくとも約100ppmのリンを提供する。
【0053】
他のアプローチでは、本明細書の潤滑組成物は、ある量の耐摩耗金属(好ましくは亜鉛)を提供し、実施形態では、潤滑組成物に約850ppm以下の亜鉛を提供する耐摩耗剤系を有する。他のアプローチでは、耐摩耗剤系は、約800ppm以下の亜鉛、約700ppm以下の亜鉛、500ppm以下の亜鉛、又は約400ppm以下の亜鉛を提供する。更に他のアプローチでは、耐摩耗剤系は、少なくとも約50ppmの亜鉛、少なくとも約75ppmの亜鉛、又は少なくとも約100ppmの亜鉛を提供する。実施形態では、本明細書中の潤滑組成物は、清浄剤系からの総金属の量に対する耐摩耗剤系によって提供される亜鉛の量約0.6以下を含む。
【0054】
ジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩は、既知の技術に従って調製することができ、通常は、1種以上のアルコール又はフェノールとPとを反応させて、ジヒドロカルビルジチオリン酸(DDPA)を最初に形成し、次いで形成されたDDPAを、酸化亜鉛などの金属化合物で中和することによって調整される。例えば、DDPAは、一級アルコールと二級アルコールとの混合物を、Pと反応させることによって、作製することができる。この場合、DDPAは、一級アルコール及び二級アルコールの両方から誘導されたアルキル基を含む。代替的に、複数のDDPAを調製することができ、1つのDDPA上のアルキル基は二級アルコールから完全に誘導され、別のDDPA上のアルキル基は一級アルコールから完全に誘導される。次いで、DDPAを一緒にブレンドして、一級アルコール及び二級アルコールの両方から誘導されたアルキル基を有するDDPAの混合物を形成する。
【0055】
潤滑油組成物
上述の清浄剤系及び耐摩耗剤系は、1つ以上の更なる任意選択的な添加剤との組み合わせで、主要量の潤滑粘度の基油又は基油ブレンド(以下に記載されるような)と組み合わされて、潤滑油組成物を生成し得る。アプローチでは、潤滑油組成物は、約50重量パーセント以上の基油ブレンド、約60重量パーセント以上、約70重量パーセント以上、又は約80重量パーセント以上~約95重量パーセント以下、約90重量パーセント以下、約85重量パーセント以下の基油ブレンドを含み、そのようなブレンドは以下に更に考察される。
【0056】
上記のように、潤滑油組成物は、(i)潤滑組成物全体のTBN、(ii)全清浄剤金属(好ましくはカルシウム及び/若しくはマグネシウム)の量、並びに/又は(iii)低レベルの高温堆積物を低減及び/又は維持するのに有効な両方の比、のいずれかに対する、耐摩耗剤系から提供されるリンと、特に、硫酸灰分として計算される低レベルの灰分を有する潤滑組成物、例えば約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分を有する潤滑組成物、に関連した低レベルの高温堆積物との間の独自の関係を含む。
【0057】
例えば、本明細書中の潤滑組成物全体は、好ましくは、約0.5~約20(他のアプローチでは、約0.5~約10)の全アルカリ価(TBN)を有し、そして上記の清浄剤系及び耐摩耗剤系に関連して、潤滑組成物のTBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量約150以下、又は他の実施形態では、潤滑剤TBNに対する耐摩耗剤系からのリンの量約120以下(好ましくは、約10以上、約20以上、約50以上、又は約80以上、又は更に約80以上)との間に特定の関係を有する。更に他の実施形態において、清浄剤系からの金属の量に対する耐摩耗剤系からのリンの量は、約0.5以下、又は更に約0.38以下(好ましくは約0.02以上、約0.05以上、約0.1以上、又は約0.2以上、又は更に約0.25以上)であってもよい。このような関係で、本明細書の潤滑組成物は、ASTM D6335(TEOST-33C)の高温堆積物形成試験に供した場合に約30mg未満の堆積物を有し、低灰分組成物に関連して、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分(又は約0.1~約0.8重量パーセントの計算された硫酸灰分)を含む。
【0058】
基油ブレンド:本明細書の潤滑油組成物中に使用される基油は、潤滑粘度の油であり得、米国石油協会(American Petroleum Institute、API)基油互換性ガイドライン(Base Oil Interchangeability Guidelines)に指定されているように、グループI~Vにおける基油のうちのいずれかから選択される。5つの基油グループは、以下の通りである。
【0059】
【表1】
【0060】
グループI、グループII、及びグループIIIは、鉱油プロセス原料である。グループIVの基油は、オレフィン性不飽和炭化水素の重合によって生成される真の合成分子種を含有している。多くのグループVの基油もまた真の合成生成物であり、ジエステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、アルキル化芳香族、ポリリン酸エステル、ポリビニルエーテル、及び/又はポリフェニルエーテルなどを含み得るが、植物油などの天然油であってもよい。グループIIIの基油は、鉱油から誘導されたものであるが、これらの流体が受ける厳密な処理により、それらの物理的特性は、PAOなどのいくつかの真の合成油に非常に類似するものとなることに留意すべきである。したがって、グループIIIの基油から誘導された油は、産業において合成流体と称され得る。グループII+は、高粘度指数グループIIを含み得る。
【0061】
開示される潤滑油組成物中に使用される基油ブレンドは、鉱油、動物油、植物油、合成油、合成油ブレンド、又はそれらの混合物であり得る。好適な油は、水素化分解、水素化、水素化仕上げ、未精製油、精製油、及び再精製油、並びにそれらの混合物から誘導され得る。
【0062】
未精製油は、更なる精製処理を伴わない又はほとんど伴わない、天然、鉱物、又は合成の供給源から誘導されるものである。精製油は、1つ又は複数の特性の改善をもたらし得る1つ又は複数の精製工程で処理されていることを除いて未精製油と同様である。好適な精製技術の例は、溶媒抽出、二次蒸留、酸又は塩基抽出、濾過、浸透などである。食用に適する品質まで精製された油は、有用であり得るか、又は有用であり得ない。食用油は、ホワイト油とも呼ばれる場合がある。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は、食用油又はホワイト油を含まない。
【0063】
再精製油はまた、再生油又は再処理油としても知られている。これらの油は、同じ又は類似のプロセスを使用して精製油と同様に得られる。多くの場合、これらの油は、使用済み添加剤及び油分解生成物の除去を対象とする技術によって更に処理される。
【0064】
鉱油は、掘削によって、又は植物及び動物から、又はそれらの任意の混合物から得られた油を含み得る。例えば、そのような油としては、ヒマシ油、ラード油、オリーブ油、ピーナツ油、トウモロコシ油、ダイズ油、及び亜麻仁油、並びに鉱物潤滑油、例えば、液体石油、及びパラフィン系、ナフテン系、若しくは混合されたパラフィン系-ナフテン系タイプの溶媒処理又は酸処理された鉱物系潤滑油が挙げられ得るが、それらに限定されない。そのような油は、所望であれば、部分的又は完全に水素化され得る。石炭又は頁岩から誘導された油もまた、有用であり得る。
【0065】
有用な合成潤滑油としては、炭化水素油、例えば、重合化、オリゴマー化、又はインターポリマー化オレフィン(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);ポリ(1-ヘキセン)、ポリ(1-オクテン)、1-デセンの三量体若しくはオリゴマー、例えば、ポリ(1-デセン)(そのような材料はしばしばα-オレフィンと称される)、及びそれらの混合物;アルキル-ベンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ-(2-エチルヘキシル)-ベンゼン);ポリフェニル(例えば、ビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェニル);ジフェニルアルカン、アルキル化ジフェニルアルカン、アルキル化ジフェニルエーテル及びアルキル化ジフェニルスルフィド、並びにそれらの誘導体、類似体、及び同族体、又はそれらの混合物が挙げられ得る。ポリアルファオレフィンは、典型的には水素化された材料である。
【0066】
他の合成潤滑油としては、ポリオールエステル、ジエステル、リン含有酸の液体エステル(例えば、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、及びデカンホスホン酸のジエチルエステル)、又はポリマーテトラヒドロフランが挙げられる。合成油は、フィッシャー・トロプシュ反応によって生成され得、典型的には、水素化異性化フィッシャー・トロプシュ炭化水素又はワックスであり得る。一実施形態では、油は、フィッシャー・トロプシュ気液合成手順、並びに他の気液油によって調製され得る。
【0067】
潤滑組成物中に含まれる主要量の基油は、グループI、グループII、グループIII、グループIV、グループV、及び前述のもののうちの2つ以上の組み合わせからなる群から選択され得るが、基油の主要な量は、組成物中の添加剤成分又は粘度指数改善剤の提供から生じる基油以外のものである。別の実施形態では、潤滑組成物中に含まれる主要量の基油は、グループII、グループIII、グループIV、グループV、及び前述のもののうちの2つ以上の組み合わせからなる群から選択され得るが、基油の主要量は、組成物中の添加剤成分又は粘度指数改善剤の提供から生じる基油以外のものである。
【0068】
存在する潤滑粘度の油の量は、100重量%から、粘度指数改善剤(複数可)及び/又は流動点降下剤及び/又は他のトップ処理添加剤を含む性能添加剤の量の合計を減算した後に残る残部であり得る。例えば、最終流体中に存在し得る潤滑粘度の油は、「主要量」、例えば、約50重量%超、約60重量%超、約70重量%超、約80重量%超、約85重量%超、又は約90重量%超であり得る。
【0069】
任意選択的な添加剤:
本明細書の潤滑油組成物はまた、窒素及び窒素原料に関する記述した関係が維持される限り、性能規格を満たすために必要に応じて、上で考察した分散剤系、酸化防止剤系、及び耐摩耗剤系と組み合わせたいくつかの任意選択の添加剤を含んでもよい。それらの任意選択的な添加剤は、以下の段落で説明する。
【0070】
任意選択的な分散剤:潤滑油組成物は、任意選択的に、1つ以上の追加の分散剤又はそれらの混合物を含んでもよい。分散剤は、潤滑油組成物に混合する前に灰分を形成する金属を含まず、潤滑剤に添加するとき通常灰分に寄与しないため、しばしば無灰型の分散剤と呼ばれている。無灰型の分散剤は、極性基が比較的高分子量の炭化水素鎖に結合していることを特徴とする。典型的な無灰分散剤には、N-置換長鎖アルケニルスクシンイミドが含まれる。N置換長鎖アルケニルスクシンイミドの例としては、ポリイソブチレン置換基の数平均分子量が、GPCにより測定した場合、約350~約50,000、又は~約5,000、又は~約3,000の範囲にある、ポリイソブチレンスクシンイミドが挙げられる。スクシンイミド分散剤及びその調製は、例えば、米国特許第7,897,696号又は米国特許第4,234,435号に開示されている。アルケニル置換基は、約2~約16個、又は約2~約8個、又は約2~約6個の炭素原子を含有する重合性モノマーから調製され得る。スクシンイミド分散剤は、典型的には、ポリアミン(典型的にはポリ(エチレンアミン))から形成されたイミドである。
【0071】
好ましいアミンは、ポリアミン及びヒドロキシアミンから選択される。使用され得るポリアミンの例としては、限定されないが、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)、及びペンタエチルアミンヘキサミン(PEHA)などのより高級の同族体が挙げられる。
【0072】
好適な重質ポリアミンは、TEPA及びPEHA(ペンタエチレンヘキサミン)などの少量の低級ポリアミンオリゴマーを含むが、主に6個以上の窒素原子、分子当たり2個以上の一級アミン、及び従来のポリアミン混合物より広範な分岐を有するオリゴマーを含むポリアルキレン-ポリアミンの混合物である。重質ポリアミンは、好ましくは、分子当たり7つ以上の窒素原子を含有し、分子当たり2つ以上の一級アミンを有するポリアミンオリゴマーを含む。重質ポリアミンは、28重量%超(例えば、32重量%超)の総窒素と、当量当たり120~160グラムの当量の一級アミン基と、を含む。
【0073】
いくつかのアプローチでは、好適なポリアミンは、一般的にPAMとして知られており、TEPA及びペンタエチレンヘキサミン(PEHA)が、ポリアミンの主要部分であり、通常約80%未満である、エチレンアミンの混合物を含有する。
【0074】
典型的には、PAMは、1g当たり8.7~8.9ミリ当量の一級アミン(一級アミンの当量当たり115~112gの当量)及び約33~34重量%の総窒素含有量を有する。実質的にTEPAを含まず、ごく少量のPEHAを含むが、主に6個より多い窒素原子及びより広範な分岐を有するオリゴマーを含有するPAMオリゴマーのより重質なカットは、分散性が改善された分散剤を生成してもよい。
【0075】
ある実施形態では、本開示は、GPCにより判定される場合に、約350~約50,000、又は~約5,000、又は~約3,000の範囲の数平均分子量を有するポリイソブチレンから誘導される少なくとも1種のポリイソブチレンスクシンイミド分散剤を更に含む。ポリイソブチレンスクシンイミドは、単独で、又は他の分散剤と組み合わせて使用され得る。
【0076】
いくつかの実施形態では、ポリイソブチレンが含まれる場合、そのポリイソブチレンは、50モル%を超える、60モル%を超える、70モル%を超える、80モル%を超える、又は90モル%を超える末端二重結合の含有量を有し得る。そのようなPIBは、高反応性PIB(「HR-PIB」)とも呼ばれる。GPCにより判定される場合に約800~約5000の範囲の数平均分子量を有するHR-PIBが、本開示の実施形態における使用に好適である。従来のPIBは、典型的には、50モル%未満、40モル%未満、30モル%未満、20モル%未満、又は10モル%未満の末端二重結合の含有量を有する。
【0077】
GPCにより判定される場合に、約900~約3000の範囲の数平均分子量を有するHR-PIBが、好適であり得る。このようなHR-PIBは、市販されているか、又はBoerzel,et al.の米国特許第4,152,499号及びGateau,et al.の米国特許第5,739,355号に記載されているように、三フッ化ホウ素などの非塩素化触媒の存在下でのイソブテンの重合によって合成することができる。HR-PIBが上記熱エン反応で使用されるとき、そのHR-PIBは、反応性の増加に起因して、反応中のより高い転化率、及びより少ない沈殿物形成量をもたらし得る。好適な方法は米国特許第7,897,696号に記載されている。
【0078】
一実施形態では、本開示は、ポリイソブチレン無水コハク酸(「polyisobutylene succinic anhydride、PIBSA」)から誘導される少なくとも1種の分散剤を更に含む。PIBSAは、ポリマー当たり平均約1.0~約2.0のコハク酸部分を有し得る。
【0079】
アルケニル又はアルキル無水コハク酸の有効成分%は、クロマトグラフィ技術を使用して判定することができる。この方法は、米国特許第5,334,321号の第5欄及び第6欄に記載されている。
【0080】
ポリオレフィンの転化率は米国特許第5,334,321号の第5欄及び第6欄の式を用いて、有効成分%から算出される。
【0081】
別途明記しない限り、全てのパーセンテージは、重量パーセントであり、全ての分子量は、市販のポリスチレン標準(較正基準として180~約18,000の数平均分子量を有する)を使用するゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により判定される数平均分子量である。
【0082】
一実施形態では、分散剤は、ポリアルファオレフィン(PAO)無水コハク酸から誘導され得る。一実施形態では、分散剤は、オレフィン無水マレイン酸コポリマーから誘導され得る。一例として、分散剤は、ポリ-PIBSAとして記載され得る。一実施形態では、分散剤は、エチレン-プロピレンコポリマーにグラフト化される無水物から誘導され得る。
【0083】
好適な種類の窒素含有分散剤は、オレフィンコポリマー(OCP)、より具体的には、無水マレイン酸でグラフト化され得るエチレン-プロピレン分散剤から誘導され得る。官能化OCPと反応させることができる窒素含有化合物のより完全なリストは、米国特許第7,485,603号、同第7,786,057号、同第7,253,231号、同第6,107,257号、及び同第5,075,383号に記載されており、かつ/又は市販されている。
【0084】
好適な分散剤の1つのクラスはまた、マンニッヒ塩基であり得る。マンニッヒ塩基は、より高分子量のアルキル置換フェノール、ポリアルキレンポリアミン、及びホルムアルデヒドなどのアルデヒドの縮合によって形成される材料である。マンニッヒ塩基は、米国特許第3,634,515号により詳細に記載されている。
【0085】
好適なクラスの分散剤はまた、高分子量エステル又は半エステルアミドであり得る。好適な分散剤はまた、従来の方法により様々な薬剤のうちのいずれかとの反応によって後処理され得る。これらの中には、ホウ素、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアジアゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換無水コハク酸、無水マレイン酸、ニトリル、エポキシド、カーボネート、環状カーボネート、ヒンダードフェノールエステル、及びリン化合物がある。米国特許第7,645,726号、米国特許第7,214,649号、及び米国特許第8,048,831号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0086】
カーボネート及びホウ酸の後処理に加えて、化合物はいずれも、異なる特性を改善又は付与するように設計された様々な後処理により後処理、又は更に後処理され得る。このような後処理は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,241,003号の欄27~29に要約されたものを含む。そのような処理には、以下による処理が含まれる。無機リン酸又は無水物(例えば、米国特許第3,403,102号及び同第4,648,980号);有機リン化合物(例えば、米国特許第3,502,677号);五硫化リン;既に上記したようなホウ素化合物(例えば、米国特許第3,178,663及び同第4,652,387号);カルボン酸、ポリカルボン酸、無水物、及び/又は酸ハロゲン化物(例えば、米国特許第3,708,522号及び同第4,948,386号);エポキシドポリエポキシエート又はチオエポキシド(例えば、米国特許第3,859,318号及び同第5,026,495号);アルデヒド又はケトン(例えば、米国特許第3,458,530号);二硫化炭素(例えば、米国特許第3,256,185号);グリシドール(例えば、米国特許第4,617,137号);尿素、チオ尿素、又はグアニジン(例えば、米国特許第3,312,619号、同第3,865,813号、及び英国特許第1,065,595号);有機スルホン酸(例えば、米国特許第3,189,544号及び英国特許第2,140,811号);シアン化アルケニル(例えば、米国特許第3,278,550号及び同第3,366,569号);ジケテン(例えば、米国特許第3,546,243号);ジイソシアネート(例えば、米国特許第3,573,205号);アルカンスルトン(例えば、米国特許第3,749,695号);1,3-ジカルボニル化合物(例えば、米国特許第4,579,675号);アルコキシル化アルコール又はフェノールのスルフェート(例えば、米国特許第3,954,639号);環状ラクトン(例えば、米国特許第4,617,138号、同第4,645,515号、同第4,668,246号、同第4,963,275号、及び同第4,971,711号);環状カーボネート又はチオカーボネート、直鎖モノカーボネート若しくはポリカーボネート、又はクロロホルメート(例えば、米国特許第4,612,132号、同第4,647,390号、同第4,648,886号、同第4,670,170号);窒素含有カルボン酸(例えば、米国特許第4,971,598号及び英国特許第2,140,811号);ヒドロキシ保護クロロジカルボニルオキシ化合物(例えば、米国特許第4,614,522号);ラクタム、チオラクタム、チオラクトン、又はジチオラクトン(例えば、米国特許第4,614,603及び同第4,666,460号);環状カーボネート又はチオカーボネート、直鎖モノカーボネート若しくはポリカーボネート、又はクロロホルメート(例えば、米国特許第4,612,132号、同第4,647,390号、同第4,646,860号、及び同第4,670,170号);窒素含有カルボン酸(例えば、米国特許第4,971,598号及び英国特許第2,440,811号);ヒドロキシ保護クロロジカルボニルオキシ化合物(例えば、米国特許第4,614,522号);ラクタム、チオラクタム、チオラクトン、又はジチオラクトン(例えば、米国特許第4,614,603及び同第4,666,460号);環状カルバメート、環状チオカルバメート、又は環状ジチオカルバメート(例えば、米国特許第4,663,062号及び同第4,666,459号);ヒドロキシ脂肪族カルボン酸(例えば、米国特許第4,482,464号、同第4,521,318号、同第4,713,189号);酸化剤(例えば、米国特許第4,379,064号);五硫化リン及びポリアルキレンポリアミンの組み合わせ(例えば、米国特許第3,185,647号);カルボン酸又はアルデヒド又はケトン及び硫黄又は塩化硫黄の組み合わせ(例えば、米国特許第3,390,086号、同第3,470,098号);ヒドラジン及び二硫化炭素の組み合わせ(例えば、米国特許第3,519,564号);アルデヒド及びフェノールの組み合わせ(例えば、米国特許第3,649,229号、同第5,030,249号、同第5,039,307号);アルデヒド及びジチオリン酸のO-ジエステルの組み合わせ(例えば、米国特許第3,865,740号);ヒドロキシ脂肪族カルボン酸及びホウ酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,554,086号);ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、それに次ぐホルムアルデヒド及びフェノールの組み合わせ(例えば、米国特許第4,636,322号);ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、及びそれに次ぐ脂肪族ジカルボン酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,663,064号);ホルムアルデヒド及びフェノール、並びにそれに次ぐグリコール酸の組み合わせ(例えば、米国特許第4,699,724号);ヒドロキシ脂肪族カルボン酸又はシュウ酸と、それに次ぐジイソシアネートとの組み合わせ(例えば、米国特許第4,713,191号);リンの無機酸若しくは無水物又はその部分的若しくは全体的硫黄類似体及びホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,857,214号);有機二酸、それに次ぐ不飽和脂肪酸、及びそれに次ぐニトロソ芳香族アミン、任意選択的にそれに続くホウ素化合物、並びにそれに次ぐグルコール化剤の組み合わせ(例えば、米国特許第4,973,412号);アルデヒド及びトリアゾールの組み合わせ(例えば、米国特許第4,963,278号);アルデヒド及びトリアゾール、それに次ぐホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,981,492号);環状ラクトン及びホウ素化合物の組み合わせ(例えば、米国特許第4,963,275号及び同第4,971,711号)。ここで、先に言及した特許は、それらの全体が組み込まれる。
【0087】
好適な分散剤のTBNは、約50%の希釈油を含有する分散剤試料で測定した場合、約5~約30TBNに匹敵する、油を含まない基準で約10~約65mg KOH/gであり得る。TBNは、ASTM D2896の方法によって測定される。
【0088】
更に他の実施形態では、任意選択的な分散添加剤は、ヒドロカルビルで置換されたスクシンアミド分散剤又はスクシンイミド分散剤であり得る。いくつかのアプローチでは、ヒドロカルビルで置換されたスクシンアミド分散剤又はスクシンイミド分散剤は、ポリアルキレンポリアミンと反応させたヒドロカルビル置換アシル化剤に由来し得るが、スクシンアミド分散剤又はスクシンイミド分散剤のヒドロカルビル置換基は、ポリスチレンを較正基準として使用するGPCにより測定した場合、約250~約5,000の数平均分子量を有する直鎖又は分岐鎖ヒドロカルビル基である。
【0089】
いくつかのアプローチでは、分散剤を形成するために使用されるポリアルキレンポリアミンは、以下の式:
【0090】
【化3】
(式中、各R及びR’は、独立して、二価C1~C6アルキレンリンカーであり、各R及びRは、独立して、水素、C1~C6アルキル基であるか、又はそれらが結合する窒素原子とともに、1つ以上の芳香環若しくは非芳香環と任意選択的に融合した5員環若しくは6員環を形成し、nは、0~8の整数である)を有する。他のアプローチでは、ポリアルキレンポリアミンは、平均5~7個の窒素原子を有するポリエチレンポリアミンの混合物、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタアミン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0091】
任意選択の分散剤は、存在する場合、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、最大約20重量%を提供するのに十分な量で使用され得る。使用され得る分散剤の別の量は、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、約0.1~約15重量%、又は約0.1~約10重量%、約0.1~8重量%、又は約1~約10重量%、又は約1~約8重量%、又は約1~約6重量%であり得る。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は混合分散剤系を利用する。単一の種類又は任意の所望の比の2つ以上の種類の分散剤の混合物が使用され得る。
【0092】
追加の酸化防止剤:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択で1つ以上の更なる酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤化合物は既知であり、例えば、フェネート、フェネートスルフィド、硫化オレフィン、ホスホ硫化テルペン、硫化エステル、芳香族アミン、アルキル化ジフェニルアミン(例えば、ノニルジフェニルアミン、ジ-ノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジ-オクチルジフェニルアミン)、フェニル-アルファ-ナフチルアミン、アルキル化フェニル-アルファ-ナフチルアミン、ヒンダード非芳香族アミン、フェノール、ヒンダードフェノール、油溶性モリブデン化合物、高分子酸化防止剤、又はそれらの混合物が挙げられる。酸化防止剤化合物は、単独で、又は組み合わせて使用され得る。
【0093】
ヒンダードフェノール酸化防止剤は、立体障害基として、二級ブチル基及び/又は三級ブチル基を含有し得る。フェノール基は、ヒドロカルビル基及び/又は第2の芳香族基に結合する架橋基で更に置換され得る。好適なヒンダードフェノール酸化防止剤の例としては、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-メチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-エチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、4-プロピル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール又は4-ブチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、又は4-ドデシル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノールが挙げられる。一実施形態では、ヒンダードフェノール酸化防止剤は、エステルであり得るが、例えばBASFから入手可能なIrganox(商標)L-135又は2,6-ジ-tert-ブチルフェノール及びアルキルアクリレートから誘導される付加生成物を含み得る。なお、アルキル基は、約1~約18個、又は約2~約12個、又は約2~約8個、又は約2~約6個、又は約4個の炭素原子を含有し得る。別の市販のヒンダードフェノール酸化防止剤は、エステルであってもよく、Albemarle Corporationから入手可能なEthanox(商標)4716を含んでいてもよい。
【0094】
有用な酸化防止剤は、ジアリールアミン及び高分子量フェノールを含み得る。一実施形態では、潤滑油組成物は、ジアリールアミンと高分子量フェノールとの混合物を含有し得るため、各酸化防止剤は、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、最大約5重量%を提供するのに十分な量で存在し得る。一実施形態では、酸化防止剤は、本潤滑油組成物の最終重量に基づいて、約0.3~約1.5重量%のジアリールアミンと約0.4~約2.5重量%の高分子量フェノールとの混合物であり得る。
【0095】
硫化されて硫化オレフィンを形成し得る好適なオレフィンの例としては、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、ポリイソブチレン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、又はそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、又はそれらの混合物、並びにそれらの二量体、三量体、及び四量体は、特に有用なオレフィンである。代替的に、オレフィンは、1,3-ブタジエンなどのジエンのディールス・アルダー付加物及びブチルアクリレートなどの不飽和エステルであり得る。
【0096】
別の分類の硫化オレフィンには、硫化脂肪酸及びそのエステルが含まれる。脂肪酸は、多くの場合、植物油又は動物油から得られ、典型的には約4~約22個の炭素原子を含有する。好適な脂肪酸及びそのエステルの例としては、トリグリセリド、オレイン酸、リノール酸、パルミトレイン酸、又はそれらの混合物が挙げられる。多くの場合、脂肪酸は、ラード油、トール油、ピーナツ油、ダイズ油、綿実油、ヒマワリ種子油、又はそれらの混合物から得られる。脂肪酸及び/又はエステルは、α-オレフィンなどのオレフィンと混合され得る。
【0097】
別の代替的な実施形態では、酸化防止剤組成物は、上で考察されるフェノール性及び/又はアミン性酸化防止剤に加えて、モリブデン含有酸化防止剤も含有する。これらの3つの酸化防止剤の組み合わせが使用される場合、好ましくは、フェノール対アミン対モリブデン含有の比は、(0~2):(0~2):(0~1)である。
【0098】
1つ又は複数の酸化防止剤は、潤滑油組成物の約0重量%~約20重量%、又は約0.1重量%~約10重量%、又は約1重量%~約5重量%の範囲で存在し得る。
【0099】
更なる耐摩耗剤:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択で1つ以上の更なる耐摩耗剤を含有してもよい。好適な追加の耐摩耗剤の例としては、以下に限定されないが、チオリン酸金属;金属ジアルキルジチオホスフェート;リン酸エステル若しくはその塩;リン酸エステル;ホスファイト;リン含有カルボン酸エステル、エーテル、又はアミド;硫化オレフィン;例えば、チオカルバメートエステル、アルキレン結合チオカルバメート、及びビス(S-アルキルジチオカルバミル)ジスルフィドなどの、チオカルバメート含有化合物;並びにそれらの混合物、が挙げられる。好適な耐摩耗剤は、モリブデンジチオカルバメートであり得る。リン含有耐摩耗剤は、欧州特許第612839号により完全に記載されている。ジアルキルジチオホスフェート塩中の金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、チタン、又は亜鉛であり得る。有用な耐摩耗剤は、亜鉛ジアルキルジチオホスフェートであり得る。
【0100】
好適な耐摩耗剤の更なる例としては、チタン化合物、タータラート、タルトリミド、リン化合物の油溶性アミン塩、硫化オレフィン、ホスファイト(例えば、ジブチルホスファイト)、ホスホネート、チオカルバメート含有化合物、例えば、チオカルバメートエステル、チオカルバメートアミド、チオカルバミン酸エーテル、アルキレン結合チオカルバメート、及びビス(S-アルキルジチオカルバミル)ジスルフィドが挙げられる。タータラート又はタルトリミドは、アルキル-エステル基を含有し得るが、アルキル基上の炭素原子の合計は、少なくとも8であり得る。耐摩耗剤は、一実施形態では、シトレートを含み得る。
【0101】
耐摩耗剤は、潤滑油組成物の約0~約15重量%、又は約0.01~約10重量%、又は約0.05~約5重量%、又は約0.1~約3重量%を含む範囲で存在し得る。
【0102】
ホウ素含有化合物:本明細書の潤滑油組成物は、任意選択的に、1種以上のホウ素含有化合物を含有してもよい。ホウ素含有化合物の例としては、米国特許第5,883,057号に開示されているように、ホウ酸エステル、ホウ酸脂肪アミン、ホウ酸エポキシド、ホウ酸化清浄剤、及び例えばホウ酸化スクシンイミド分散剤などのホウ酸化分散剤が挙げられる。ホウ素含有化合物は、存在する場合、潤滑油組成物の最大約8重量%、約0.01~約7重量%、約0.05~約5重量%、又は約0.1~約3重量%を提供するのに十分な量で使用され得る。
【0103】
追加の清浄剤:潤滑油組成物は、任意選択で、1つ以上の追加の中性、低塩基性、又は過塩基性清浄剤、及びそれらの混合物を更に含んでもよい。好適な追加の清浄剤基材としては、フェネート、硫黄含有フェネート、スルホネート、カリキサレート(calixarate)、サリキサレート(salixarate)、サリチレート、カルボン酸、リン酸(phosphorus acid)、モノ-及び/若しくはジ-チオリン酸(thiophosphoric acid)、アルキルフェノール、硫黄結合アルキルフェノール化合物、又はメチレン架橋フェノールが挙げられる。好適な清浄剤及びその調製方法は、米国特許第7,732,390号及びその中に引用されている参考文献を含む多数の特許公報により詳細に記載されている。
【0104】
清浄剤基質は、限定されないが、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、又はそれらの混合物などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属で塩化され得る。いくつかの実施形態では、清浄剤は、バリウムを含まない。いくつかの実施形態では、清浄剤は、マグネシウム又はカルシウムなどの微量の他の金属を、50ppm以下、40ppm以下、30ppm以下、20ppm以下、又は10ppm以下などの量で含有し得る。好適な清浄剤としては、石油スルホン酸及びアリール基がベンジル、トリル、及びキシリルである長鎖モノ-又はジ-アルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩が挙げられ得る。好適な清浄剤の例としては、カルシウムフェネート、カルシウム硫黄含有フェネート、スルホン酸カルシウム、カルシウムカリキサレート、カルシウムサリキサレート、カルシウムサリチレート、カルシウムカルボン酸、カルシウムリン酸、カルシウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、カルシウムアルキルフェノール、カルシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、カルシウムメチレン架橋フェノール、マグネシウムフェネート、マグネシウム硫黄含有フェネート、スルホン酸マグネシウム、マグネシウムカリキサレート、マグネシウムサリキサレート、サリチル酸マグネシウム、マグネシウムカルボン酸、マグネシウムリン酸、マグネシウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、マグネシウムアルキルフェノール、マグネシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、マグネシウムメチレン架橋フェノール、ナトリウムフェネート、ナトリウム硫黄含有フェネート、スルホン酸ナトリウム、ナトリウムカリキサレート、ナトリウムサリキサレート、サリチル酸ナトリウム、ナトリウムカルボン酸、ナトリウムリン酸、ナトリウムモノ-及び/若しくはジ-チオリン酸、ナトリウムアルキルフェノール、ナトリウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、又はナトリウムメチレン架橋フェノールが挙げられるが、これらに限定されない。
【0105】
過塩基性清浄剤添加剤は、当該技術分野において周知であり、アルカリ又はアルカリ土類金属過塩基性清浄剤添加剤であり得る。そのような清浄剤添加剤は、金属酸化物又は金属水酸化物を基材及び二酸化炭素ガスと反応させることによって、調製され得る。基材は、典型的には、酸、例えば、脂肪族置換スルホン酸、脂肪族置換カルボン酸、又は脂肪族置換フェノールのような酸である。
【0106】
潤滑油組成物の過塩基性清浄剤は、約200mgKOH/グラム以上、又は更なる例として、約250mgKOH/グラム以上、若しくは約350mgKOH/グラム以上、若しくは約375mgKOH/グラム以上、若しくは約400mgKOH/グラム以上の全アルカリ価(TBN)を有し得る。
【0107】
好適な過塩基性清浄剤の例としては、過塩基性カルシウムフェネート、過塩基性カルシウム硫黄含有フェネート、過塩基性スルホン酸カルシウム、過塩基性カルシウムカリキサレート、過塩基性カルシウムサリキサレート、過塩基性カルシウムサリチレート、過塩基性カルシウムカルボン酸、過塩基性カルシウムリン酸、過塩基性カルシウムモノ-及び/又はジ-チオリン酸、過塩基性カルシウムアルキルフェノール、過塩基性カルシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、過塩基性カルシウムメチレン架橋フェノール、過塩基性マグネシウムフェネート、過塩基性マグネシウム硫黄含有フェネート、過塩基性スルホン酸マグネシウム、過塩基性マグネシウムカリキサレート、過塩基性マグネシウムサリキサレート、過塩基性サリチル酸マグネシウム、過塩基性マグネシウムカルボン酸、過塩基性マグネシウムリン酸、過塩基性マグネシウムモノ-及び/又はジ-チオリン酸、過塩基性マグネシウムアルキルフェノール、過塩基性マグネシウム硫黄結合アルキルフェノール化合物、又は過塩基性マグネシウムメチレン架橋フェノールが挙げられるが、これらに限定されることはない。
【0108】
過塩基性フェネートカルシウム清浄剤は、全てASTM D-2896の方法により測定された、少なくとも約150mgKOH/g、少なくとも約225mgKOH/g、少なくとも約225~約400mgKOH/g、少なくとも約225~約350mgKOH/g、又は約230~約350mgKOH/gの全アルカリ価を有する。そのような清浄剤組成物が、不活性希釈剤、例えばプロセス油、通常は鉱油中で形成されるとき、全アルカリ価は、希釈剤、及び清浄剤組成物に含まれ得る任意の他の物質(例えば、促進剤など)を含む全体組成物の塩基性を反映する。
【0109】
過塩基性清浄剤は、1.1:1以上、又は2:1以上、又は4:1以上、又は5:1以上、又は7:1以上、又は10:1以上の金属対基質比を有し得る。いくつかの実施形態では、清浄剤は、エンジン、又はトランスミッション若しくはギアなどの他の自動車部品内の錆を低減又は防止するのに有効である。清浄剤は、潤滑組成物中に、約0~約10重量%、又は約0.1~約8重量%、又は約1~約4重量%、又は約4重量%超~約8重量%で存在し得る。
【0110】
極圧剤:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択的に、1種以上の極圧剤を含有してもよい。油に可溶性である極圧(EP)剤は、硫黄及びクロロ硫黄含有EP剤、塩素化炭化水素EP剤、並びにリンEP剤を含む。このようなEP剤の例としては、塩素化ワックス;ジベンジルジスルフィド、ビス(クロロベンジル)ジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフェノール、硫化ジペンテン、硫化テルペン、及び硫化ディールス・アルダー付加物などの有機スルフィド及びポリスルフィド;硫化リンとテルペンチン又はオレイン酸メチルとの反応生成物などのリン硫化炭化水素;ジヒドロカルビル及びトリヒドロカルビルホスファイト、例えば、ジブチルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジシクロヘキシルホスファイト、ペンチルフェニルホスファイトなどのリン酸エステル;ジペンチルフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、ジステアリルホスファイト、及びポリプロピレン置換フェニルホスファイト;亜鉛ジオクチルジチオカルバメート及びバリウムヘプチルフェノール二酸などの金属チオカルバメート;例えば、ジアルキルジチオリン酸とプロピレンオキシドとの反応生成物のアミン塩を含む、アルキル及びジアルキルリン酸のアミン塩;並びにそれらの混合物が挙げられる。
【0111】
摩擦調整剤:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択的に、1種以上の摩擦調整剤を含有してもよい。好適な摩擦調整剤には、金属を含有する及び金属を含まない摩擦調整剤が含まれ得るが、イミダゾリン、アミド、アミン、スクシンイミド、アルコキシル化アミン、アルコキシル化エーテルアミン、アミンオキシド、アミドアミン、ニトリル、ベタイン、四級アミン、イミン、アミン塩、アミノグアニジン、アルカノールアミド、ホスホネート、金属含有化合物、グリセロールエステル、硫化脂肪化合物及びオレフィン、ヒマワリ油、他の天然に生成する植物油又は動物油、ジカルボン酸エステル、ポリオールと1つ以上の脂肪族又は芳香族カルボン酸とのエステル又は部分エステルなどが含まれ得るが、これらに限定されない。
【0112】
好適な摩擦調整剤は、直鎖、分岐鎖、若しくは芳香族ヒドロカルビル基、又はそれらの混合物から選択されるヒドロカルビル基を含有し得るが、飽和又は不飽和であり得る。ヒドロカルビル基は、炭素及び水素又は硫黄若しくは酸素などのヘテロ原子で構成され得る。ヒドロカルビル基は、約12~約25個の炭素原子の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、摩擦調整剤は、長鎖脂肪酸エステルであり得る。別の実施形態では、長鎖脂肪酸エステルは、モノ-エステル、又はジ-エステル、又は(トリ)グリセリドであり得る。摩擦調整剤は、長鎖脂肪アミド、長鎖脂肪エステル、長鎖脂肪エポキシド誘導体、又は長鎖イミダゾリンであり得る。
【0113】
他の好適な摩擦調整剤には、有機、無灰(金属不含)、窒素不含有機摩擦調整剤が含まれ得る。このような摩擦調整剤は、カルボン酸と無水物とをアルカノールと反応させることによって形成されるエステルを含み、一般に親油性炭化水素鎖に共有結合した極性末端基(例えばカルボキシル又はヒドロキシル)を含み得る。有機無灰窒素不含摩擦調整剤の例は、一般に、オレイン酸のモノ-、ジ-、及びトリ-エステルを含有し得るモノオレイン酸グリセロール(GMO)として知られている。他の好適な摩擦調整剤はその全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,723,685号に記載される。
【0114】
アミン性摩擦調整剤は、アミン又はポリアミンを含み得る。そのような化合物は、直鎖状の、飽和若しくは不飽和のいずれか、又はそれらの混合物であるヒドロカルビル基を有することができ、約12~約25個の炭素原子を含有し得る。好適な摩擦調整剤の更なる例としては、アルコキシル化アミン及びアルコキシル化エーテルアミンが挙げられる。そのような化合物は、直鎖状で、飽和、不飽和のいずれかのヒドロカルビル基、又はそれらの混合物を有し得る。これらは、約12~約25個の炭素原子を含有し得る。例としては、エトキシル化アミン及びエトキシル化エーテルアミンが挙げられる。
【0115】
アミン及びアミドは、それ自体として、又は酸化ホウ素、ハロゲン化ホウ素、メタボレート、ホウ酸又はモノ-、ジ-、若しくはトリ-アルキルボレートなどのホウ素化合物との付加物若しくは反応生成物の形態で使用され得る。他の好適な摩擦調整剤はその全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,300,291号に記載される。
【0116】
摩擦調整剤は、任意選択的に、約0~約10重量%、又は約0.01~約8重量%、又は約0.1~約4重量%などの範囲内で存在し得る。
【0117】
モリブデン含有成分:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択的に、1つ以上のモリブデン含有化合物を含有してもよい。油溶性モリブデン化合物は、耐摩耗剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、又はそれらの混合物の機能的性能を有し得る。油溶性モリブデン化合物には、モリブデンジチオカルバメート、モリブデンジアルキルジチオホスフェート、モリブデンジチオホスフィナート、モリブデン化合物のアミン塩、モリブデンキサンタート、モリブデンチオキサンタート、モリブデンスルフィド、モリブデンカルボキシレート、モリブデンアルコキシド、三核有機モリブデン化合物、及び/又はそれらの混合物が含まれ得る。硫化モリブデンとしては、二硫化モリブデンが挙げられる。二硫化モリブデンは、安定な分散液の形態にあり得る。一実施形態では、油溶性モリブデン化合物は、モリブデンジチオカルバメート、モリブデンジアルキルジチオホスフェート、モリブデン化合物のアミン塩、及びそれらの混合物からなる群から選択され得る。一実施形態では、油溶性モリブデン化合物は、モリブデンジチオカルバメートであり得る。
【0118】
使用され得るモリブデン化合物の好適な例としては、R.T.Vanderbilt Co.,Ltd.製のMolyvan(登録商標)822(商標)、Molyvan(登録商標)(商標)A、Molyvan(登録商標)2000、及びMolyvan(登録商標)855、及びMolyvan(登録商標)1055、並びにAdeka Corporationから入手可能なSakura-Lube(商標)S-165、S-200、S-300、S-310G、S-151、S-525、S-600、S-700、及びS-710などの商標名で販売されている市販の材料、並びにそれらの混合物が挙げられる。好適なモリブデン成分は、米国特許第5,650,381号、米国再発行特許第37,363(E1)号、同第38,929(E1)号、及び同第40,595(E1)号に記載されており、それらの全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0119】
追加的に、モリブデン化合物は、酸性モリブデン化合物であり得る。含まれるものは、モリブデン酸、アンモニウムモリブデート、ナトリウムモリブデート、カリウムモリブデート、及び他のアルカリ金属モリブデート、及び他のモリブデン塩、例えば、水素ナトリウムモリブデート、MoOCl4、MoO2Br2、Mo2O3Cl6、三酸化モリブデン、又は類似の酸性モリブデン化合物である。代替的に、組成物は、例えば、米国特許第4,263,152号、同第4,285,822号、同第4,283,295号、同第4,272,387号、同第4,265,773号、同第4,261,843号、同第4,259,195号、及び同第4,259,194号、並びに国際公開第94/06897号に記載されているように、塩基性窒素化合物のモリブデン/硫黄錯体によってモリブデンを提供することができ、前述の特許文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【0120】
別のクラスの好適な有機モリブデン化合物は、式Mo3SkLnQzの化合物などの三核モリブデン化合物及びそれらの混合物であり、式中、Sは、硫黄を表し、Lは、有機基が化合物を油中に可溶性又は分散性にするのに十分な数の炭素原子を有する独立して選択された配位子を表し、nは、1~4であり、kは、4~7で変動し、Qは、水、アミン、アルコール、ホスフィン、及びエーテルなどの中性電子供与性化合物の群から選択され、zは、0~5の範囲であり、非化学量論値を含む。全ての配位子の有機基の中に、少なくとも25個、少なくとも30個、又は少なくとも35個の炭素原子など、少なくとも21個の総炭素原子が存在し得る。追加の好適なモリブデン化合物は、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,723,685号に記載されている。
【0121】
油溶性モリブデン化合物は、約0.5ppm~約2000ppm、約1ppm~約700ppm、約1ppm~約550ppm、約5ppm~約300ppm、又は約20ppm~約250ppmのモリブデンを提供するのに十分な量で存在し得る。
【0122】
遷移金属含有化合物:別の実施形態では、油溶性化合物は、遷移金属含有化合物又は半金属であってもよい。遷移金属には、チタン、バナジウム、銅、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、タンタル、タングステンなどが含まれ得るが、これらに限定されることはない。好適な半金属には、ホウ素、ケイ素、アンチモン、テルルなどが含まれるが、これらに限定されることはない。
【0123】
ある実施形態では、油溶性遷移金属含有化合物は、耐摩耗剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、付着制御添加剤、又はこれらの機能のうちの2つ以上として機能し得る。ある実施形態では、油溶性遷移金属含有化合物は、チタン(IV)アルコキシドなどの油溶性チタン化合物であり得る。本開示の技術における油溶性材料の調製において使用され得るか、又はそのために使用され得るチタン含有化合物の中には、酸化チタン(IV)などの様々なTi(IV)化合物;硫化チタン(IV);硝酸チタン(IV);チタン(IV)アルコキシド、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンイソプロポキシド、チタンブトキシド、チタン2-エチルヘキソキシド;及び他のチタン化合物又は錯体、例えば、限定されないが、チタンフェネート;チタンカルボキシレート、例えばチタン(IV)2-エチル-1,3-ヘキサンジオエート又はチタンシトレート又はチタンオレエート;及びチタン(IV)(トリエタノールアミナト)イソプロポキシドが挙げられる。開示された技術に包含される他の形態のチタンには、チタンジチオホスフェート(例えば、ジアルキルジチオホスフェート)及びチタンスルホネート(例えば、アルキルベンゼンスルホネート)などのチタンホスフェート、又は一般に、油溶性塩などの塩を形成するチタン化合物と様々な酸物質との反応生成物が含まれる。したがって、チタン化合物は、とりわけ、有機酸、アルコール、及びグリコールから誘導され得る。Ti化合物はまた、Ti-O-Ti構造を含有する二量体又はオリゴマー形態でも存在し得る。そのようなチタン材料は、市販されているか、又は当業者に明白である適切な合成技術によって容易に調製することができる。これらは、特定の化合物に依存して、固体又は液体として室温で存在し得る。これらは、適切な不活性溶媒中の溶液形態でも提供され得る。
【0124】
一実施形態では、チタンは、スクシンイミド分散剤などのTi変性分散剤として供給され得る。そのような材料は、チタンアルコキシドとアルケニル-(又はアルキル)無水コハク酸などのヒドロカルビル置換無水コハク酸との間にチタン混合無水物を形成することによって調製され得る。得られたチタネート-スクシネート中間体は、直接使用され得るか、又は(a)遊離の縮合可能な-NH官能基を有するポリアミンベースのスクシンイミド/アミド分散剤;(b)ポリアミンベースのスクシンイミド/アミド分散剤の成分、すなわち、アルケニル(若しくはアルキル)無水コハク酸及びポリアミン;(c)置換無水コハク酸とポリオール、アミノアルコール、ポリアミン、若しくはそれらの混合物との反応によって調製されるヒドロキシ含有ポリエステル分散剤などのいくつかの物質のうちのいずれかと反応され得る。代替的に、チタネート-スクシネート中間体をアルコール、アミノアルコール、エーテルアルコール、ポリエーテルアルコール若しくはポリオール、又は脂肪酸などの他の薬剤と反応され得るが、その生成物は、潤滑剤にTiを付与するために直接使用され得るか、又は上述のようにコハク酸分散剤と更に反応され得る。例として、チタン変性分散剤又は中間体を提供するために、テトライソプロピルチタネート1部(モル)をポリイソブテン置換無水コハク酸約2部(モル)と140~150℃で5~6時間反応され得る。得られた材料(30g)を、150℃で1.5時間、ポリイソブテン置換無水コハク酸及びポリエチレンポリアミン混合物(127グラム+希釈油)からのスクシンイミド分散剤と更に反応させて、チタン変性スクシンイミド分散剤を生成し得る。
【0125】
別のチタン含有化合物は、チタンアルコキシドとC~C25カルボン酸との反応生成物であり得る。反応生成物は、以下の式:
【0126】
【化4】
(式中、nは、2、3、及び4から選択される整数であり、Rは、約5~約24個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である)によって表され得るか、又は以下の式:
【0127】
【化5】
(式中、m+n=4であり、nは、1~3の範囲であり、Rは、1~8の範囲の炭素原子を有するアルキル部分であり、Rは、約6~25個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基から選択され、R及びRは、同一若しくは異なり、1~6個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基から選択される)によって表され得る。あるいは、チタン化合物は、以下の式:
【0128】
【化6】
式中、xは、0~3の範囲であり、Rは、約6~25個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基から選択され、R、及びRは、同一若しくは異なり、約1~6個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基から選択され、Rは、H、またC~C25カルボン酸部分のいずれかからなる群から選択される。
【0129】
好適なカルボン酸には、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、ネオデカン酸などが含まれ得るが、これらに限定されることはない。
【0130】
一実施形態において、油溶性チタン化合物は、約0~約3000重量ppmのチタン、又は25~約1500重量ppmのチタン、又は約35重量ppm~約500重量ppmのチタン、又は約50ppm~約300ppmを提供するための量で潤滑油組成物中に存在し得る。
【0131】
粘度指数改善剤:本明細書の潤滑油組成物はまた、任意選択的に、1つ以上の粘度指数改善剤を含有してもよい。好適な粘度指数改良剤には、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、エチレン/プロピレンコポリマー、ポリイソブテン、水素化スチレン-イソプレンポリマー、スチレン/マレイン酸エステルコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンコポリマー、水素化イソプレンポリマー、アルファ-オレフィン無水マレイン酸コポリマー、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアルキルスチレン、水素化アルケニルアリール共役ジエンコポリマー、又はそれらの混合物が含まれ得る。粘度指数改善剤は星型ポリマーを含み得るが、好適な例は米国特許出願公開第2012/0101017(A1)号に記載されている。
【0132】
本明細書の潤滑油組成物は、任意選択的に、粘度指数改良剤に加えて、又は粘度指数改良剤の代わりに、1つ又は複数の分散剤粘度指数改良剤も含有し得る。好適な粘度指数改良剤としては、官能化ポリオレフィン、例えば、アシル化剤(無水マレイン酸など)とアミンとの反応生成物で官能化されたエチレン-プロピレンコポリマー、アミンで官能化されたポリメタクリレート、又はアミンと反応させたエステル化無水マレイン酸-スチレンコポリマーが挙げられ得る。
【0133】
粘度指数改善剤及び/又は分散性粘度指数改善剤の総量は、潤滑油組成物の約0~約20重量%、約0.1~約15重量%、約0.1~約12重量%、又は約0.5~約10重量%であり得る。
【0134】
他の任意選択の添加剤:他の添加剤は、潤滑流体に必要とされる1つ以上の機能を実行するように選択されてもよい。更に、前述の添加剤のうちの1つ又は複数が、多官能性であり得、本明細書で記述される機能に追加して機能を提供し得るか、又はそれ以外の機能を提供し得る。
【0135】
本開示に従う潤滑油組成物は、任意選択的に他の性能添加剤を含み得る。他の性能添加剤は、本開示の特定の添加剤に対する追加であり得るが、かつ/又は金属不活性化剤、粘度指数改善剤、清浄剤、無灰TBNブースタ、摩擦調整剤、耐摩耗剤、腐食防止剤、防錆剤、分散剤、分散剤粘度指数改善剤、極圧剤、酸化防止剤、泡抑制剤、解乳化剤、乳化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、及びそれらの混合物のうちの1つ以上を含み得る。典型的には、完全配合潤滑油は、これらの性能添加剤のうちの1つ以上を含有することになる。
【0136】
好適な金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾールの誘導体(典型的にはトリルトリアゾール)、ジメルカプトチアジアゾール誘導体、1,2,4-トリアゾール、ベンゾイミダゾール、2-アルキルジチオベンゾイミダゾール、又は2-アルキルジチオベンゾチアゾール;アクリル酸エチルとアクリル酸2-エチルヘキシルと任意選択的に酢酸ビニルとのコポリマーを含む泡抑制剤;トリアルキルホスフェート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド及び(エチレンオキシド-プロピレンオキシド)ポリマーを含む解乳化剤;無水マレイン酸-スチレン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート又はポリアクリルアミドのエステルを含む流動点降下剤が挙げられ得る。
【0137】
好適な泡抑制剤としては、シロキサンなどのケイ素ベースの化合物が挙げられる。
【0138】
好適な流動点降下剤としては、ポリメチルメタクリレート又はそれらの混合物が挙げられ得る。流動点降下剤は、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、約0重量%~約1重量%、約0.01重量%~約0.5重量%、又は約0.02重量%~約0.04重量%を提供するのに十分な量で存在し得る。
【0139】
好適な防錆剤は、フェラスメタル表面の腐食を抑制する特性を有する単一の化合物、又は化合物の混合物であり得る。本明細書で有用な防錆剤の非限定的な例としては、2-エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸、及びセロチン酸などの油溶性高分子量有機酸、並びにトール油脂肪酸、オレイン酸、及びリノール酸から生成されたものなどの二量体及び三量体酸を含む油溶性ポリカルボン酸が挙げられる。他の好適な腐食抑制剤には、約600~約3000の分子量範囲の長鎖アルファ、オメガ-ジカルボン酸、及びテトラプロペニルコハク酸、テトラデセニルコハク酸、及びヘキサデセニルコハク酸などの、アルケニル基が約10個以上の炭素原子を含有するアルケニルコハク酸が含まれる。別の有用なタイプの酸性腐食抑制剤は、アルケニル基中に約8~約24個の炭素原子を有するアルケニルコハク酸と、ポリグリコールなどのアルコールとの半エステルである。そのようなアルケニルコハク酸の対応する半アミドもまた、有用である。有用な防錆剤は、高分子量の有機酸である。
【0140】
防錆剤は、存在する場合、潤滑油組成物の最終重量に基づいて、約0~約5重量%、約0.01~約3重量%、約0.1~約2重量%を提供するのに十分な量で使用され得る。
【0141】
一般的に言えば、本明細書の中性から過塩基性の硫化アルキルフェネート生成物を含む好適な潤滑剤は、以下の表に列挙する範囲の添加剤成分を含んでもよい。
【0142】
【表2】
【0143】
上記各成分のパーセンテージは、最終潤滑油組成物の重量に基づく各成分の重量パーセントを表す。潤滑油組成物の残りは、1種以上の基油からなる。本明細書に記載の組成物を配合する際に使用される添加剤は、個々に又は様々な部分的な組み合わせで基油にブレンドされ得る。しかしながら、添加剤濃縮物(すなわち、添加剤プラス炭化水素溶媒などの希釈剤)を使用して、成分の全てを同時にブレンドすることが好適であり得る。完全配合潤滑剤は、その配合物において必要とされる特性を供給する分散剤/抑制剤パッケージ又はDIパッケージと本明細書で称される添加剤パッケージを慣用的に含有する。
【0144】
本明細書の潤滑剤は、自動車用潤滑剤及び/又はグリース、内燃エンジン油、ハイブリッドエンジン油、電気エンジン潤滑剤、ドライブトレイン潤滑剤、トランスミッション潤滑剤、ギア油、油圧潤滑剤、トラクター油圧流体、金属作動流体、タービンエンジン潤滑剤、定置エンジン潤滑剤、トラクター潤滑剤、オートバイ潤滑剤、パワーステアリング流体、クラッチ流体、車軸流体、湿式ブレーキ流体などといった様々なタイプの潤滑剤における使用のために構成される。好適なエンジンのタイプとしては、重荷重ディーゼル、乗用車、軽荷重ディーゼル、中速ディーゼル、又は船舶用エンジンが挙げられ得るが、これらに限定されない。内燃エンジンは、ディーゼル燃料エンジン、ガソリン燃料エンジン、天然ガス燃料エンジン、バイオ燃料エンジン、混合ディーゼル/バイオ燃料-燃料エンジン、混合ガソリン/バイオ燃料-燃料エンジン、アルコール燃料エンジン、混合ガソリン/アルコール燃料エンジン、圧縮天然ガス(compressed natural gas、CNG)燃料エンジン、又はそれらの混合物であってもよい。ディーゼルエンジンは、圧縮点火エンジンであってもよい。ガソリンエンジンは、火花点火エンジンであり得る。内燃エンジンはまた、電力又はバッテリ電源と組み合わせて使用され得る。そのように構成されたエンジンは、通常は、ハイブリッドエンジンとして知られている。内燃エンジンは、2ストローク、4ストローク、又はロータリーエンジンであり得る。好適な内燃エンジンとしては、船舶用ディーゼルエンジン(内陸用船舶など)、航空ピストンエンジン、低負荷ディーゼルエンジン、並びにオートバイ、自動車、機関車、及びトラックのエンジンが挙げられる。エンジンをターボチャージャと連結させてもよい。
【0145】
内燃エンジンのための潤滑油組成物は、硫黄、リン、又は硫酸灰分(ASTM D-874)含有量として計算される灰分に関係なく、任意のエンジン潤滑剤に好適であり得る。エンジン油潤滑剤の硫黄含有量は、約1重量%以下、又は約0.8重量%以下、又は約0.5重量%以下、又は約0.3重量%以下、又は約0.2重量%以下であり得る。一実施形態では、硫黄含有量は、約0.001重量%~約0.5重量%、又は約0.01重量%~約0.3重量%の範囲にあってもよい。リン含有量は、約0.2重量%以下、又は約0.1重量%以下、又は約0.085重量%以下、又は約0.08重量%以下、又は更には約0.06重量%以下、約0.055重量%以下、又は約0.05重量%以下であってもよい。一実施形態では、リン含有量は、約50ppm~約1000ppm、又は約325ppm~約850ppmであってもよい。総硫酸灰分含有量は、約2重量%以下、又は約1.5重量%以下、又は約1.1重量%以下、又は約1重量%以下、又は約0.8重量%以下、又は約0.5重量%以下であってもよい。一実施形態では、硫酸灰分含有量は、約0.05重量%~約0.9重量%、又は0.1重量%若しくは約0.2重量%~約0.45重量%であってもよい。別の実施形態では、硫黄含有量は、約0.4重量%以下であってもよく、リン含有量は、約0.08重量%以下であってもよく、かつ硫酸灰分は、約1重量%以下である。更に別の実施形態では、硫黄含有量は、約0.3重量%以下であってもよく、リン含有量は、約0.05重量%以下であり、かつ硫酸灰分は、約0.8重量%以下であってもよい。
【0146】
更に、本明細書の潤滑剤は、ILSAC GF-3、GF-4、GF-5、GF-6、PC-11、CF、CF-4、CH-4、CK-4、FA-4、CJ-4、CI-4 Plus、CI-4、API SG、SJ、SL、SM、SN、SN PLUS、ACEA A1/B1、A2/B2、A3/B3、A3/B4、A5/B5、A7/B7、C1、C2、C3、C4、C5、C6、E4/E6/E7/E9、Euro 5/6、JASO DL-1、Low SAPS、Mid SAPSなどの1つ以上の業界仕様要件、又はDexos1(商標)、Dexos2(商標)、MB-Approval 229.1、229.3、229.5、229.51/229.31、229.52、229.6、229.71、226.5、226.51、228.0/.1、228.2/.3、228.31、228.5、228.51、228.61、VW 501.01、502.00、503.00/503.01、504.00、505.00、505.01、506.00/506.01、507.00、508.00、509.00、508.88、509.99、BMW Longlife-01、Longlife-01 FE、Longlife-04、Longlife-12 FE、Longlife-14 FE+、Longlife-17 FE+、Porsche A40、C30、Peugeot Citroen Automobiles B71 2290、B71 2294、B71 2295、B71 2296、B71 2297、B71 2300、B71 2302、B71 2312、B71 2007、B71 2008、Renault RN0700、RN0710、RN0720、Ford WSS-M2C153-H、WSS-M2C930-A、WSS-M2C945-A、WSS-M2C913A、WSS-M2C913-B、WSS-M2C913-C、WSS-M2C913-D、WSS-M2C948-B、WSS-M2C948-A、GM 6094-M、Chrysler MS-6395、Fiat 9.55535 G1、G2、M2、N1、N2、Z2、S1、S2、S3、S4、T2、DS1、DSX、GH2、GS1、GSX、CR1、Jaguar Land Rover STJLR.03.5003、STJLR.03.5004、STJLR.03.5005、STJLR.03.5006、STJLR.03.5007、STJLR.51.5122などの元々の設備製造業者の仕様、又は本明細書に記載されていない過去若しくは今後のPCMO又はHDDの仕様を満たすのに好適であってもよい。乗用車用モータ油(passenger car motor oil、PCMO)用途のためのいくつかの実施形態では、最終流体中のリンの量は、1000ppm以下、又は900ppm以下、又は800ppm以下である。
【0147】
一実施形態では、潤滑油組成物は、エンジン油であり、潤滑油組成物は、(i)約0.5重量%以下の硫黄含有量、(ii)約0.1重量%以下のリン含有量、及び(iii)約1.5重量%以下の硫酸灰分含有量として計算される灰分を有し得る。
【0148】
一実施形態では、潤滑油組成物は、2ストローク又は4ストロークの船舶用ディーゼル内燃エンジンに好適である。一実施形態では、船舶用ディーゼル燃焼エンジンは、2ストロークエンジンである。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は、船舶用エンジンの動力供給に使用される燃料の高硫黄含有量及び船舶に好適なエンジン油に必要な高いTBN(例えば、船舶に好適なエンジン油では約40TBN超)が含まれるがこれらに限定されない1つ以上の理由により、2ストローク又は4ストロークの船舶用ディーゼル内燃エンジンに好適でない。
【0149】
いくつかの実施形態では、潤滑油組成物は、約1~約5%の硫黄を含有する燃料などの低硫黄燃料を動力源とするエンジンでの使用に好適である。高速道路車両燃料は、約15ppmの硫黄(又は約0.0015%の硫黄)を含有する。
【実施例
【0150】
以下の実施例は、本開示の例示的な実施形態を例解するものである。これらの実施例並びに本出願の他の箇所において、全ての比率、部、及び百分率は、別段の指示がない限り重量基準である。これらの実施例は、例解のみを目的として提示されており、本明細書で開示される発明の範囲を限定することは意図されないということが意図される。
【0151】
比較例1
比較潤滑組成物C1を、ASTM 6335を使用して高温堆積物について評価した。以下の表2は、分散剤、酸化防止剤、有機モリブデン添加剤、消泡添加剤、摩擦調整剤、オレフィンコポリマー粘度調整剤、流動点分散剤、プロセス油及び基油も含む完成潤滑剤に配合された比較潤滑組成物に含まれる清浄剤及び耐摩耗剤系を示す。
【0152】
【表3】
【0153】
表2の清浄剤系において、スルホン酸カルシウムは約300のTBN及び約11.9重量パーセントのカルシウムを有し、スルホン酸マグネシウムは約400のTBN及び約9.6重量パーセントのマグネシウムを有していた。耐摩耗剤系において、ZDDP Aは亜鉛ジアルキルジチオホスフェートであり、メチルイソブチルカルビノールから誘導されたアルキル基を含み、約7重量パーセントのリン、約14.8重量パーセントの硫黄、及び約7.8重量パーセントの亜鉛を含んでいた。ZDDP Bも亜鉛ジアルキルジチオホスフェートであったが、エチルヘキシルアルコールから誘導されたアルキル基を含み、約6重量パーセントのリン、約13重量パーセントの硫黄、及び約6.8重量パーセントの亜鉛を含んでいた。この比較潤滑組成物は、約30mg未満の合格高温堆積物(TOEST-33C)を示したが、0.8重量パーセントの比較的高い計算SASHを有していた。
【0154】
上記表2について計算された硫酸灰分(SASH)は、以下のように決定された。比較例1(CE-1)は、59ppmwのホウ素、1392ppmwのカルシウム、371ppmwのマグネシウム、50ppmwのモリブデン、及び696ppmwの亜鉛を含んでいた。CE-1中に存在するSASHの量を決定するために、以下の計算を実行した:
59ppmwのホウ素×3.22=189.98
1392ppmwのカルシウム×3.4=4732.8
371ppmwのマグネシウム×4.95=1836.5
50ppmwのホウ素×1.5=75
696ppmwの亜鉛×1.5=1044
(189.98+4732.8+1836.5+75+1044)/10000=0.79重量パーセントSASH
本出願で与えられている全ての硫酸灰分(SASH)値を、この計算方法を使用して決定した。
【0155】
比較例2
灰分の量を低減するために、比較潤滑組成物を、より低いレベルの清浄剤添加剤を使用して調製して、より低いレベルの総金属を提供した。以下の表3は、これらの更なる比較潤滑組成物に含まれる清浄剤系及び耐摩耗剤系を示し、これらは、実施例1の表2からの比較潤滑組成物の同じ量の及び同じ分散剤、酸化防止剤、有機モリブデン添加剤、消泡添加剤、摩擦調整剤、オレフィンコポリマー粘度調整剤、流動点分散剤、プロセス油及び基油を含む完成潤滑剤に配合された。清浄剤添加剤及び耐摩耗剤添加剤は実施例1に記載したものと同じであった。
【0156】
【表4】
【0157】
上の表3に示すように、硫酸灰分の計算量は、比較試料C2~C4において、清浄剤のレベルを低下させた場合により低かったが、全高温堆積物は、許容できないレベルである約30mgまで増加した。これらの比較試料は、172~635のリン対潤滑剤TBNの比及び0.55~3.87のリン対全清浄剤金属の比を有した。
【0158】
実施例1
本発明の潤滑組成物は、本明細書に記載されるようなリン、金属、及びTBNの独自の関係を選択することによって、より低いレベルの灰分及びより低い高温堆積物を有して調製された。以下の表4は、これらの本発明の潤滑組成物に含まれる清浄剤系及び耐摩耗剤系を示し、これらは、実施例1の表2からの比較潤滑組成物の同じ量の及び同じ分散剤、酸化防止剤、有機モリブデン添加剤、消泡添加剤、摩擦調整剤、オレフィンコポリマー粘度調整剤、流動点分散剤、プロセス油及び基油を含む完成潤滑剤に配合された。清浄剤添加剤及び耐摩耗剤添加剤は実施例1に記載したものと同じであった。
【0159】
【表5】
【0160】
本発明の試料I-1~I-3は、硫酸灰分として計算されるより低いレベルの灰分及び許容可能なレベルの高温堆積物を実証した。これらの本発明の試料は、約13~約89のリン対潤滑剤TBNの比及び約0.04~約0.3のリン対全清浄剤金属の比を有していた。
【0161】
実施例2
更に、本発明の潤滑組成物は、清浄剤系及び耐摩耗剤成分の両方の量を減少させることによって、より低いレベルの灰分で調製され、リン、金属及びTBNの記載された関係を有した。以下の表5は、これらの本発明の潤滑組成物に含まれる清浄剤系及び耐摩耗剤系を示し、これらは、実施例1の表2からの比較潤滑組成物の同じ量の及び同じ分散剤、酸化防止剤、有機モリブデン添加剤、消泡添加剤、摩擦調整剤、オレフィンコポリマー粘度調整剤、流動点分散剤、プロセス油及び基油を含む完成潤滑剤に配合された。清浄剤添加剤及び耐摩耗剤添加剤は実施例1に記載したものと同じであった。
【0162】
【表6】
【0163】
本発明の試料I-4~I-6は、硫酸灰分として計算されるより低いレベルの灰分及び許容可能なレベルの高温堆積物を実証した。これらの本発明の試料は、約63~約120のリン対潤滑剤TBNの比及び約0.34~約0.38のリン対全清浄剤金属の比を有していた。
【0164】
図2のグラフは、比較例2並びに本発明の実施例1及び2における本発明の試料及び比較試料の高温堆積物に対するリン対潤滑剤TBNの比を示す。図1のグラフは、比較例2並びに本発明の実施例1及び2における本発明の試料及び比較試料の高温堆積物に対するリン対全清浄剤金属の比を示す。最後に、図3のグラフは、計算されたレベルの硫酸灰分それ自体は高温堆積物に影響を及ぼさないが、図1及び図2に示される選択比を通してのみ、低い灰分形成が合格高温堆積物を達成することを示す。
【0165】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されているように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、明示的かつ明確に1つの指示対象に限定されない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば、「酸化防止剤」への言及は、2つ以上の異なる酸化防止剤を含む。本明細書で使用される場合、「含む」という用語及びその文法的変形は、リスト内の項目の列挙がリストの項目に置換又は追加され得る他の類似の項目を除外しないように非限定的であることを意図する。
【0166】
本明細書及び添付の特許請求の範囲の目的のために、別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用される量、パーセンテージ、又は割合、及び他の数値を表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、反対の指示がない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本開示によって得ようとする所望の特性に応じて変化し得る近似値である。最低限、特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各々の数値パラメータは少なくとも、報告された有効数字の数の観点から及び通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
【0167】
本明細書に開示される各成分、化合物、置換基、又はパラメータは、単独で、又は本明細書に開示されるありとあらゆる他の成分、化合物、置換基、若しくはパラメータのうちの1つ又は複数との組み合わせでの使用について開示されていると解釈されるべきであることを理解されたい。
【0168】
本明細書に開示される各範囲は、同じ有効数字の数を有する開示範囲内の各特定値の開示として解釈されるべきであることを更に理解されたい。したがって、例えば、1~4の範囲は、1、2、3、及び4の値だけでなく、そのような値の任意の範囲の明確な開示として解釈されるべきである。
【0169】
本明細書に開示される各範囲の各下限が、同じ成分、化合物、置換基、又はパラメータについて本明細書に開示される各範囲の各上限及び各範囲内の各特定値と組み合わせて開示されると解釈されるべきであることを更に理解されたい。したがって、本開示は、各範囲の各下限を各範囲の各上限と、若しくは各範囲内の各特定値と組み合わせることによって、又は各範囲の各上限を各範囲内の各特定値と組み合わせることによって導出される全ての範囲の開示として解釈されるべきである。すなわち、広い範囲内における終点値の間の任意の範囲も本明細書において考察されることもまた更に理解される。したがって、1~4の範囲は、1~3、1~2、2~4、2~3などの範囲をも意味する。
【0170】
更に、説明又は実施例において開示される成分、化合物、置換基、又はパラメータの特定量/値は、範囲の下限又は上限のいずれかの開示として解釈されるべきであり、したがって、本出願の他の箇所で開示される同じ成分、化合物、置換基、又はパラメータについての範囲における任意の他の下限若しくは上限又は特定量/値と組み合わせて、その成分、化合物、置換基、又はパラメータについての範囲を形成することができる。
【0171】
特定の実施形態について説明してきたが、出願人ら若しくは他の当業者にとって現在予想されていない、又は現在予想することができない代替、修正、変形、改善、及び実質的な均等物が現れ得る。したがって、出願された添付の特許請求の範囲、及び修正され得る添付の特許請求の範囲は、そのような全ての代替、修正、変形、改善、及び実質的な均等物を包含することを意図している。
【0172】
以下の実施例は、本開示の方法及び組成物を例示するが、限定するものではない。当該分野において通常遭遇し、当業者に明らかである様々な条件及びパラメータの他の好適な改変及び適応は、本開示の趣旨及び範囲内である。本明細書で引用される全ての特許及び刊行物は、参照によりその全体が本明細書に完全に組み込まれる。実施例1~6は、マクロモノマーアルコールに反応したエチレン単位及びプロピレン単位を含む粘度指数向上剤を含む異なる潤滑組成物と、それらを製造するための方法とを例示している。
図1
図2
図3
【手続補正書】
【提出日】2024-08-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高温堆積物を低減するための潤滑組成物であって、
潤滑粘度の1つ以上の基油と、
ある量の金属を前記潤滑組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり、前記清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、清浄剤系と、
一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、
前記潤滑組成物の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)が約0.5~約20であり、
前記潤滑組成物の前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からのリンの比が約150以下であり、
前記潤滑組成物は、前記組成物が約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分を有するような総量の金属を含み、
前記潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約30mg未満の堆積物を有する、潤滑組成物。
【請求項2】
前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からの前記リンの比が約120以下であり、及び/又は前記清浄剤系からの前記金属の量に対する前記耐摩耗剤系からのリンの比が約0.5以下である、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項3】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含む、請求項2に記載の潤滑組成物。
【請求項4】
前記潤滑組成物が、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の金属を含む、請求項3に記載の潤滑組成物。
【請求項5】
前記清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウム及び約10~約500ppmのマグネシウムを提供する、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項6】
前記耐摩耗剤系が、2つの金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、及び/又は第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが一級アルコールから誘導され、第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートが二級アルコールから誘導される、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項7】
前記耐摩耗剤系が、二級アルコールから誘導された前記第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの大部分を含み、及び/又は前記耐摩耗剤系が、一級アルコールから誘導された約20~約30重量パーセントの前記第1の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートと、二級アルコールから誘導された約70~約80重量パーセントの前記第2の亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとを含む、請求項6に記載の潤滑組成物。
【請求項8】
前記清浄剤系が、200~500の全アルカリ価を有するスルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含み、及び/又は前記清浄剤系が、200~約500の全アルカリ価を有するスルホン酸マグネシウム、マグネシウムフェネート、若しくはこれらの組み合わせを含み、及び/又は前記潤滑組成物の全アルカリ価が約10未満である、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項9】
前記耐摩耗剤系によって提供されるある量の亜鉛を更に含み、前記清浄剤系からの総金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの亜鉛の量が約0.6以下であり、及び/又は前記耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を前記潤滑組成物に提供する、請求項1に記載の潤滑組成物。
【請求項10】
高温堆積物を低減するための低灰分潤滑組成物であって、
潤滑粘度の1つ以上の基油と、
ある量の金属を前記潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり、前記清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、清浄剤系と、
一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、
前記清浄剤系からの前記金属の量に対する前記耐摩耗剤系からのリンの比が約0.5以下であり、
前記潤滑組成物は、前記組成物が約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分を有するような総量の金属を含み、
前記潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約30mg未満の堆積物を有する、低灰分潤滑組成物。
【請求項11】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンと、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の金属とを含む、請求項10に記載の低灰分潤滑組成物。
【請求項12】
API SP/ILSAC GF-6規格に適合する潤滑組成物でエンジンを潤滑する方法であって、前記方法は、
潤滑粘度の1つ以上の基油を含む潤滑組成物で前記エンジンを潤滑することと、ある量の金属を前記潤滑剤組成物に提供する清浄剤系であって、前記金属が、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり、前記清浄剤系が、カルシウムを提供する約55~約75重量パーセントの清浄剤添加剤と、マグネシウムを提供する約25~約45重量パーセントの清浄剤添加剤とを含む、清浄剤系と、一級アルコール、二級アルコール、又はそれらの組み合わせのうちの1つから誘導される1つ以上の金属ジアルキルジチオホスフェートを含み、ある量のリンを前記潤滑組成物に提供する、耐摩耗剤系と、を含み、前記潤滑組成物の全アルカリ価(Total Base Number、TBN)が約0.5~約20であり、前記潤滑組成物の前記TBNに対する前記耐摩耗剤系からのリンの比が約150以下であり、
前記潤滑組成物が、ASTM D6335の高温堆積物形成試験に供された場合に、約0.8重量パーセント以下の計算された硫酸灰分及び約30mg未満の堆積物を有するような総量の金属を有する、方法。
【請求項13】
前記潤滑組成物が、前記耐摩耗剤系からの約800ppm以下のリンを含み、及び/又は前記潤滑組成物が、前記清浄剤系からの約1800ppm以下の総金属を含み、及び/又は前記清浄剤系が、約10~約1500ppmのカルシウムと、約10~約500ppmのマグネシウムとを提供する、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記耐摩耗剤系が、約50~約850ppmの亜鉛を前記潤滑組成物に提供し、前記清浄剤系からの前記総金属の量に対する前記耐摩耗剤系からの亜鉛の量が、約0.6以下である、請求項12に記載の方法。
【国際調査報告】