(57)【要約】多官能性アルコール残基および炭素原子約９〜約２２個を含有する飽和もしくは不飽和ジカルボン酸残基を有する複合ポリオールエステルを含有する生分解性潤滑剤組成物。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）多官能性アルコール残基；
（ｂ）炭素原子約９〜約２２個を有する飽和または不飽和ジカルボン酸残基；
を有する複合ポリオールエステルを含む潤滑剤組成物。
【請求項２】
（ａ）が、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールおよびグリセロールからなる群から選択されるポリオールから誘導される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
（ｂ）が炭素原子１８個を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約０．００１：１〜約１０００：１で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約０．１：１〜約８００：１で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約１：１〜約５００：１で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
極圧添加剤、消泡剤、流動点降下剤、錆止め剤または防食剤、酸化防止剤、洗浄剤、分散剤、煙抑制剤、炭化水素系希釈剤、安定剤、染料、または顔料からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
（ａ）がトリメチロールプロパンである、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約０．１〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約２５〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約５０〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
（ａ）多官能性アルコール残基；
（ｂ）炭素原子約９〜約２２個を有する飽和または不飽和ジカルボン酸残基；
を有する複合ポリオールエステルを潤滑剤に添加することを含む、潤滑剤組成物の生分解性を高めるプロセス。
【請求項１３】
（ａ）が、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールおよびグリセロールからなる群から選択されるポリオールから誘導される、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
（ｂ）が炭素原子１８個を有する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約０．００１：１〜約１０００：１で存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１６】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約０．１：１〜約８００：１で存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１７】
（ａ）および（ｂ）が、モル比約１：１〜約５００：１で存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記組成物が、極圧添加剤、消泡剤、流動点降下剤、錆止め剤または防食剤、酸化防止剤、洗浄剤、分散剤、煙抑制剤、炭化水素系希釈剤、安定剤、染料、または顔料からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１９】
（ａ）がトリメチロールプロパンである、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約０．１〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約２５〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記複合ポリオールエステルが、組成物の重量に対して約５０〜約１００重量％の量で組成物中に存在する、請求項１２に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
その潤滑剤が土壌および水路、例えば河川、海、および湖に漏れ出る可能性がある用途で使用される、生分解性潤滑剤を開発することが常に必要とされている。二サイクルエンジンオイル、カタパルトオイル、作動液、掘穿泥水、水タービンオイル、グリース、ギヤ潤滑剤、緩衝器液（shock absorber fluid）、可塑剤、内部潤滑剤等の生分解性潤滑剤用途用のベースストックは、既存の潤滑剤と比較して、向上した生分解性、高い粘度指数、優れた潤滑性、優れた抗乳化度、優れた添加剤溶解性、低い密度等など、ますます厳しい基準を満たさなければならない。
【０００２】
上記の条件を満たす可能性を有する種類の化合物は、ジカルボン酸とポリオール、特に三官能性ポリオールとのポリオールエステルである複合エステルである。かかるポリオールの例は、その全開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，９１２，２１４号に記載されている。
【０００３】
しかしながら、アジピン酸などの短鎖ジカルボン酸残基を含有する複合ポリオールエステルは、より高い粘度（より高い平均分子量）のタイプで、低下した生分解性、抗乳化度、潤滑性および添加剤溶解性を示すことが多いことが見出されている。「二量体」酸などの長鎖ジカルボン酸残基（Ｃ３６〜５４二官能性）を含有する複合ポリオールエステルは、より高い粘度（より高い平均分子量）のタイプで、低下した生分解性および抗乳化度を示すことが多いことも確認されている。
【０００４】
本出願は、２００３年８月２０日出願の係属中の米国仮出願第６０／４９６，５３５号の特典を請求する。
【発明の開示】
【０００５】
潤滑剤ベースストックは、多官能性アルコール残基および炭素原子約９〜約２２個を含有する飽和もしくは不飽和ジカルボン酸残基を有する複合ポリオールエステルで構成される。かかるエステルは、向上した生分解性および粘度指数を示す高粘度エステルである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
実施される実施例以外で、またはその他に指定される場合、成分または反応条件の量を表すすべての数は、すべての場合において「約」という用語によって修正されることを理解されたい。
本明細書で使用される「残基」という用語は、エステル化反応におけるポリオールまたはジカルボン酸の反応後にポリマー中に残るポリオールまたはジカルボン酸の一部を意味する。
【０００７】
本発明による複合エステルを製造するために使用することができるポリオールは、２個以上のヒドロキシル基を有するポリオールである。適切なポリオールの例としては、限定されないが、エチレングリコール、プロoperateピレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、およびグリセロールが挙げられる。本発明で使用するのに特に好ましいポリオールはトリメチロールプロパンである。
【０００８】
使用することができる適切な飽和または不飽和二酸としては、炭素原子約９〜約２２個を有する二酸が挙げられる。本発明で使用するのに特に好ましい二酸は、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２５４，４６６号に記載の生体酸化（biooxidation）プロセスによってオレフィン酸から製造される飽和または不飽和Ｃ18ジカルボン酸である。
ポリオールおよび二酸は通常、モル比約０．００１〜１０００：１、好ましくは約０．１〜８００：１、最も好ましくは約１〜５００：１で使用される。
【０００９】
本発明による複合ポリオールエステルは、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，９１２，２１４号に記載のプロセスによって製造することができる。一般に、エステル化は、オーバーヘッド攪拌（overhead stirring）、表面下窒素パージ、および温度プログラム制御熱源を備えた、四つ口丸底フラスコにおいて２４０℃にて気圧で行われる。反応が完了に近づくまで、反応水を気圧で連続的に除去した。更なる反応水を約６００トルにて真空で除去した。残りの酸を２トル未満で真空下で取り除いた。酸価約３を有する粗エステルが生成され、次いで任意に、その残りの酸をネオデカン酸グリシジルなどのグリシジルエステルと反応させることによって０．５未満の酸価に精製した。さらに具体的には、粗エステル生成物の酸価に基づく量のグリシジルエステルを温度約２００℃に１時間加熱し、その後、余分なグリシジルエステルを反応混合物から除去する。本発明によるエステルは、モノカルボン酸残基およびモノアルコール残基を含有することもできる。
【００１０】
本発明の複合ポリオールエステルは通常、潤滑剤組成物の重量に対して、約０．１〜約１００重量％、好ましくは約２５〜約１００重量％、最も好ましくは約５０〜約１００重量％の量で潤滑剤組成物中に存在するだろう。
【００１１】
本発明の潤滑剤組成物において種々の添加剤を使用することもできる。その例としては、限定されないが、極圧添加剤、消泡剤、流動点降下剤、錆止め剤または防食剤、酸化防止剤、洗浄剤、分散剤、煙抑制剤、炭化水素系希釈剤、安定剤、染料、顔料、およびその混合物が挙げられる。使用する場合、これらの添加剤は通常、潤滑剤組成物の重量に対して、約０．１〜約９０重量％、好ましくは約０．１〜約６０重量％、最も好ましくは約０．１〜約３０重量％の量で潤滑剤組成物中に存在するだろう。
【００１２】
本発明は、以下の実施例からより良く理解され、そのすべてが例示的な目的を意図するものであり、本発明を決して制限するものではない。
【実施例】
【００１３】
複合ポリオールエステルを製造し、以下の表に示す特性について試験した。二酸Ｃ１８：１の略称は、主に一価不飽和Ｃ１８ジカルボン酸、特にΔ９−オクタデカン二酸である酸を表す。二酸Ｃ１８の略称は、主に飽和Ｃ18ジカルボン酸、特にオクタデカン二酸である酸を表す。二酸Ｃ９の略称は、主に飽和Ｃ9ジカルボン酸、特にノナン二酸（アゼライン酸）である酸を表す。ＴＭＰはトリメチロールプロパンである。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
【表２】
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【００１６】
上記で開示されるデータから分かるように、本発明に対応する複合ポリオールエステルは、現在入手可能な製品と比較して著しく向上した生分解性プロファイルを示す。
【国際調査報告】
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