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公開番号2025066649
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2024164287
出願日2024-09-20
発明の名称官能化オレフィンポリマーを含み、従来の分散剤が低減された潤滑剤配合物
出願人インフィニュームインターナショナルリミテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C10M 169/04 20060101AFI20250416BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】所望の燃費利益を提供しつつ、スラッジを低減し、良好な煤取扱いを提供し、摩耗特性に優れる低粘度グレードのエンジン油を提供する。
【解決手段】少なくとも50質量%以上の1つ又は複数の基油;清浄剤;並びに部分的又は完全飽和オレフィンホモポリマー又はコポリマー骨格及び少なくとも1つの官能基を含む0.01～20質量%の官能化ポリマーであり、官能化ポリマーは、i)10,000g/mol以上(GPC-PS)の官能化前のポリマーのMnを有し、ii)官能基は、アシル化剤、並びにアミノ基及び/又はヒドロキシル基を含む化合物から誘導されており、1,600g/mol以上のMnを有するPIBSA-PAMは、潤滑油組成物中に存在しないか、又は実質的に存在しないか、又は存在する場合でも、官能化ポリマー(B)対高分子量PIBSA-PAMの質量比が少なくとも0.25:1となるような量で存在する、潤滑油組成物とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
潤滑油組成物であって、
Ａ）前記潤滑油組成物の総質量に基づき、少なくとも５０質量％以上の１つ又は複数の基油、及び
Ｂ）部分的又は完全飽和オレフィンホモポリマー又はコポリマー骨格及び少なくとも１つの官能基を含む、前記潤滑油組成物の総質量に基づき０．０１～２０質量％の官能化ポリマーであって、前記官能化ポリマーは、
ｉｖ）１０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、任意選択で２５，０００ｇ／ｍｏｌ以上（ＧＰＣ－ＰＳ）の官能化前の前記ポリマーのＭｎを有し、
ｖ）前記官能基は、アシル化剤、並びにアミノ基及び／又はヒドロキシル基を含む化合物から誘導されており（前記ポリマーをアシル化剤で官能化し、続いてアミノ基及び／又はヒドロキシル基を含む化合物と反応させたものを含むがそれに限定されない）、
ｖｉ）前記ホモポリマー又はコポリマー骨格は、Ｃ
2
～Ｃ
30
直鎖状、分岐鎖状、及び／又は環状アルファオレフィン並びにＣ
4
～Ｃ
20
共役ジエンからなる群から選択されるモノマーから誘導されており、
１２００ｇ／ｍｏｌ以上、任意選択で１，６００ｇ／ｍｏｌ以上（ＧＰＣ－ＰＳ）のＭｎを有するポリイソブチレン及びポリアミンから誘導されるポリイソブチレンコハク酸イミドである高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭは、前記潤滑油組成物中には存在しないか、又は実質的に存在しないか、又は存在する場合でも、前記官能化ポリマー（Ｂ）対前記高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭの質量比が少なくとも０．２５：１となるような量で存在する、官能化ポリマー、並びに
Ｃ）清浄剤、任意選択で、１つ又は複数の中性及び／又は過塩基性アルカリ金属又はアルカリ土類金属含有清浄剤
を含む潤滑油組成物。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭが存在し、前記官能化ポリマー（Ｂ）対高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭの質量比は、少なくとも０．６：１である、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭは、前記潤滑油組成物の総質量に基づき５質量％未満で存在する、請求項１又は２に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
フェネート清浄剤を実質的に含まない、請求項１～３のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記潤滑油組成物のリン含有量は、０．１２質量％以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記官能化ポリマーのポリマー骨格は、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、デセン、及び／又はドデセンの１つ又は複数から誘導されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
前記ポリマー骨格は、イソプレン及びブタジエンのコポリマー、ホモ－ポリイソプレン、又はそれらの混合物である、請求項１～６のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
前記官能化ポリマーのポリマー骨格は、エチレン－プロピレンコポリマーである、請求項１～７のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
前記官能化ポリマーのポリマー骨格は、少なくとも約５０％、任意選択で少なくとも９０％の、モノマーの１，４挿入を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項１０】
前記ポリマー骨格は、ホモ－ポリイソプレン、部分水素化ホモ－ポリイソプレン、又は完全水素化ホモ－ポリイソプレンである、請求項１～６のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、２０２４年４月４日に出願された米国特許出願第１８／６２６，６５２号に対する優先権を主張するものであり、米国特許出願第１８／６２６，６５２号は、２０２３年９月２２日に出願された米国特許出願第６３／５８４，６７５号に対する優先権及び利益を主張するものである。
関連出願との相互参照
本出願は、２０２３年１０月４日に出願された米国特許出願第１８／４８０，５７１号に関するものであり、これは、２０２３年１０月１１日に出願された米国特許出願第６３／３７９，００６号、及び２０２２年１０月１１日に出願された米国特許出願第６３／３７９，００６号、及びそれらの優先権を主張する出願に対して優先権を主張するものである。
続きを表示（約 5,800 文字）【０００２】
本開示は、エンジンクランクケース応用、特に圧縮点火式エンジン応用において良好な分散性を有する潤滑油組成物中の添加剤として、アミド、イミド、及び／又はエステル官能性を有する官能化ポリマー（例えば、骨格が好ましくは１つ又は複数のＣ
2
～Ｃ
30
アルファオレフィン及びＣ
4
～Ｃ
20
共役ジエンから誘導されている官能化ホモポリマー又はコポリマー）を含む配合物であって、従来のＰＩＢＳＡ－ＰＡＭ分散剤が配合物から低減されているか又は含まれていない、配合物に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、燃費を重視する傾向が高まっている。車両の燃費を向上させる1つの手法は、耐久性及び摩耗保護のための良好な膜厚を維持しつつ、煤誘導性粘度増加も防止しつつ、摩擦を低減する新しい潤滑剤油を設計することである。燃費を向上させる試みでは、相手先商標製品製造業者（ＯＥＭ）による低粘度グレードの使用及び要求が、ますます広がりを見せている。こうした低減粘度グレードを有するエンジン及び／又はドライブトレイントランスミッション油を提供するための課題の１つは、清澄性を維持することである。そのような油は、所望の燃費利益を提供しつつ、スラッジを低減し、良好な煤取扱いを提供し、摩耗保護を提供することができるはずである。こうした目標は、低レベルの硫酸灰分及びリン、並びにシール適合性（ｓｅａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を維持しつつ達成されるべきである。こうした要件を満たす低粘度グレードを有する新しいエンジン油を提供する必要性が存在する。
基油は、典型的には、添加剤、例えば粘度指数向上剤（ＶＩＩ）及び／又は分散剤を添加することにより改質される。ＶＩＩは、温度による潤滑剤の粘度変化の程度を低減するために使用することができ、エンジン及びトランスミッション潤滑剤を配合するために使用されることが多い。一般的なＶＩＩとしては、典型的には、エチレン－プロピレンコポリマー、ポリメタクリレート、水素化スチレン－ブタジエンコポリマー、ポリイソブチレン等から誘導されてもよいポリマー性物質が挙げられる。
エンジン作動中に、油不溶性酸化副産物、例えば煤が生成される。分散剤は、こうした副産物の懸濁又は溶液中保持の維持を支援し、従って金属表面への副産物の堆積を軽減する。一般的な分散剤としては、（ポリ）アルケニルコハク酸誘導体、例えばヒドロカルビル置換無水コハク酸、例えばポリイソブチレン無水コハク酸（ＰＩＢＳＡ）、並びにヒドロカルビル置換コハク酸イミド、例えばポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭ）、例えばマレイン化ポリイソブチレンとＮ－フェニル－ｐ－フェニレンジアミンとの反応から誘導されるもの、又は１つ若しくは複数のモノアミン及び／若しくはポリアミンが挙げられる。有用な分散剤としては、官能基、例えばコハク酸イミド、ヒドロキシエチルイミド、コハク酸エステル／アミド、及びオキサゾリンを含むようにエン反応又はディールス・アルダー反応により修飾されているポリイソブテンが挙げられる。他の分散剤としては、ポリブテン、エチレンプロピレンポリマー、及びアクリルポリマーのマンニッヒ塩基誘導体が挙げられる。
【０００４】
他の分散剤は、マレイン化ポリアルファ－オレフィン（例えば、エチレン－プロピレンコポリマー等）とポリアミンとの反応から誘導される。米国特許第６，１０７，２５７号明細書は、多官能性オレフィンコポリマー粘度指数向上剤を含む、潤滑油組成物用の添加剤に関する。無水マレイン酸を、溶媒の存在下でエチレン－プロピレンコポリマー骨格と反応させるか又はグラフトし、次いでグラフトされたコポリマーを、界面活性剤の存在下でポリアミン、例えばＮ－アリールフェニレンジアミンと反応させて、多官能性オレフィンコポリマー粘度指数向上剤を提供する。同様に、米国特許第６，１０７，２５８号明細書は、Ｃ
3
～Ｃ
23
アルファオレフィンのアシル化され、次いでアミノ化されたコポリマーから誘導される多官能性燃料及び潤滑添加剤に関する。
更に他の分散剤は、スチレン系コポリマーから誘導される。米国特許第６，２４８，７０２号明細書には、分散剤物質を形成するためにアミノプロピルモルホリンと反応させたマレイン化選択的水素化スチレン系ブロックコポリマー（Ｍｎ１０，０００、実施例１）が開示されている。
【０００５】
更に他の分散剤は、２つの異なる共役ジエンのコポリマー、例えば、イソプレン及びブタジエンのブロックコポリマーから誘導される。米国特許第５，７８０，５４０号明細書には、自動車添加剤パッケージにおける官能化選択的水素化イソプレンブタジエンジブロックコポリマーが開示されている。実施例には、Ｎ－フェニル－１，４－フェニレンジアミンをポリエチレングリコールモノアルコール、４－（３－アミノプロピルモルホリン）、及び／又は３－ジブチルアミノプロピルアミンと組み合わせて使用して、マレイン化１０，０００Ｍｎ及び／又は２０，０００Ｍｎイソプレン－ブタジエンコポリマーを官能化することが示されている。実施例１及び２には、２，２’ジピリジルを用いてＩＢコポリマーを製作すると、高１，４挿入を有する可能性がより低くなることが示されている。
同様に、米国特許第６，３１９，８８１号明細書には、自動車添加剤パッケージにおける官能化選択的水素化イソプレンブタジエンジブロックコポリマーが開示されている。実施例ＩＶには、アミノプロピルモルホリンと反応してモルホリノプロピルコハク酸イミド付加物を形成するマレイン化選択的水素化イソプレンブタジエンジブロックコポリマー（Ｍｎ１５，０００）が示されており、それは次いで添加剤パッケージに分散剤として使用されている（実施例Ｖ）。
【０００６】
米国特許第５，０７３，６００号明細書は、典型的には５００，０００～約３，０００，０００のＭｎを有する、共役ジオレフィンのコポリマーを官能化（例えば、マレイン化、次いでアミノ化）するための反応押出法に関する。実施例には、反応押出機にて無水マレイン酸及びジエチルアミノプロピルアミンと反応させた、平均で１５個のアーム（１アーム当たり３５，０００Ｍｎ）を有する水素化ホモ－ポリイソプレンの水素化「低」分子量星形ポリマーが示されている。
堆積物の低減及び／又は配合におけるより大きな柔軟性をもたらす、代替的な又は向上したエンジン油組成物を提供する必要性が依然として存在する。本開示は、従来の分散剤、例えばＰＩＢＳＡ－ＰＡＭの低減又は排除をも可能にしつつ、向上した配合ウィンドウ（特定の粘性を目標とする能力の向上及び／又はベースストック柔軟性を含むが、それらに限定されない）を提供するための、グラフトされた多官能性オレフィンコポリマーを含むエンジン油組成物を提供する。更に、本開示は、水素化及び官能化されており、１つ又は複数の共役ジエンの狭い分子量分布ポリマーを含む官能化ポリマーを使用することによりこうした必要性に対処する。分散剤は、２つの異なる共役ジエンのコポリマー又は共役ジエンのホモポリマーを含む組成物を含む。ポリマーを選択的に水素化して、分子量分布が高度に制御されたポリマーを生成し、均一な官能化を可能にする。また、本開示の官能化ポリマーにより分散性及び／又は粘性が改質された、潤滑剤流体、例えば、鉱物油、石油化学油、及び合成油が提供される。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、潤滑油組成物であって、以下：
Ａ）潤滑油組成物の総質量に基づき、少なくとも５０質量％以上の１つ又は複数の基油、並びに
Ｂ）部分的又は完全飽和オレフィンホモポリマー又はコポリマー骨格及び少なくとも１つの官能基を含む、潤滑油組成物の総質量に基づき０．０１～２０質量％の官能化ポリマーであって、官能化ポリマーは、
ｉ）１０，０００ｇ／ｍｏｌ以上（ＧＰＣ－ＰＳ）の官能化前のポリマーのＭｎを有し、
ｉｉ）官能基は、アシル化剤並びにアミノ基及び／又はヒドロキシル基を含む化合物から誘導されており（つまり、ポリマーをアシル化剤で官能化し、続いてアミノ基及び／又はヒドロキシル基を含む化合物と反応させたもの）、
ｉｉｉ）任意選択で、ホモポリマー又はコポリマー骨格は、Ｃ
2
～Ｃ
30
（好ましくは直鎖状）アルファオレフィン及びＣ
4
～Ｃ
20
共役ジエンからなる群から選択されるモノマーから誘導されており、
ポリアルケニルコハク酸イミドであって、ポリアルケニルが１，６００ｇ／ｍｏｌ以上のＭｎ（ＧＰＣ－ＰＳ）を有するポリイソブチレンから誘導されており、イミドがポリアミンから誘導されている、ポリアルケニルコハク酸イミド（「高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭ」）は、潤滑油組成物に存在しないか、又は実質的に存在しないか、又は存在する場合でも、官能化ポリマー（Ｂ）対高分子量ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭの質量比が少なくとも０．２５：１である量で存在する、
前記官能化ポリマー、並びに
（Ｃ）清浄剤であって、任意選択で中性アルカリ金属又はアルカリ土類金属含有清浄剤、及び過塩基性（ｏｖｅｒｂａｓｅｄ）アルカリ金属又はアルカリ土類金属含有清浄剤から選択される、前記清浄剤
を含む潤滑油組成物に関する。
【０００８】
本開示は、潤滑油配合物であって、以下：
ａ）Ｃ
4~5
オレフィンを含む、アミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分的又は完全飽和コポリマーを含む官能化ポリマーであって、
ｉ）２未満のＭｗ／Ｍｎ、
ｉｉ）３．５以下（下記の実験セクションに記載のＧＰＣ－ＰＳ）の官能価分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／ｍｏｌ以上（ＧＰＣ－ＰＳ）の官能化前のポリマーのＭｎ、ただし、官能化前のポリマーがイソプレン及びブタジエンのコポリマーである場合は、２５，０００ｇ／ｍｏｌ（ＧＰＣ－ＰＳ）よりも大きなコポリマーのＭｎ
を有する官能化ポリマー、並びに
ｂ）組成物の質量に基づき５質量％未満の、１２００ｇ／ｍｏｌ以上（例えば、１６００ｍｏｌ／ｇ以上）のＭｎを有する、Ｃ
4
オレフィン、例えばイソブチレンのポリマー、及びイミド官能基を含むコハク酸イミド分散剤であって、前記分散剤は、
ｉ）３．５よりも大きな（下記の実験セクションに記載のＧＰＣ－ＰＳ）官能価分布（Ｆｄ）値を有し、
任意選択で、コハク酸イミド分散剤は、官能化ポリマー（Ｂ）対コハク酸イミド分散剤の質量比が少なくとも０．２５：１となるような量で存在する、コハク酸イミド分散剤
を含む、潤滑油配合物に更に関する。
【０００９】
典型的には、コハク酸イミド分散剤は、ＰＩＢＳＡ－ＰＡＭ分散剤、つまり、ポリイソブチレンポリマーをアシル化剤（例えば、マレイン酸又は無水マレイン酸）で処理し、その後、アシル化ポリマーを１つ又は複数のポリアミンと組み合わせて、アミド、イミド、及び／又はエステル官能化ポリイソブチレンを形成することにより生成される分散剤である。
本開示のまた更なる態様によると、上記に記載の潤滑油組成物の使用が提供され、潤滑油組成物は、２０Ｗ－Ｘ、１５Ｗ－Ｘ、１０Ｗ－Ｘ、５Ｗ－Ｘ、又は０Ｗ－ＸのＳＡＥ粘度グレードを有し、式中Ｘは、８、１２、１６、２０、３０、４０、及び５０（例えば、３０又は４０）のいずれか１つを表す。以前は自動車技術会として知られていたＳＡＥインターナショナルにより２０１５年１月に刊行された標準ＳＡＥＪ３００を参照されたい。
【００１０】
定義
本明細書及び本発明の請求項全ての目的では、以下の単語及び表現は、使用される場合及び使用される際には、下記に記述されている意味を有する。
本明細書の目的では、ＣＨＥＭＩＣＡＬＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮＥＷＳ、６３巻（５号）、２７頁（１９８５年）に示されている、新しい付番スキームの元素周期表が使用される。つまり、アルカリ金属は、第１族金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等）であり、アルカリ土類金属は第２族金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等）である。
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語又はあらゆる同族語は、記載の特徴、ステップ、又は整数、又は成分の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、整数、成分、又はそれらの群の存在又は追加を排除しない。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ）」又は「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙｏｆ）」という表現又は同族語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は同族語内に包含され得る。「から本質的になる」は、それが適用される組成物の特質に実質的に影響を及ぼさない物質が含まれることを許容する。
本明細書に記載の潤滑油組成物及びそれらに対する請求項の範囲内に含まれる成分に関する「存在しない」という用語は、特定の成分が、潤滑油組成物の質量に基づき０．０００質量％で存在するか、又は「実質的に存在しない」場合は、この成分は、潤滑油組成物特性に影響を及ぼさないレベル、例えば２質量％未満、例えば１質量％未満、例えば０．５質量％未満、例えば１０００ｐｐｍ未満、例えば１００ｐｐｍ未満、例えば１０ｐｐｍ未満、若しくは１ｐｐｍ未満、若しくは０．００１ｐｐｍ未満で存在することを意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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