(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素基油と、
プロピレンオキシドを、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシプロピレンポリマーと、
アルキレンオキシド供給材料を、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシアルキレンポリマーと、を含み、前記アルキレンオキシド供給材料が、前記アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、１００〜２５重量パーセントのブチレンオキシドと、０〜７５重量パーセントのプロピレンオキシドと、をそれぞれ含むが、但し、前記アルキレンオキシド供給材料が５０重量パーセントを超えるプロピレンオキシドを含有するとき、前記開始剤がＣ８〜Ｃ２０アルキルアルコールであることを条件とし、
前記炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーが互いに可溶性である、潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記ポリオキシプロピレンポリマー及び前記ポリオキシアルキレンポリマー用の前記開始剤が独立して、ジオールまたはモノオールである、請求項１に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記ポリオキシプロピレンポリマー及び前記ポリオキシアルキレンポリマー用の前記開始剤が独立して、Ｃ４〜Ｃ２２アルキルアルコールである、請求項１に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントの前記炭化水素基油と、最大８０重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、最大５０重量パーセントの前記ポリオキシアルキレンポリマーと、をそれぞれ含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項５】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントのグループＩ炭化水素基油と、最大４０重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大１３００ｇ／モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大２４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項６】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントのグループＩ炭化水素基油と、最大１０重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大２６００ｇ／モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大２４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項７】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントのグループＩＩＩ炭化水素基油と、最大３０重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大７００ｇ／モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大７６０ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項８】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、１００℃で８ｍｍ２／秒以下の動粘性率を有する最大５０重量パーセントのグループＩＶ炭化水素基油と、最大３０重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシプロピレンポリマーが最大７００ｇ／モルの分子量を有し、前記ポリオキシアルキレンポリマーが最大７６０ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項９】
前記炭化水素基油、前記ポリオキシプロピレンポリマー、及び前記ポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントのグループＩまたはグループＩＶ炭化水素基油と、最大２５重量パーセントの前記ポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、前記ポリオキシアルキレンポリマーがジオール開始ＢＯホモポリマーまたはアルキルアルコール開始ＢＯホモポリマーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物。
【請求項１０】
機械的デバイスを潤滑化する方法であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記潤滑剤組成物を使用して前記機械的デバイスを潤滑化することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に潤滑剤組成物に関する。より具体的には、本発明は、基油及びポリオキシプロピレンポリマー添加剤を含有する潤滑剤組成物に関し、このポリオキシプロピレンポリマー添加剤は、ブチレンオキシ系ポリオキシアルキレンポリマーを組成物中に含めることによって、基油中で可溶化される。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤組成物は可動機械部分を備えるデバイスにおいて広く使用され、そのデバイスにおける潤滑剤組成物の役割は、可動部分間の摩擦を低減することである。この低減によって、摩耗及び断裂が低減される、及び／またはデバイスの全体的な性能が改善される。また、多くの用途では、潤滑剤組成物は、腐食を低減させること、構成要素を冷却すること、付着物を減少させること、粘度及び解乳化を制御すること、ならびに／またはポンプ能力を向上させることといった、関連する及び非関連の補足的目的も提供する。
【０００３】
今日の潤滑剤組成物の大部分は基油を含んでいる。一般にこの基油は、１つの炭化水素油または複数の炭化水素油の組み合わせである。それらの炭化水素油は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅによってそれらの組成物及び物理的特性に基づいて、グループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩ、またはグループＩＶ基油として分類されている。様々な基油の特性をさらに修正するために、いわゆる添加剤パッケージが頻繁に採用される。そのような添加剤パッケージは、抗酸化剤、腐食阻害剤、耐摩耗添加剤、泡制御剤、金不動態化剤、分散剤、洗剤、極圧添加剤、減摩剤、及び／または染料として機能するように設計された材料を含み得る。全添加剤が基油中で可溶性であることが非常に望ましい。それらの組成物を輸送する、保管する、及び／または長期に渡って使用することを可能にするために、そのような可溶性が広範な温度及び他の条件で維持されることが好ましい。
【０００４】
潤滑剤配合者にとって興味深い添加剤の部類の１つは、ポリアルキレングリコール、すなわち「ＰＡＧ」である。多くのＰＡＧは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドホモポリマーに基づき、場合によってはエチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマーに基づく。それらは、優れた能力及び環境的特性を提供することが多く、その能力及び特性には、優れた加水分解安定性、低毒性及び生物分解性、望ましい低温特性、ならびに優れた膜形成特性が含まれる。
【０００５】
残念ながら、エチレンオキシド（ＥＯ）及びプロピレンオキシド（ＰＯ）のコポリマー、ならびにプロピレンオキシドのホモポリマー等の従来のＰＡＧは、標準的な基油中で５パーセントを超える処理レベルでは可溶性ではないことが多い。このために、ＯＳＰを炭化水素潤滑剤中で性能強化添加剤として使用することができる油溶性ポリアルキレングリコール（ＯＳＰ）の発達に至った（例えば、特許公開第ＷＯ２０１１／０１１６５６号参照）。ＯＳＰ生成物の２つの系が商業的に入手可能である。１つの系はＰＯ及びＢＯ（ブチレンオキシド）のコポリマーに基づき、第２の系は、ＢＯ（ポリブチレングリコール）のホモポリマーに基づく。それらはグループＩ〜グループＩＶ基油の大部分において優れた可溶性を提供する。しかしながら、それらのＯＳＰの欠点はコストである。特に、ＯＳＰを含有するＢＯがより高価であるのは、ポリマーを作製するための出発材料の１つであるブチレンオキシドが高価なためである。
【０００６】
したがって、配合者は、ＰＡＧを含有する炭化水素基油の製造コストを最小限に抑えたい場合、ＯＳＰのみを含有するものよりも、さほど高価ではない材料であるＰＯホモポリマーを有するＯＳＰを含むＰＡＧを使用することがより有利であろう。
【０００７】
本発明が取り組む問題点は、費用効果が高いＰＯホモポリマーを含有し、かつ、それにもかかわらず炭化水素基油中の可溶性等の改善された特性を提供するＰＡＧ組成物を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
ポリオキシプロピレン（ＰＯ）ホモポリマーは、それらをブチレンオキシ系ポリオキシアルキレンポリマーと結合させることによって、炭化水素基油中に配合可能であることが見出されている。ＰＯホモポリマーは一般に基油中で可溶性でないが、その不溶性を、ＢＯ系ポリオキシアルキレンポリマーが存在することによって有利に解消することができる。
【０００９】
コスト削減に加えて、ＰＯホモポリマーを基油中に組み込むことのさらなる利点は、ＰＯホモポリマーは、合計ＰＡＧ処理レベルが同じであるとき、単にＯＳＰを使用するよりも、粘度指数を上昇させることができる点である。
【００１０】
したがって、一態様では、炭化水素基油と、プロピレンオキシドを不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシプロピレンポリマーと、アルキレンオキシド供給材料を不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製されたポリオキシアルキレンポリマーと、を含む潤滑剤組成物であって、アルキレンオキシド供給材料が、アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、１００〜２５重量パーセントのブチレンオキシド、及び０〜７５重量パーセントのプロピレンオキシドをそれぞれ含む潤滑剤組成物を提供するが、但し、アルキレンオキシド供給材料が５０重量パーセントを超えるプロピレンオキシドを含むとき、開始剤がＣ８〜Ｃ２０アルキルアルコールであることを条件とする。
【００１１】
別の態様では、機械的デバイスを潤滑化する方法を提供し、その方法には、本明細書中に記載の潤滑剤組成物を使用して機械的デバイスを潤滑化することが含まれる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
別途示されない限り、数値範囲、例えば、「２〜１０」は、範囲を定義する数（例えば、２及び１０）を含む。
【００１３】
別途示されない限り、比率、パーセンテージ、部数等は、重量によるものである。別途示されない限り、語句「分子量」は、従来の様式で測定された数平均分子量を指す。
【００１４】
本明細書中で使用される「エチレンオキシ」すなわち「ＥＯ」は、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−を指し、「プロピレンオキシ」すなわち「ＰＯ」は、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｏ−または−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２−Ｏ−を指し、「ブチレンオキシ」すなわち「ＢＯ」は、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）−Ｏ−または−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）−ＣＨ２−Ｏ−を指す。「アルキル」は、示される数の炭素原子を有する直鎖及び分岐鎖脂肪族基を包含する。
【００１５】
本発明は、炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーを含む潤滑剤組成物と、その使用方法とを提供する。有利には、組成物の基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーは、互いに可溶性である。
【００１６】
本発明の組成物において有用な炭化水素基油は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ＩｎｓｔｉｔｕｔｅによってグループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩ、またはグループＩＶに分類されると指定された炭化水素基油を含む。それらのうち、グループＩ、グループＩＩ、及びグループＩＩＩ油は天然鉱物油である。グループＩ油は、部分的に蒸留された石油から構成されるが、この石油は、溶媒抽出方法を用いてさらに精製されて、酸化抵抗等の特性が改善された、かつワックスが除去されたものである。グループＩＩ油は、部分的に蒸留された石油から構成されるが、この石油は水素化分解されて、さらに精製かつ浄化されているものである。グループＩＩＩ油はグループＩＩ油と同様の特徴を有し、グループＩＩ及びグループＩＩＩのいずれもが、様々なステップを経て物理的特性が改善されている高水素化処理された油である。グループＩＩＩ油は、グループＩＩ油より高い粘度指数を有し、グループＩＩ油をさらに水素化分解すること、または水素化異性化されたスラックワックスを水素化分解することのいずれかによって調製されるが、これは、多くの油で一般に使用される脱ろう方法の副産物である。グループＩＶ油は合成炭化水素油であり、これはポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）と称される。上述の油の混合物を使用することができる。好ましくは、本発明の潤滑剤組成物は、炭化水素基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセントの炭化水素基油を含有する。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、少なくとも４０重量パーセント、代替として少なくとも３０重量パーセント、代替として少なくとも２０重量パーセント、または代替として少なくとも１０重量パーセントの炭化水素基油を含有する。
【００１７】
本明細書中で有用なポリオキシプロピレンポリマー（ＰＯホモポリマーとも称される）は、プロピレンオキシドを、不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって調製することができる。そのような重合方法は当業者に知られており（例えば、参照によって本明細書中に組み込まれている米国特許公開第２０１１／００９８４９２号参照）、好適なポリマーは商業的に入手可能である。典型的な重合手段では、開始剤は、酸性またはアルカリ性触媒が存在するアルキレンオキシド化合物を用いて、または金属シアン化物触媒を用いてアルコキシ化される。ポリオキシプロピレンポリマーの場合、アルキレンオキシド化合物はプロピレンオキシドである。アルカリ性重合触媒は、例えば、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物もしくはアルコラートを含んでもよく、それらには、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、及びカリウムエトキシドが含まれる。塩基触媒は、典型的には、出発材料に基づいて、０．０５重量パーセント〜約５重量パーセント、好ましくは約０．１重量パーセント〜約１重量パーセントの濃度で使用される。
【００１８】
アルキレンオキシドの添加は、例えば、約１０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇ、好ましくは約６０〜約１００ｐｓｉｇの圧力下のオートクレーブ内で実行可能である。アルコキシル化の温度は、約３０℃〜約２００℃、好ましくは約１００℃〜約１６０℃の範囲内であり得る。オキシド供給材料が完了した後、典型的には、残留オキシドが望ましいレベル、例えば約１０ｐｐｍ未満に減少するまで、生成物を反応させることができる。反応器を、例えば、約２０℃〜１３０℃の範囲内の適切な温度まで冷却した後、残留触媒は中和されていない状態で残存し得る、または酢酸、プロピオン酸、もしくはクエン酸等の有機酸を用いて中和された状態で残存し得る。代替として、生成物をリン酸または二酸化炭素等の無機酸を用いて中和することができる。また、残留触媒を、例えば、イオン交換または珪藻土等の吸着媒体を使用して除去することもできる。
【００１９】
重合での使用に好適な不安定水素を含有する開始剤は、例えば、アミン化合物、チオール化合物、モノオール、ジオール、及びトリオールを含む。ジオール及びモノオール化合物が好ましい。好適なジオール化合物の実施例は、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリプロピレングリコールを限定することなく含む。
【００２０】
本発明にて使用するモノオール開始剤は、例えば、１つのヒドロキシル（ＯＨ）基と、任意に１つ以上のエーテル結合（例えば、モノまたはポリオキシアルキレンモノエーテル等のグリコールエーテル）と、を含有する脂肪族アルキルアルコールを含む。そのような化合物は、本明細書中では、アルキルアルコールと総称する。いくつかの実施形態では、アルキルアルコールは好ましくは、分子ごとに、４個の炭素原子〜２２個の炭素原子を有する。特定の実施例は、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ネオペンタノール、イソブタノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＰｎＢ）、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（Ｄｏｗから入手可能なＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＤＰｎＢ）、及びドデシルアルコール（例えば、Ｓａｓｏｌから入手可能なＮＡＣＯＬ（登録商標）１２〜９９）を含むが、それらに限定されない。特に好ましい開始剤は、ｎ−ブタノール及びプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。
【００２１】
十分なプロピレンオキシドは開始剤との重合に使用して、望ましい数平均分子量を有するポリオキシプロピレンポリマーを提供するが、この数平均分子量は、いくつかの実施形態では、最大２６００ｇ／モル、代替として最大２３００ｇ／モル、代替として最大１３００ｇ／モル、または代替として最大７００ｇ／モルである。いくつかの実施形態では、分子量は少なくとも４００ｇ／モルである。いくつかの実施形態では、分子量は４００ｇ／モル〜２６００ｇ／モルである。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ポリオキシプロピレンポリマーは、基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大８０重量パーセント、代替として最大６０重量パーセント、代替として最大４０重量パーセント、代替として最大３０重量パーセント、代替として最大２０重量パーセント、または代替として最大１０重量パーセントの濃度で本発明の潤滑剤組成物中に含まれる。いくつかの実施形態では、ポリオキシプロピレンポリマーは少なくとも１０重量パーセントの濃度で含まれる。
【００２３】
本発明で使用されるポリオキシアルキレンポリマーは、上述の技術と類似する技術を用いて（アルキレンオキシド及び開始剤を適切に置換することによって）アルキレンオキシド供給材料を不安定水素を含有する開始剤と重合させることによって、調製することができる。重合用のアルキレンオキシド供給材料は、アルキレンオキシド供給材料の総重量に基づいて、１００〜２５重量パーセントのブチレンオキシド、及び０〜７５重量パーセントのプロピレンオキシドをそれぞれ含む。上述のポリオキシプロピレンポリマーと同様に、重合用の不安定水素を含有する開始剤は、例えば、アミン化合物、チオール化合物、モノオール、ジオール、トリオール、または水であってよい。ジオール及びモノオール化合物が好ましい。好適なジオール化合物の実施例は、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコール１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ならびに１，６−ヘキサンジオールを限定することなく含む。好ましいジオール開始剤は、１，２−プロピレングリコール及びジプロピレングリコールである。
【００２４】
本発明で使用するモノオール開始剤は、上述のアルキルアルコールに類似するアルキルアルコールを含む（グリコールエーテル等の１つ以上のエーテル結合を任意に含有するアルキルアルコールを含む）。好ましいアルキルアルコール化合物は、４個の炭素原子〜２２個の炭素原子を分子ごとに含有する。特定の実施例は、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ネオペンタノール、イソブタノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＰｎＢ）、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（Ｄｏｗから入手可能なＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＤＰｎＢ）、及びドデシルアルコール（例えば、Ｓａｓｏｌから入手可能なＮＡＣＯＬ（登録商標）１２〜９９）を含むが、それらに限定されない。特に好ましい開始剤は、ｎ−ブタノール及びプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。
【００２５】
十分なアルキレンオキシドは開始剤との重合に使用して、望ましい数平均分子量を有するポリオキシアルキレンポリマーを提供し、この望ましい数平均分子量は、いくつかの実施形態では、最大５０００ｇ／モル、代替として最大３０００ｇ／モル、代替として最大２４００ｇ／モル、代替として最大１２００ｇ／モル、または代替として最大７６０ｇ／モルである。いくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーは少なくとも５００ｇ／モルの数平均分子量を有する。
【００２６】
本発明の潤滑剤組成物は、好ましくは、基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて、最大５０重量パーセント、代替として最大４０重量パーセント、代替として最大３０重量パーセント、代替として最大２０重量パーセント、または代替として最大１０重量パーセントのポリオキシアルキレンポリマーを含有する。いくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は少なくとも１０重量パーセントのポリオキシアルキレンポリマーを含有する。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーの調製に使用されるアルキレンオキシド供給材料はブチレンオキシドであり、したがって、得られたポリマーはブチレンオキシホモポリマー（本明細書中ではＢＯホモポリマーとも称される）である。本実施形態の好ましい開始剤は、１，２−プロピレングリコール及びジプロピレングリコール、またはブタノールもしくはプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル等のＣ４〜Ｃ２２アルキルアルコールを含む。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーの調製に使用するアルキレンオキシド供給材料は、ブチレンオキシドとプロピレンオキシドのいずれも含有する。得られたポリオキシアルキレンポリマーは、プロピレンオキシ及びブチレンオキシ基を含有するコポリマー（本明細書中ではＢＯ／ＰＯコポリマーとも称される）である。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、６７〜３３重量パーセントのブチレンオキシド及び３３〜６７重量パーセントのプロピレンオキシドを含有する。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、約５０パーセントのブチレンオキシド及び約５０パーセントのプロピレンオキシドを含有する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド供給材料は、６７〜３３重量パーセントのブチレンオキシド及び３３〜６７重量パーセントのプロピレンオキシドを含有し、開始剤は、Ｃ４〜Ｃ２２アルキルアルコール、代替としてＣ８〜Ｃ２０アルキルアルコール、または代替としてＣ８〜Ｃ１２アルキルアルコールである。
【００３０】
アルキレンオキシド供給材料の成分は開始剤と別個にまたはともに重合させることができる。したがって、得られたコポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマー、もしくはブロックとランダムとの組み合わせであり得る。例えば、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドを使用してブロックコポリマーを作製する場合、まずプロピレンオキシドを開始剤に添加してプロピレンオキシブロックを生成することができ、次いでその後、ブチレンオキシドを添加してブチレンオキシブロックを生成する。代替として、まずブチレンオキシドを開始剤に添加してブチレンオキシブロックを生成することができ、次いでその後、プロピレンオキシドを添加してプロピレンオキシブロックを生成する。または、さらなる実施例では、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドを混合物として開始剤に添加することができ、それによって、ランダムコポリマーがもたらされる。ランダム、ブロック、または組み合わせた構成のコポリマーを調製するための技術は当該業界では周知である。ランダムコポリマーが好ましい。
【００３１】
コポリマーを作製するために使用されるアルキレンオキシド供給材料中のプロピレンオキシの量が５０重量パーセントを超えるまでに増加すると、コポリマーの油溶性が低下することを留意されたい。しかしながら、この可溶性の低下は、Ｃ８〜Ｃ２０アルキルアルコール、好ましくはＣ８−Ｃ１２アルキルアルコールを重合の開始剤として使用することによって緩和することができる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩ基油及び最大４０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大１３００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大２４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩ基油及び最大２５重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大２６００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大１４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩ基油及び最大１０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大２６００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大２４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩＩＩ基油及び最大３０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大７００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大７６０ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩＩＩ基油及び最大１０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大１３００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大１４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）１００℃で８ｍｍ２／秒以下の動粘性率を有する最大５０重量パーセントのグループＩＶ基油と、最大３０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大７００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大７６０ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）１００℃で８ｍｍ２／秒以下の動粘性率を有する最大５０重量パーセントのグループＩＶ基油と、最大１０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーと、を含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大１３００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大１４００ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩ、グループＩＩＩ、またはグループＩＶ基油と、最大３０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーとを含み、ポリオキシプロピレンポリマーは最大７００ｇ／モルの分子量を有し、ポリオキシアルキレンポリマーは最大７６０ｇ／モルの分子量を有するＰＯ／ＢＯコポリマーである。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態では、潤滑剤組成物は、（基油、ポリオキシプロピレンポリマー、及びポリオキシアルキレンポリマーの総重量に基づいて）最大５０重量パーセントのグループＩまたはグループＩＶ基油と、最大２５重量パーセント、代替として最大１０重量パーセントのポリオキシプロピレンポリマーとを含む。本実施形態では、ポリオキシアルキレンポリマーは、好ましくは、ジオール開始ＢＯホモポリマーまたはアルキルアルコール開始ＢＯホモポリマーである。
【００４１】
本発明の潤滑剤組成物によって、ポリオキシプロピレンポリマーを安定／均質混合物として炭化水素基油中に配合することが可能となる（すなわち、成分は互いに可溶性である）。これは、ＢＯホモポリマーまたはＢＯ／ＰＯポリマーコポリマーであるポリオキシアルキレンポリマーを組成物中に含めることによって達成する。
【００４２】
本発明の組成物は、例えば、抗酸化剤、腐食阻害剤、耐摩耗添加剤、泡制御剤、金不動態化剤、分散剤、洗剤、極圧添加剤、減摩剤、及び／または染料を含む他の添加剤を含有することができる。
【００４３】
本発明の組成物は、例えば、自動車エンジン等の内燃エンジン、ギアボックス、油圧ポンプ、圧縮機、及び変速機等を含む様々な機械的デバイス用の潤滑剤として有用である。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態について以下の実施例で詳細に記載する。
【実施例】
【００４５】
以下の表の材料が例示的な組成物中で使用される。
【００４６】
［表］
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【００４７】
［表］
0006027288.tif 000003
【００４８】
ブレンド手段
以下の表は、安定性が検査される潤滑剤組成物について記載する。
２００ｍｌのガラスビーカーに各ブレンド成分を添加することによって、混合物の総重量を１００ｇとする。混合物は室温（２２〜２４℃）で３０分間撹拌する。各組成物はガラスジャーに移して密封し、室温で１週間保存する。ブレンドは視覚的に調査して、「透明」、「不透明」、または「２つもしくは３つの層」と評価する。「透明」と記載された組成物は、均質であり、かつ安定していると見なされる。安定／均質組成物は潤滑剤用途の大部分にとって望ましい。
【００４９】
表では、本発明を表すブレンドは「Ｉｎｖ．Ｅｘ」と呼ばれる。比較実施例は「Ｃ．Ｅｘ」と呼ばれる。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１の要約。鉱物油の処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−７６０を結合剤として使用して、４０％のＰＯホモポリマーを結合させることが可能である。ＰＯホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。ポリマーが最大２６００ｇ／モルの分子量を有するとき（ＰＯ−２６００）、３０％のＰＯホモポリマーを結合させることが可能であり、ＰＯホモポリマーが最大１３００ｇ／モルの分子量を有するときには（ＰＯ−７００及びＰＯ−１３００）、４０％のＰＯホモポリマーを結合させることが可能である。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
表２の要約。鉱物油の処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−１４００を結合剤として使用して４０％のＰＯホモポリマーを結合することが可能である。ＰＯホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。分子量が最大２６００ｇ／モルであるとき（ＰＯ−２６００）、２５％のＰＯホモポリマーを結合することができるが、ＰＯホモポリマーが最大１３００ｇ／モルの分子量を有するときは（ＰＯ−７００及びＰＯ−１３００）、４０％のＰＯホモポリマーを結合することができる。
【００５４】
【表３】
0006027288.tif 000006
【００５５】
表３の要約。鉱物油の処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−２４００を結合剤として使用して４０％のＰＯホモポリマーを結合することが可能である。ＰＯホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。その分子量が２６００ｇ／モルであるとき（ＰＯ−２６００）、１０％のＰＯホモポリマーを結合することができるが、ＰＯホモポリマーが最大１３００ｇ／モルの分子量を有するときは（ＰＯ−７００及びＰＯ−１３００）、最大４０％のＰＯホモポリマーを結合することができる。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
表４の要約。グループＩＩＩ油（Ｎｅｘｂａｓｅ３０８０）の処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−７６０を結合剤として使用して３０％のＰＯホモポリマーを結合することが可能である。ＰＯホモポリマーの分子量が増加すると、結合し得る量が減少する。分子量が最大２３００ｇ／モルであるとき（ＰＯ−１３００及びＰＯ−２３００）、１０％のＰＯホモポリマーを結合することができる。
【００５８】
【表５】
0006027288.tif 000008
【００５９】
表５の要約。グループＩＩＩ油（Ｎｅｘｂａｓｅ３０８０）処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−１４００を結合剤として使用して１０％のＰＯホモポリマーを結合することが可能である。
【００６０】
【表６】
0006027288.tif 000009
【００６１】
表６の要約。ＰＯホモポリマーは１０％より高いレベルのＰＯ／ＢＯ−２４００を用いても容易に可溶化しなかった。
【００６２】
【表７】
0006027288.tif 000010
【００６３】
表７の要約。ＰＡＯ（グループＩＶ油）処理レベルが５０％であるとき、分子量７００を有する３０％ＰＯホモポリマーはＰＯ／ＢＯ−７６０を用いて可溶化することが可能である。ＰＯホモポリマーの分子量が１３００ｇ／モル（ＰＯ−１３００）及び２６００ｇ／モル（ＰＯ−２６００）まで上昇するとき、１０％を可溶化することができる。
【００６４】
【表８】
0006027288.tif 000011
【００６５】
表８の要約。ＰＡＯ処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−１４００を用いて１０％ＰＯホモポリマー（モル重量７００及び１３００ｇ／モル）を可溶化することができる。
【００６６】
【表９】
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【００６７】
表９の要約。ＰＯホモポリマーは、ＰＡＯ−６基油を含む１０％より高いレベルのＰＯ／ＢＯ−２４００で容易に可溶化しなかった。
【００６８】
【表１０】
0006027288.tif 000013
【００６９】
表１０の要約。表１０は、ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いて標準的なＥＯ／ＰＯコポリマー（ＥＯ／ＰＯ−１３００）を可溶化することはできないことを示す。
【００７０】
【表１１】
0006027288.tif 000014
【００７１】
表１１の要約。表１１は、ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いて他の種類のＰＯホモポリマーを可溶化可能であることを示す。この場合、ＰＯ−４００は、ジオール開始ＰＯホモポリマーの実施例である（ポリプロピレングリコールと称されることが多い）。ＰＯ−４００は、２つの末端ＯＨ基を有するポリマーの実施例である。他のＰＯホモポリマーの実施例は、ブタノール開始ＰＯホモポリマーに基づく（１つの末端ＯＨ基）。表１１中の実施例では、グループＩ鉱物油中の１０％のポリプロピレングリコールを結合することが可能である。
【００７２】
【表１２】
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【００７３】
表１２は高粘度ＰＡＯにおける可溶性のデータを示す。それらの種類のＰＡＯは、表７〜９に記載のより低い粘度のＰＡＯ−６よりもさらに配合が非常に困難である。ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いてＰＯホモポリマー（ＰＯ−７００）を結合することができなかった。
【００７４】
【表１３】
0006027288.tif 000016
【００７５】
表１３は、ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いてＰＯホモポリマー（ＰＯ−１３００）を結合することができないことを再度示す。
【００７６】
【表１４】
0006027288.tif 000017
【００７７】
表１４は、非常に低い粘度のＰＡＯを用いた可溶性データを示す。ＰＡＯ処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いて１０％のＰＯホモポリマーを可溶化することが可能である。これは、ＰＯ−７００（モル重量７００ｇ／モル）及びＰＯ−１３００（モル重量１３００ｇ／モル）を用いて達成することができる。
【００７８】
【表１５】
0006027288.tif 000018
【００７９】
表１５は、別の低粘度ＰＡＯを使用する可溶性データを示す。ＰＡＯ処理レベルが５０％であるとき、ＰＯ／ＢＯ−７６０を用いて１０％のＰＯホモポリマーを可溶化することが可能である。これは、ＰＯ−７００（モル重量７００ｇ／モル）及びＰＯ−１３００（モル重量１３００ｇ／モル）を用いて達成することができる。
【００８０】
本発明の実用性を表１６中にさらに示すことができる。これは、ＰＯホモポリマー（製剤Ｂ）を炭化水素油（Ｔｏｔａｌ１５０ＳＮ）中に含めることによって、粘度指数を著しく上昇させ得ることを示す。実施例Ａ及びＢでは、ＰＡＧの合計処理レベルは５０％である。
【００８１】
【表１６】
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【００８２】
表１７〜２０は、研究物をＢＯホモポリマーと結合させることを示す。
【００８３】
【表１７】
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【００８４】
【表１８】
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【００８５】
表１７及び１８は、アルコール開始ブトキシレートがグループＩ鉱物油中で１０及び２５％のレベルであるとき、ジオール開始ブトキシレート及びアルコール開始ブトキシレートはＰＯホモポリマーを結合させ得ることを説明する。
【００８６】
【表１９】
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【００８７】
【表２０】
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【００８８】
表１９は、ジオール開始ブトキシレートがグループＩＶ  ＰＡＯ基油中で１０％のレベルであるとき、ジオール開始ブトキシレートがＰＯホモポリマーを結合し得ることを説明する。
【００８９】
表２０は、アルコール開始ブトキシレートがグループＩＶ  ＰＡＯ基油中で１０及び２５％のレベルであるとき、アルコール開始ブトキシレートはＰＯホモポリマーを結合し得ることを説明する。