(57)【要約】高温での静的チェーン油用途における使用に好適な100%ポリオールエステル組成物に基づくus0220955合成潤滑剤が提供される。本発明の潤滑剤は、主要割合のジペンタエリトリトールを含むネオペンチルポリオールと、C5〜C12カルボン酸の混合物との反応生成物であるポリオールエステルに基づく基材を含む。好ましいカルボン酸混合物は、ヘプタン(C7)酸、カプリル/カプリン(C8〜10)酸、およびイソノナン(3,5,5-トリメチルヘキサン)酸(iso-C9)を含む。ポリオール基材は、粘度指数向上剤(粘着付与剤)、酸化防止剤、極圧/耐摩耗剤および腐食防止剤を含む添加剤パッケージと混合される。添加剤パッケージは、潤滑剤の粘度を40℃で270cSt〜330cStにし、100℃で約25.0cSt以上にするために、潤滑剤の約20重量パーセントまでで加えることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
15.6°Fにおける密度が約8.0lbs./gal.〜8.25lbs./gal.であり、総酸価が約0.01〜0.15であり、流動点が約-31℃であり、引火点が約285℃であり、かつ40℃における粘度が約270cSt〜330cStである潤滑剤を得るための、
(A)下記の(i)と(ii)の反応生成物であり、得られるエステル混合物が40℃で少なくとも約120cStの粘度を有するポリオールエステル基材:
(i)主要割合のジペンタエリトリトールを含むポリオール混合物と、
(ii)下記の(a)および(b)を含むC5〜C12モノカルボン酸の混合物:
(a)約25重量パーセント〜50重量パーセントの直鎖C7〜C8〜10酸、および
(b)約50重量パーセント〜75重量パーセントのiso-C9酸;
(B)前記基材の40℃における粘度を約240cSt〜300cStに増大させるために効果的な粘度指数向上剤;ならびに
(C)約3重量パーセント〜8重量パーセントの間の酸化防止剤、約1重量パーセント〜4重量パーセントの間の極圧/耐摩耗剤、および微量の有効量の腐食防止剤を含む添加剤パッケージ
を含む合成ポリオールエステル系潤滑剤。
【請求項２】
前記ポリオール混合物が約85重量パーセントのジペンタエリトリトールである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項３】
前記カルボン酸混合物が、約15重量パーセント〜20重量パーセントのC7酸、約65重量パーセント〜70重量パーセントのiso-C9酸、および約12重量パーセント〜18重量パーセントのC8〜10酸を含む、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項４】
前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリラート共重合体およびポリアクリラート共重合体ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項５】
前記粘度指数向上剤が、キャリアを除いて約1重量パーセント〜5重量パーセントのポリマーを含むポリメタクリラート共重合体である、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項６】
前記添加剤パッケージにおける前記酸化防止剤が、フェノール性化合物、アミン、およびメチレンビス(ジチオカルバマート類)、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項７】
前記極圧/耐摩耗剤が、有機リン化合物および有機イオウ化合物ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項８】
前記腐食防止剤が少なくとも1つの複素環窒素化合物である、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項９】
前記酸化防止剤が、オリゴマー状芳香族アミン、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジブチル)、および4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)を少なくとも含む、請求項6に記載の合成潤滑剤。
【請求項１０】
前記極圧剤が、ノニル化されたホスホロチオン酸トリフェニルおよびジチオリン酸ジアルキルエステルの少なくとも1つである、請求項7に記載の合成潤滑剤。
【請求項１１】
前記腐食防止剤がトリアゾール化合物である、請求項8に記載の合成潤滑剤。
【請求項１２】
前記トリアゾール化合物がベンゾトリアゾールである、請求項11に記載の合成潤滑剤。
【請求項１３】
前記粘度指数向上剤が少なくとも1つのポリメタクリラート共重合体である、請求項4に記載の合成潤滑剤。
【請求項１４】
15.6°Fにおける密度が約8.0lbs./gal.〜8.25lbs./gal.であり、総酸価が約0.01〜0.15であり、流動点が約-31℃であり、引火点が約285℃であり、かつ40℃における粘度が約270cSt〜330cStである潤滑剤を得るための、
(A)下記の(i)と(ii)の反応生成物であり、得られるエステル混合物が40℃で少なくとも約120cStの粘度を有するポリオールエステル基材:
(i)主要割合のジペンタエリトリトールを含むポリオール混合物と、
(ii)下記の(a)および(b)を含むC5〜C12モノカルボン酸の混合物:
(a)約25重量パーセント〜50重量パーセントの直鎖C7〜C8〜10酸、および
(b)約50重量パーセント〜75重量パーセントのiso-C9酸;
(B)前記基材の40℃における粘度を約240cSt〜300cStに増大させるために効果的な粘度指数向上剤;ならびに
(C)少なくとも1つのオリゴマー状芳香族アミンを含む約3重量パーセント〜8重量パーセントの間の酸化防止剤、約1重量パーセント〜4重量パーセントの間の極圧/耐摩耗剤、および微量の有効量の腐食防止剤を含む添加剤パッケージ
を含む合成ポリオールエステル系潤滑剤。
【請求項１５】
前記ポリオール混合物が約85重量パーセントのジペンタエリトリトールである、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項１６】
前記カルボン酸混合物が、約15重量パーセント〜20重量パーセントのC7酸、約65重量パーセント〜70重量パーセントのiso-C9酸、および約12重量パーセント〜18重量パーセントのC8〜10酸を含む、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項１７】
前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリラート共重合体およびポリアクリラート共重合体ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項１８】
前記粘度指数向上剤が、キャリアを除いて約1重量パーセント〜5重量パーセントのポリマーを含むポリメタクリラート共重合体である、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項１９】
前記酸化防止剤が、フェノール性化合物、メチレンビス(ジチオカルバマート)、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項２０】
前記極圧/耐摩耗剤が、有機リン化合物および有機イオウ化合物ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項２１】
前記腐食防止剤が少なくとも1つの複素環窒素化合物である、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項２２】
前記酸化防止剤が、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジブチル)、および4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)を少なくともさらに含む、請求項14に記載の合成潤滑剤。
【請求項２３】
前記極圧剤が、ノニル化されたホスホロチオン酸トリフェニルおよびジチオリン酸ジアルキルエステルの少なくとも1つである、請求項20に記載の合成潤滑剤。
【請求項２４】
前記腐食防止剤がトリアゾール化合物である、請求項21に記載の合成潤滑剤。
【請求項２５】
前記トリアゾール化合物がベンゾトリアゾールである、請求項24に記載の合成潤滑剤。
【請求項２６】
粘度指数向上剤が少なくとも1つのポリメタクリラート共重合体である、請求項17に記載の合成潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、高温で機能し得る潤滑剤組成物に関し、より詳細には、250℃を超える温度で機能するチェーンおよび駆動ギア用潤滑剤としての使用に好適なポリオールエステル潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
250℃を超える温度で機能させるために好適な潤滑剤組成物が絶えず求められている。そのような潤滑剤は潤滑および耐摩耗性の保護を提供しなければならない。さらに、そのような潤滑剤は高温環境において安定でなければならず、または硬いワニス様析出物もしくは許容できない量の煙を形成することなく無害に分解しなければならない。多くの工業的プロセスでは、乾燥器、炉、キルンおよび他の高熱装置に付随する開放型のチェーン装置および駆動ギア装置の運転が伴う。そのようなチェーン装置および駆動ギア装置は、織物、壁板、波形金属、紙およびプラスチックフィルムの製造の際に使用されている。
【０００３】
析出物またはワニスを形成しないこと、そして高温での安定性を有することに加えて、潤滑剤は、高負荷下で性能を発揮しなければならず、また潤滑剤と接触するすべての材料との適合性を有しなければならず、そして揮発性が低くなければならない。チェーンおよび駆動ギアを動かすための既存の市販されている潤滑剤は、植物油または他のグリセロール系エステルおよび鉱油に基づいているので、十分な高温安定性を有していない。ポリオレフィンまたはポリ酸エステルもまた、必要な高温安定性を有していない。これらの潤滑剤はすべて、ワニスを形成しやすく、そしてシリコーンエラストマーとの重大な適合性問題だけでなく、揮発性が比較的大きいことを特徴とする。
【０００４】
静的モードで稼働する産業用のチェーン装置および駆動ギア装置では、使用済み潤滑剤は、高温条件下で液だまりにたまり、留められる。このために、潤滑剤は、非常に望ましくないワニス様析出物を形成することになる。そのような析出物は、装置不良、休止時間の増大、および維持費用の増大化をもたらすことが多い。ワニスの形成は、主として熱的な酸化分解から、そして同様に過度な蒸発によって生じている。
【０００５】
そのような高温用のチェーンおよび駆動ギア潤滑剤の1つが米国特許第5,151,205号(Calpon, Jr.)に記載されている。Calpon特許には、広範囲の合成されたポリα-オレフィン系油およびエステル系油が記載されているが、記載された組成物は、ポリα-オレフィン基油、エステル油可溶化剤、および2重量%〜4重量%のポリブテン粘着付与剤を含む。この組成物は、高温で運転されるチェーン装置および駆動ギア装置における発煙を低下させることに関して向上している。しかし、下記の比較試験で示されるように、これらのポリα-オレフィンに基づくそのような潤滑剤は、高温にさらされる条件下では蒸発する傾向があり、十分に満足すべきものではない。現在、100%ポリオールエステルに基づくチェーン用潤滑剤はどれも、この点に関して十分に満足すべきものではない。
【特許文献１】
米国特許第5,151,205号(Calpon, Jr.)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、高温条件下での低下した蒸発速度を示し、かつ市販されているチェーン油潤滑剤のワニス/析出物の欠点を回避する、高温のチェーン油環境における使用に好適な高温用潤滑剤を提供することは非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般的に言えば、本発明により、高温での静的チェーン油用途における使用に好適な100%ポリオールエステル組成物に基づく改善された合成潤滑剤が提供される。本発明の潤滑剤は、主要割合のジペンタエリトリトールを含むネオペンチルポリオールと、C5〜C12カルボン酸の混合物との反応生成物であるポリオールエステルに基づく基材を含む。好ましい酸混合物は、ヘプタン(C7)酸、カプリル/カプリン(C8〜10)酸、およびイソノナン(3,5,5-トリメチルヘキサン)酸(iso-C9)を含む。ポリオールエステル組成物は少なくとも約750の分子量平均を有しなければならない。ポリオールエステル組成物は、ネオアルコキシ構造要素を有する主要割合のポリオールエステル、具体的には、β-水素がポリオール部分に存在せず、それにより、オレフィンおよびカルボン酸への熱分解が妨げられるポリオールエステルを含む。ポリオールエステルの粘度は40℃で少なくとも約100cSt〜125cStでなければならない。
【０００８】
このようなポリオールエステル基材は、粘度指数向上剤(粘着付与剤)と、そして酸化防止剤、極圧/耐摩耗剤および腐食防止剤を含む添加剤パッケージと混合される。添加剤パッケージは、潤滑剤の粘度を40℃で少なくとも約275cStにし、100℃で約25.0cSt以上にするために、潤滑剤の約20重量パーセントまでで加えることができる。230℃の循環式エアーオーブンに80時間入れられたとき、配合された潤滑剤は、重量減少率が約20重量%未満である。
【０００９】
したがって、高温でのチェーン油用途における使用に好適な合成エステル潤滑剤を提供することが本発明の目的である。
【００１０】
本発明の別の目的は、β-水素を有しない主要割合のポリオールエステルを含み、高温でのチェーン油用途における使用に好適な改善された合成エステル潤滑剤を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、粘度指数向上剤(粘着付与剤)と、酸化防止剤、極圧/耐摩耗剤および腐食防止剤を含む添加剤パッケージとを含む改善されたポリオールエステル潤滑剤を提供することである。
【００１２】
さらに本発明の別の目的は、主要割合のジペンタエリトリトールエステルと、添加剤パッケージとを含み、熱に長時間さらされたときの重量減少が低下した改善された高温用ポリオールエステル合成潤滑剤を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、高温にさらされたとき、硬いワニスおよび望ましくない析出物を形成しない高温適用用の改善されたポリオールエステル潤滑剤を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的および利点は、一部が明白であり、一部が本明細書から明らかになる。
【００１５】
したがって、本発明は、本明細書下記に記載される組成物において例示される様々な成分の特徴、性質および関係を有する組成物を含み、本発明の範囲は請求項に示される。
【００１６】
本発明のより完全な理解のために、添付された図面に関する下記の説明が参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による高温でのチェーン油潤滑剤用途における使用に好適な基材は、100%ポリオールエステルに基づいている。このポリオールエステルは、ジペンタエリトリトールポリオールとC5〜C12モノカルボン酸の混合物との反応生成物である。
【００１８】
詳細には、好ましい合成ポリオールエステル基材は、下記の(a)および(b):
(a)主要割合のジペンタエリトリトールを含むポリオール混合物と、
(b)下記の(1)および(2)を含むC7〜C10カルボン酸の混合物:
(1)約25重量パーセント〜50重量パーセントの直鎖C7〜C8〜10酸、および
(2)約50重量パーセント〜75重量パーセントのiso-C9酸;
の反応生成物であり、この場合、得られるエステル混合物は40℃で少なくとも約120cStの粘度を有する。
【００１９】
様々な添加剤が、潤滑剤組成物を得るために、この合成ポリオールエステル基材に添加される。ポリオールエステル基材の粘度に依存して、約3重量部〜8重量部の間の粘度指数向上剤を、組成物の粘度を40℃において約240cSt〜300cStの間に増大させるために添加することができる。
【００２０】
粘度が調節されると、約3重量パーセント〜8重量パーセントの間の酸化防止剤、約1重量パーセント〜4重量パーセントの間の極圧/耐摩耗剤、および微量の有効量の腐食防止剤を含む添加剤パッケージが添加される。これにより、15.6℃における密度が約8.0lbs./gal.〜8.25lbs./gal.であり、総酸価が約0.01〜0.15であり、流動点が約-31℃であり、引火点が約285℃である潤滑剤が得られる。一般に、本発明の潤滑剤組成物は、所望するポリオールエステル基材の100重量部に対して約10重量部〜15重量部の間の添加剤を含む。
【００２１】
粘度指数向上剤/粘着付与剤:ポリメタクリラート共重合体またはポリアクリラート共重合体(90,000〜150,000の分子量)が、過度な滴りと適用の容易さとのバランスを取るレベルで適用される。これらの物質は、鉱油希釈剤において40パーセント〜60パーセントの濃度として一般には得ることができる。
【００２２】
潤滑剤を調製する際に用いられる添加剤パッケージの各成分は下記の通りである:
【００２３】
酸化防止剤:これには、フェノール性化合物、アミン、およびメチレンビス(ジチオカルバマート)型化合物、またはそれらの混合物が含まれる。
【００２４】
フェノール性酸化防止剤には、様々なアルキル化フェノール類、アルキル化ヒドロキシフェノール性エーテル類、ポリアルキル化されたビスフェノールA型化合物およびビフェノール型化合物、ヒドロキシナフテン類およびアルキル化チオフェノール類を挙げることができる。
【００２５】
アミン型酸化防止剤には、アルキル化ジフェニルアミン類、フェニレンジアミン類、アルデヒドアミン類およびケトンアミン類、オリゴマー状芳香族アミン類およびフェノール性アミン類が含まれる。
【００２６】
メチレンビス(ジチオカルバマート)には、N-置換された(C1〜C8アルキル)誘導体が含まれ、ジブチル化合物が好ましい。
【００２７】
極圧/耐摩耗剤:金属含有組成物ではなく、有機リン化合物および有機イオウ化合物がこの用途には好ましい。これらには、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジアルキル)およびジチオリン酸ジアルキルエステル(この場合、これらに対するアルキルはC1〜C8の範囲である)、ならびに高級アルキル(C9〜C12)化されたホスホロチオン酸トリフェニル、またはそれらの混合物が含まれる。
【００２８】
腐食防止剤:これには、ある種の複素環窒素化合物、例えば、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールおよびアミノトリアゾールなど、またはそれらの混合物が含まれる。
【００２９】
ポリオールエステル基材は、ポリオールとモノカルボン酸の好適な混合物との混合物の反応生成物である。好ましい実施形態において、ポリオールはジペンタエリトリトールであるが、主要割合のジペンタエリトリトールを含むペンタエリトリトールの混合物が好適である。そのようなジペンタエリトリトールポリオールは少なくとも50重量パーセントのジペンタエリトリトールを含まなければならない。本発明の最も好ましい実施形態において、ポリオールは100%市販ジペンタエリトリトールである。そのようなジペンタエリトリトールは、約85%のジペンタエリトリトール、約5%のモノペンタエリトリトール、そして約10%のトリ型以上のペンタエリトリトールを含む。
【００３０】
ポリオールエステル基材反応生成物は、ジペンタエリトリトールポリオールを、約5個〜12個の炭素原子を有するモノカルボン酸の少なくとも1つと反応することによって形成される。平均分子量が約750〜1250の範囲にあるポリオールエステル組成物を得ることが望ましい。
【００３１】
使用のために特に好適であると見出されたモノカルボン酸には、ヘプタン(C7)酸、カプリル/カプリン(C8〜10)酸、およびイソノナン(3,5,5-トリメチルヘキサン)酸(iso-C9)が含まれる。好ましい酸混合物は、約12パーセント〜25パーセントの間のC7酸、約10パーセント〜20パーセントの間のC8〜10酸、および約55パーセント〜78パーセントの間の残りのiso-C9酸を含む。平均分子量に加えて、40℃における最小粘度が約100cSt〜125cStの間にあるエステル組成物を得るためにジペンタエリトリトールの組成および酸の組成を変化させることが可能である。100℃におけるポリオールエステルの粘度は約10cSt〜20cStの間でなければならず、粘度指数が約100〜125の範囲でなければならない。
【００３２】
好ましくは、基材の粘度は40℃において約240cSt〜300cStの間である。40℃における粘度が約120cSt〜180cStである好ましい基材組成物の場合、粘度指数改変剤が、粘度を約268cSt〜280cStに増大させるために添加される。好ましいポリオールエステル基材の場合、(希釈剤を除く)ポリメタクリラート共重合体の約1重量パーセント〜5重量パーセントが、粘度を約275cSt〜300cStの間に増大させるために添加される。
【００３３】
分枝鎖型酸の含有量を変化させて、エステル組成物の粘度を増大させる方法がこの分野では広く知られている。例えば、ジペンタエリトリトールを100%のiso-C9酸と反応させることによって、得られるエステルは、40℃で、300cStを超える粘度を有する。この場合、粘度向上剤をエステルに添加する必要はない。しかし、実験により、このエステルは、粘度指数が望ましくないレベルに低下しやすいことが示されている。したがって、いくらかの直鎖型酸を反応混合物に含ませることが好ましい。
【００３４】
高温で機能する潤滑剤を調製するとき、潤滑剤により、所望する粘度特性が提供されるだけでなく、改善された熱安定性もまた提供されることが重要である。したがって、粘度指数を改善し、かつ酸化腐食および境界表面の摩耗を防ぐために添加剤パッケージを配合することにより、非常に望ましい潤滑剤が得られる。さらに、ポリオールエステル系潤滑剤はいずれも、潤滑剤が接触する材料との適合性、例えば、シリコーンゴムなどとの適合性を示さなければならない。
【００３５】
ポリオールエステルを調製するとき、所望する量のポリオールおよびカルボン酸を反応容器に入れる。カルボン酸成分は、ポリオールの量に対して約5重量パーセント〜10重量パーセント過剰で反応混合物に存在する。過剰なカルボン酸は、反応を完了させるために使用される。過剰であることは、過剰量が小さいほど、反応時間が長くなることを除いて、反応を実施することに対して重要でない。エステル化反応が完了した後、過剰な酸はストリッピングおよび精製によって除かれる。一般に、エステル化反応は従来の触媒の存在下で行われる。例えば、高温システムのために設計されたスズ系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒またはタングステン系触媒が好適である。触媒を用いないエステル化もまた行うことができる。
【００３６】
高温用の潤滑剤配合物が、粘度指数向上剤(必要な場合)およびさらなる添加剤パッケージをポリオールエステル生成物と混合することによって調製される。添加剤パッケージは、酸化防止剤、極圧剤および耐摩耗剤ならびに腐食防止剤を含む。消泡剤、界面活性剤、加水分解安定化剤および金属不活化剤などのさらなる添加剤もまた含むことができる。
【００３７】
ポリオールエステル基材と混合される粘度指数向上剤パッケージの量は約20重量パーセントまで変化させることができる。ポリオールエステルの粘度特性ならびに得られる潤滑剤の所望する物理的性質および熱的性質に依存して、粘度指数向上剤およびさらなる添加剤パッケージの量を変化させる。粘度指数改変剤、そして酸化防止剤、極圧剤および耐摩耗剤、ならびに腐食防止剤を含む典型的な添加剤パッケージは、約6重量パーセントから20重量パーセントまでの量で任意に添加できることが明らかにされている。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態において、ポリマーの粘度指数向上剤、例えば、希釈剤におけるポリメタクリラート共重合体などを約1重量パーセント〜5重量パーセントの間のポリマー量で存在させることができる;酸化防止剤および極圧剤、例えば、オリゴマー状芳香族アミン、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジブチル)および4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)などを約3重量パーセント〜8重量パーセントの間の量で存在させることができる;極圧剤および耐摩耗剤、例えば、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジブチル)およびノニル化ホスホロチオン酸トリフェニルなどを約1重量パーセント〜4重量パーセントの間の量で存在させることができる。腐食防止剤、例えば、ベンゾトリアゾールなどを約0.01重量パーセント〜0.05重量パーセントの間の微量で添加することができる。
【００３９】
ポリオールエステル基材を粘度指数向上剤および添加剤パッケージと混合した後、潤滑剤は、40℃における粘度が約275cSt〜325cStの間でなければならない。100℃における粘度は約25cSt〜30cStの間でなければならない。好ましくは、粘度指数が約110〜140の間であり、流動点が約-25℃未満であり、引火点が約260℃を超える。
【００４０】
本発明は、下記の実施例を参照してより十分に理解される。すべての百分率は、モル量が示される場合を除き、重量比百分率で示される。下記の実施例は、例示目的のためだけに示され、限定の意味で解釈されるものではない。
【実施例１】
【００４１】
ジペンタエリトリトールエステルを、機械的撹拌装置、熱電対、温度調節装置、ディーン-スターク捕集器、冷却器、窒素導入管および真空源を備えた反応容器において調製した。下記の材料を反応装置に仕込んだ:
【００４２】
【表１】
2004528477.tif 000002
【００４３】
反応混合物を撹拌しながら185℃〜190℃に加熱した。反応水をディーン-スターク捕集器に集め、ディーン-スターク捕集器から除いた。還流を維持するために真空を加えながら、温度を約230℃に5時間〜6時間かけて徐々に上げた。これにより、反応水が除かれ、捕集器に集められた酸が反応装置に戻された。これらの条件は、反応混合物のヒドロキシル価が3.0未満になるところまで維持された。その後、過剰な酸の大部分を、窒素導入とともに真空蒸留によって除き、その後、残留する酸分をアルカリで除いた。
【００４４】
得られた生成物を乾燥し、ろ過して、下記の性質を有する5100gのポリオールエステル生成物を得た。
【００４５】
粘度、cSt
100℃において:17.5
40℃において:173
【００４６】
粘度指数:113
【００４７】
流動点、℃:-29
【００４８】
引火点、C.O.C.、℃:285
【００４９】
発火点、C.O.C.、℃:310
【００５０】
総酸価、mgKOH/g:0.01
【００５１】
水分含有量、ppm:200
【００５２】
ヒドロキシル価、mgKOH/g:2.0
【００５３】
比重、25/25℃:0.970
【００５４】
蒸発減少、%
204℃/6.5時間で:2.0
250℃/1.0時間で:2.0
【００５５】
四球摩耗、75℃/1時間で
1200rpm、40kg;mm:0.86
【実施例２】
【００５６】
高温用の潤滑剤組成物を下記のように配合した。
【００５７】
【表２】
2004528477.tif 000003
【００５８】
得られた潤滑剤組成物は、40℃における粘度が約298cStであり、100℃では約28cStであった。粘度指数は約126であった。
【実施例３】
【００５９】
潤滑剤組成物が高温用途において許容され得るためには、潤滑剤組成物は、高温に長時間さらされたとき、低い揮発性を有しなければならず、かつ析出物またはワニスを形成してはならない。潤滑剤の高温揮発性を調べるために、潤滑剤のサンプルを、長時間、高温の乾燥器内に保ち、その重量減少を定期的に測定した。
【００６０】
この試験では、11グラムの潤滑剤を、90mmの内径を有するペトリ皿に置いた。ペトリ皿を230℃の換気された乾燥器内に置いた。ペトリ皿の重量を、2時間後、4時間後、8時間後、24時間後、48時間後、72時間後および80時間後に測定した。これにより、時間に対する重量減少率をプロットするために十分なデータ点が得られた。
【００６１】
それぞれの重量測定のとき、ペトリ皿内の潤滑剤の物理的特徴を観察した。理想的な潤滑剤は析出物を形成せず、液状の流動可能な形態を維持し、そして、2時間で6%未満の重量減少、24時間で25%未満の重量減少、48時間で35%未満の重量減少、80時間で40%未満の重量減少を示す。試験はまた168時間まで続けることができる。
【００６２】
実施例2での潤滑剤をこの乾燥器蒸発試験で試験した。結果は下記の通りである:
【００６３】
【表３】
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【実施例４】
【００６４】
実施例2の手順に従って調製されたポリオールエステル高温用潤滑剤を、米国特許第5,151,205号に記載されているチェーン油潤滑剤と比較した。この特許の実施例1の潤滑剤(組成物2)を選択した。その潤滑剤は、下記の組成を有するとして記載されている:
【００６５】
【表４】
2004528477.tif 000005
【００６６】
【表５】
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【００６７】
手で混合されたこれらのポリα-オレフィン系サンプル(AおよびB)を乾燥器蒸発試験に供したとき、下記の結果が得られた:
【００６８】
【表６】
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【実施例５】
【００６９】
本ベンチパネル試験では、ステンレススチール製パネルを、パネル内の穴に差し込まれた2つのヒーターによって電気的に加熱する。温度を熱電対によってモニターする。パネルはわずかに傾けて置き、540°Fに加熱する。試験される潤滑剤を、加熱されたパネルに滴下し、特徴を観察する。潤滑剤は斜面の上端近くでパネルと接触し、中央の暗いバンドとして観察される。その後、潤滑剤は、加熱されたパネルの示された端部に向かって移動するにつれて薄くなっていく傾向がある。潤滑剤の分解が最もよく観察されるところは、油-空気-金属の境界に沿ったところである。
【００７０】
実施例2の組成に従って調製された組成物に対するパネル試験の結果は、油-空気-金属の境界に沿った分解がほとんどないことを示していた。この潤滑剤は、ジペンタエリトリトールを、ヘプタン酸、カプリン-カプリル酸およびiso-ノナン酸を含むカルボン酸混合物と反応させることによって形成されるポリオールエステル混合物である。
【００７１】
実施例4のポリα-オレフィン系潤滑剤に対するパネル試験の結果では、油-空気-金属の境界に沿った激しい炭化、ならびに油で濡れたパネル領域全体にわたる激しい炭化が示された。
【００７２】
したがって、前記の説明から明らかになる本発明の目的の中でも、上記に示された目的が効率的に達成されることが理解され、そしていくつかの変化を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく上記の組成物において行うことができるので、上記の説明に含まれるものはすべて、限定の意味ではなく、例示として解釈されるものとする。
【００７３】
首記の特許請求の範囲は、本明細書中に記載される本発明の一般的な特徴および特定の特徴のすべて、そして言語の問題として言語間で含まれると言うことができる本発明の範囲の言及のすべてを包含するものであることもまた理解しなければならない。
【００７４】
特に、前記特許請求の範囲では、単数形で列挙される成分または化合物は、文章が許す場合は常に、そのような成分の適合し得る混合物を含むことが意図されることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明によるポリオールエステル系潤滑剤と、従来技術に従って配合されたポリα-オレフィン系潤滑剤とに対するパネルコーキング試験の写真である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月18日(2003.8.18)
【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】
15.6°Fにおける密度が8.0lbs./gal.〜8.25lbs./gal.であり、総酸価が0.01〜0.15であり、流動点が約-31℃であり、引火点が約285℃であり、かつ40℃における粘度が約270cSt〜330cStである潤滑剤を得るための、
(A)下記の(i)と(ii)の反応生成物であり、得られるエステル混合物が40℃で少なくとも約120cStの粘度を有するポリオールエステル基材:
(i)主要割合のジペンタエリトリトールを含むポリオール混合物と、
(ii)下記の(a)および(b)を含むC5〜C12モノカルボン酸の混合物:
(a)約25重量パーセント〜50重量パーセントの直鎖C7〜C8〜10酸、および
(b)約50重量パーセント〜75重量パーセントのiso-C9酸;
(B)前記基材の40℃における粘度を40cSt〜300cStに増大させるために効果的な粘度指数向上剤;ならびに
(C)3重量パーセント〜8重量パーセントの間の、少なくとも一のオリゴマー状芳香族アミンを含む酸化防止剤、約1重量パーセント〜4重量パーセントの間の極圧/耐摩耗剤、および微量の有効量の腐食防止剤を含む添加剤パッケージ
を含む合成ポリオールエステル系潤滑剤。
【請求項２】
前記ポリオール混合物が85重量パーセントのジペンタエリトリトールである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項３】
前記カルボン酸混合物が、15重量パーセント〜20重量パーセントのC7酸、65重量パーセント〜70重量パーセントのiso-C9酸、および12重量パーセント〜18重量パーセントのC8〜10酸を含む、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項４】
前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリラート共重合体およびポリアクリラート共重合体ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項５】
前記粘度指数向上剤が、キャリアを除いて3重量パーセント〜8重量パーセントのポリマーを含むポリメタクリラート共重合体である、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項６】
前記酸化防止剤が、フェノール性化合物、メチレンビス(ジチオカルバマート類)、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項７】
前記極圧/耐摩耗剤が、有機リン化合物および有機イオウ化合物ならびにそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項８】
前記腐食防止剤が少なくとも1つの複素環窒素化合物である、請求項1に記載の合成潤滑剤。
【請求項９】
前記酸化防止剤が、少なくとも、メチレンビス(ジチオカルバミン酸ジブチル)、および4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)をさらに含む、請求項１に記載の合成潤滑剤。
【請求項１０】
前記極圧剤が、ノニル化されたホスホロチオン酸トリフェニルおよびジチオリン酸ジアルキルエステルの少なくとも1つである、請求項7に記載の合成潤滑剤。
【請求項１１】
前記腐食防止剤がトリアゾール化合物である、請求項8に記載の合成潤滑剤。
【請求項１２】
前記トリアゾール化合物がベンゾトリアゾールである、請求項11に記載の合成潤滑剤。
【請求項１３】
前記粘度指数向上剤が少なくとも1つのポリメタクリラート共重合体である、請求項4に記載の合成潤滑剤。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
使用のために特に好適であると見出されたモノカルボン酸には、ヘプタン(C7)酸、カプリル/カプリン(C8〜10)酸、およびイソノナン(3,5,5-トリメチルヘキサン)酸(iso-C9)が含まれる。好ましい酸混合物は、約12パーセント〜25パーセントの間のC7酸、約10パーセント〜20パーセントの間のC8〜10酸、および約55パーセント〜78パーセントの間の残りのiso-C9酸、または15パーセント〜20パーセントの間のC7、12パーセント〜18パーセントの間のC8〜10、および65パーセント〜70パーセントの間のiso-C9を含む。平均分子量に加えて、40℃における最小粘度が約100cSt〜125cStの間にあるエステル組成物を得るためにジペンタエリトリトールの組成および酸の組成を変化させることが可能である。100℃におけるポリオールエステルの粘度は約10cSt〜20cStの間でなければならず、粘度指数が約100〜125の範囲でなければならない。




【国際調査報告】
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