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技術 燃料用潤滑性添加剤

出願人 アフトン・ケミカル・コーポレーション
発明者 ウィリアム・コルッチジョセフ・カルドロンジョセフ・ルッソ
出願日 2019年7月30日 (1年5ヶ月経過) 出願番号 2019-139440
公開日 2020年2月6日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-019952
状態 特許登録済
技術分野 液体炭素質燃料 固形燃料及び燃料附随物
主要キーワード 可動構成部品 散逸エネルギー ストライベック曲線 添加剤処理 補助担体 ポスト燃焼 軍用車両 バイオマス液
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図面 (5)

課題

摩耗および/または摩擦の低減を提供するための1つ以上の中性潤滑性添加剤と1つ以上のモノ酸潤滑性添加剤との相乗的混合物燃料中に含む、燃料添加剤組成物の提供。

解決手段

ガソリン添加剤は、(i)ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物アンモニアとを反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩との、潤滑性添加剤混合物を含む。線状モノカルボン酸またはその塩は、飽和、不飽和であるか、またはそれらの混合物を含む。

概要

背景

車両用燃料組成物は、より新しい、より先進エンジンでのそれらの使用に適応するために、燃料の様々な性能特性を向上させるために絶えず改善されている。多くの場合、燃料組成の改善は、燃料に使用される添加剤および他の構成成分の改善が中心である。例えば、エンジンの燃料供給系摩擦および摩耗を低減するために、摩擦調整剤を燃料に添加する場合がある。燃料の腐食電位を低減するか、または導電特性を改善するために、他の添加剤を含む場合がある。燃料経済性を改善するために、なお他の添加剤を燃料とブレンドする場合がある。エンジンおよび燃料供給系の堆積物は、現行燃焼エンジンに関連する別の関心事の代表であり、したがって他の添加剤は、多くの場合、エンジン堆積物の問題を調整および/または軽減するために様々な堆積物を制御する構成成分を含む。したがって、燃料組成物は、典型的には複雑な添加剤の混合物を含む。

概要

摩耗および/または摩擦の低減を提供するための1つ以上の中性潤滑性添加剤と1つ以上のモノ酸潤滑性添加剤との相乗的混合物を燃料中に含む、燃料添加剤組成物の提供。ガソリン添加剤は、(i)ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物アンモニアとを反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩との、潤滑性添加剤混合物を含む。線状モノカルボン酸またはその塩は、飽和、不飽和であるか、またはそれらの混合物を含む。

目的

混合物は、混合物中のいずれかの構成成分が個々に達成することができるよりも大きい摩耗低減および/または低い摩擦係数を達成するので、かかる混合物は、燃料の摩耗および/または摩擦低減に関して予想外相乗的利益を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

潤滑性を提供するガソリン添加剤であって、(i)ヒドロカルビル置換無水コハク酸アンモニアと反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤であって、前記ヒドロカルビル置換基が、8〜20個の炭素を含む、少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)16〜20個の炭素の炭素鎖を有する少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩であって、前記線状モノカルボン酸またはその塩が、飽和である、不飽和である、またはそれらの混合物を含んでいる少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩と、の潤滑性添加剤混合物を含み、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸の量で割った重量比が、約0.2〜約5であり、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩の量で割った重量比が、約2〜約27.8であり、約0.6〜約10.8PTBの(i)および約0.3〜約1.0PTBの(ii)が火花着火燃料中で一緒に使用される、ガソリン添加剤。

請求項2

前記無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、線状もしくは分岐状のC16〜C18の基である、または前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、16〜18個の炭素を有し、前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩がオレイン酸、TOFA、それらの塩、もしくはそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のガソリン添加剤。

請求項3

前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、16〜18個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含む、および/または前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、パルミチン酸マルガリン酸ステアリン酸アラキジン酸、オレイン酸、パルミトレイン酸リノール酸リノレン酸エレオステアリン酸アラキドン酸亜麻仁油脂肪酸パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸大豆油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択される、請求項1に記載のガソリン添加剤。

請求項4

前記無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、C14〜C18ヒドロカルビル基である、請求項1に記載のガソリン添加剤。

請求項5

(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールまたはクレゾールアミン縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)アミンまたはポリアミンが付着している長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミドイミドコハク酸イミドイミダゾリンエステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、またはそれらの無水物、またはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせ、からなる群から選択される洗剤をさらに含む、請求項1に記載のガソリン添加剤。

請求項6

多量の火花着火性燃料および少量の潤滑性添加剤混合物を含む燃料であって、(i)ヒドロカルビル置換無水コハク酸をアンモニアと反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤であって、前記ヒドロカルビル置換基が、8〜20個の炭素を含む、約0.6〜約10.8PTBの中性潤滑性添加剤と、(ii)16〜20個の炭素の炭素鎖を有する少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩であって、前記線状モノカルボン酸またはその塩が、飽和である、不飽和である、またはそれらの混合物を含んでいる、約0.3PTB〜約1.0PTBの線状モノカルボン酸またはその塩と、を含み、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸の量で割った重量比が、約0.2〜約5であり、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩の量で割った重量比が、約2〜約27.8である、燃料。

請求項7

前記燃料中の潤滑性添加剤混合物の処理量が、少なくとも約2PTBである、請求項6に記載の燃料。

請求項8

前記無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、線状もしくは分岐状のC16〜C18の基である、または前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、16〜18個の炭素を有し、前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩がオレイン酸、TOFA、それらの塩、もしくはそれらの組み合わせから選択され、および/または前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、オレイン酸塩であり、前記燃料が、約4PTB〜約10PTBの、中性潤滑性添加剤と前記オレイン酸塩との前記組み合わせを含む、請求項6に記載の燃料。

請求項9

前記無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、C14〜C18ヒドロカルビル基である、請求項6に記載の燃料。

請求項10

前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、16〜18個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含む、および/または前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、オレイン酸、パルミトレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸、亜麻仁油脂肪酸、パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択される、請求項6に記載の燃料。

請求項11

(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールまたはクレゾールとアミンとを縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)アミンまたはポリアミンが付着している長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミド、イミド、コハク酸イミド、イミダゾリン、エステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、またはそれらの無水物、またはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせ、からなる群から選択される洗剤をさらに含む、請求項6に記載の燃料。

請求項12

ガソリンエンジン摩耗を低減する方法であって、多量のガソリンおよび少量の潤滑性添加剤混合物を含む燃料を用いて、前記ガソリンエンジンを操作することを含み、前記燃料が、(i)ヒドロカルビル置換無水コハク酸をアンモニアと反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤であって、前記ヒドロカルビル置換基が、8〜20個の炭素を含む、約0.6〜約10.8PTBの少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)16〜20個の炭素の炭素鎖を有する少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩であって、前記線状モノカルボン酸またはその塩が、飽和である、不飽和である、またはそれらの混合物を含んでいる、約0.3PTB〜約1.0PTBの少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩と、を含み、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸の量で割った重量比が、約0.2〜約5であり、(ii)が前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩であるとき、(i)前記少なくとも1つの中性潤滑性添加剤の量を(ii)前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸塩の量で割った重量比が、約2〜約27.8である、方法。

請求項13

前記燃料中の前記潤滑性添加剤混合物の処理量が、少なくとも約2PTBであり、および/または前記低減された摩耗が、修正ASTMD6079のHFRR試験によって測定して、摩耗痕の約15〜約30パーセントの低減、摩擦係数の約25〜約35の低減のいずれかである、もしくはその両方である、請求項12に記載の方法。

請求項14

前記無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、線状もしくは分岐状のC16〜C18の基である、または前記ヒドロカルビル置換無水コハク酸の前記ヒドロカルビル置換基が、16〜18個の炭素を有し、前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩がオレイン酸、TOFA、それらの塩、もしくはそれらの組み合わせから選択され、および/または前記少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、オレイン酸塩であり、前記燃料が、約4PTB〜約10PTBの、中性潤滑性添加剤と前記オレイン酸塩との前記組み合わせを含む、請求項12に記載の方法。

請求項15

前記線状モノ酸潤滑性添加剤もしくはその塩が、16〜18個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含み、および/または前記線状モノ酸潤滑性添加剤もしくはその塩が、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、オレイン酸、パルミトレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸、亜麻仁油脂肪酸、パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択される、請求項12に記載の方法。

技術分野

0001

本開示は、摩耗および/または摩擦の低減を提供するための1つ以上の中性潤滑性添加剤と1つ以上のモノ酸潤滑性添加剤との相乗的混合物燃料中に含む、燃料添加剤組成物に関する。

背景技術

0002

車両用燃料組成物は、より新しい、より先進エンジンでのそれらの使用に適応するために、燃料の様々な性能特性を向上させるために絶えず改善されている。多くの場合、燃料組成の改善は、燃料に使用される添加剤および他の構成成分の改善が中心である。例えば、エンジンの燃料供給系の摩擦および摩耗を低減するために、摩擦調整剤を燃料に添加する場合がある。燃料の腐食電位を低減するか、または導電特性を改善するために、他の添加剤を含む場合がある。燃料経済性を改善するために、なお他の添加剤を燃料とブレンドする場合がある。エンジンおよび燃料供給系の堆積物は、現行燃焼エンジンに関連する別の関心事の代表であり、したがって他の添加剤は、多くの場合、エンジン堆積物の問題を調整および/または軽減するために様々な堆積物を制御する構成成分を含む。したがって、燃料組成物は、典型的には複雑な添加剤の混合物を含む。

図面の簡単な説明

0003

予想された摩耗痕と測定された摩耗痕を示すグラフである。
予想された摩擦係数と測定された摩擦係数を示すグラフである。
測定された水晶振動子マイクロバランスQCM)のフィルム表面被覆を示すグラフである。
測定されたQCM散逸エネルギーを示すグラフである。

0004

一手法または一実施形態では、潤滑性を提供するガソリン添加剤が本明細書に記載されている。ガソリン添加剤は、(i)ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物アンモニアとを反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩との、潤滑性添加剤混合物を含む。線状モノカルボン酸またはその塩は、飽和、不飽和であるか、またはそれらの混合物を含む。

0005

他の実施形態または手法では、前出の段落のガソリン添加剤は、実施形態または手法での、任意に組み合わせられた1つ以上の任意選択的な特色と組み合わせることができる。これらの任意選択的な特色としては、(i)少なくとも1つの中性潤滑性添加剤を(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、約0.2〜約30であり;および/またはその重量比は、約2〜約30であり;および/またはポリカルボン酸化合物のヒドロカルビル置換基が、線状もしくは分岐状のC4〜C36ヒドロカルビル基、好ましくはC8〜C24ヒドロカルビル基、より好ましくはC12〜C20ヒドロカルビル基であり;および/またはヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物が、ヒドロカルビル置換コハク酸、もしくはその無水物、もしくはそれらの混合物であり;および/または少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、6〜24個の炭素原子、好ましくは12〜20個の炭素原子、より好ましくは16〜18個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含み;および/または少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、ラウリン酸トリデカン酸、ミリスチン酸ペンタデカン酸、パルミチン酸マルガリン酸ステアリン酸アラキジン酸ベヘン酸オレイン酸エルカ酸パルミトレイン酸ミリストレイン酸リノール酸リノレン酸エレオステアリン酸アラキドン酸ココナッツ油脂肪酸落花生油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択され;および/または(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールもしくはクレゾールと、アミンとを縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)そこに結合しているアミンもしくはポリアミンを有する長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミドイミドコハク酸イミドイミダゾリンエステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、もしくはそれらの無水物、もしくはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせからなる群から選択される洗剤をさらに含む、いずれかの実施形態(複数可)が挙げられる。

0006

他の手法または実施形態では、多量の火花着火性燃料と、少量の潤滑性添加剤混合物とを含む燃料が提供される。潤滑性添加剤混合物は、(i)ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸とアンモニアとを反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸またはその塩と、を含む。飽和、不飽和であるか、またはそれらの混合物を含む、線状モノカルボン酸またはその塩。

0007

他の実施形態または手法では、前出の段落の燃料は、実施形態または手法での、任意に組み合わせられた1つ以上の任意選択的な特色と組み合わせることができる。これらの任意選択的な特色としては、(i)少なくとも1つの中性潤滑性添加剤を(ii)少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩で割った重量比が、約0.2〜約30であり;および/またはその重量比が約2〜約30であり、および/または燃料中の少なくとも1つの潤滑性添加剤混合物の処理量が、少なくとも約2PTBであり;および/またはポリカルボン酸のヒドロカルビル置換基が、線状もしくは分岐状のC6〜C36の基であり;および/またはヒドロカルビル置換ポリカルボン酸が、ヒドロカルビル置換コハク酸、もしくはその無水物であり;および/または少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、6〜24個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含み;および/または少なくとも1つの線状モノカルボン酸もしくはその塩が、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、パルミトレイン酸、ミリストレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸、ココナッツ油脂肪酸、落花生油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択され;および/または(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールもしくはクレゾールとアミンとを縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)そこに結合しているアミンもしくはポリアミンを有する長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミド、イミド、コハク酸イミド、イミダゾリン、エステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、もしくはそれらの無水物、もしくはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせからなる群から選択される洗剤をさらに含む、実施形態(複数可)が挙げられる。

0008

さらに他の手法または実施形態では、ガソリンエンジンの摩耗を低減する方法、またはガソリンエンジンの摩耗を低減するための本明細書に記載の潤滑性添加剤の使用が、本明細書で提供される。方法および/または使用は、多量のガソリンおよび少量の潤滑性添加剤混合物を含む燃料でガソリンエンジンを運転することを含む。潤滑性添加剤混合物は、(i)少なくとも1つのヒドロカルビルアンモニア性−コハク酸イミドまたはコハク酸アミド中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つの線状モノ酸潤滑性添加剤またはそれらの塩と、を含む。

0009

他の実施形態または手法では、前出の段落の方法および/または使用は、実施形態または手法での、任意に組み合わせられた1つ以上の任意選択的な特色と組み合わせることができる。これらの任意選択的な特色としては、(i)少なくとも1つのヒドロカルビルアンモニア性−コハク酸イミドもしくはコハク酸アミド中性潤滑性添加剤を、(ii)少なくとも1つの線状モノ酸潤滑性添加剤もしくはその塩で割った重量比が、約0.2〜約30であり;および/または燃料中の潤滑性添加剤混合物の処理量が少なくとも約2PTBであり;および/またはヒドロカルビルアンモニア性−コハク酸イミドもしくはコハク酸アミド中性潤滑性添加剤のヒドロカルビル基が、線状もしくは分岐状のC6〜C36の基であり;および/または、線状モノ酸潤滑性添加剤もしくはその塩が、6〜24個の炭素原子を有する線状炭素鎖を含み;および/または、線状モノ酸潤滑性添加剤もしくはその塩が、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、パルミトレイン酸、ミリストレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸、ココナッツ油脂肪酸、落花生油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、パーム油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪酸、それらの混合物、およびそれらの塩からなる群から選択され;および/またはガソリン変換キットを使用して、本明細書に記載のASTMD6079の修正版のHFRR試験によって測定して、低減された摩耗が、約15〜約30パーセントの摩耗痕の低減、約25〜約35パーセントの摩擦係数の低減のうちの1つ、もしくはその両方であり;および/または燃料が、(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールもしくはクレゾールとアミンとを縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)そこに結合しているアミンもしくはポリアミンを有する長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミド、イミド、コハク酸イミド、イミダゾリン、エステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、もしくはそれらの無水物、もしくはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせからなる群から選択される洗剤をさらに含む、実施形態(複数可)が挙げられる。

0010

上に論じられている現行の燃料組成物の複雑さを考慮すると、かかる多面的な種別の添加剤のバランスをとることを試みると、依然として困難である。例えば、いくつかの従来の燃料添加剤は、1つの特徴には有益であり得るが、同時に他の燃料の特徴またはエンジン/燃料供給構成要素には有害であり得る。他の燃料添加剤は、多くの場合、それらの所望の効果を達成するために不当に高い処理量を必要とし、これが燃料組成物中の他の添加剤の利用可能な量に望ましくない制限を課す傾向がある。加えて、これらの同じ添加剤は、他の添加剤と接触すると、有益ではない負の反応をもたらし得る。さらに、汚染や他の望ましくない影響を低減する試みにおいて、燃料組成物がますます組成的制約を受けるようになっているのと同時に、エンジン燃料供給系、高圧直接噴射供給系、および/または現行のターボチャージャーエンジンピストンリングにかかる応力の進歩によって、燃料の潤滑性の必要性が高まる傾向がある。

0011

カルボン酸および/または脂肪酸は、長い間、燃料用の有効な潤滑性添加剤として認識されてきた。しかしながら、かかる酸は、良好な潤滑性を提供する一方で、他の添加剤を介してバランスをとることを必要とし得る多くの欠点を有する傾向があり、かかるさらなる添加剤は、コストを押し上げ、他の問題を引き起こす傾向がある。例えば、多くの市販の脂肪酸および脂肪酸ブレンドは、冬季期間の通常の温度で凍結または結晶を形成する傾向がある。脂肪酸を溶媒とブレンドすることによって、取り扱いを改善することができるが、溶媒の添加によって、コスト、複雑さ、および添加剤パッケージの処理量を増加させる。燃料へ高いレベルで酸を添加することはまた、エンジン、モーターオイル、および燃料系の構成要素に、多くの望ましくない長期的な副作用をもたらし得る。例えば、燃料中の高い酸レベルの悪影響としては、いくつかの酸ブレンドに通常見られる不飽和酸に多くの場合起因する、エンジンベアリングおよび/またはターンプレート燃料タンクからの酸による鉛の浸出クランクケースオイルスラッジ、洗剤TBNの浸食軟質金属酸性腐食、または堆積物の形成を挙げることができる。

0012

この背景により、本開示は、潤滑性を提供する燃料添加剤、潤滑性添加剤混合物を含む燃料、かかる燃料およびかかる添加剤を使用するエンジンおよび燃料供給系の摩耗を低減する方法、およびエンジンおよび/または燃料供給系の摩耗を低減するためのかかる燃料およびかかる添加剤の使用に関する。いくつかの手法では、かかる摩耗低減は、燃料添加剤および/または燃料中で、酸性潤滑性添加剤を低いレベルで用いてでさえも達成可能である。一手法では、潤滑性を提供する燃料添加剤または燃料添加剤混合物は、(i)少なくとも1つの中性潤滑性添加剤と、(ii)少なくとも1つのモノ酸潤滑性添加剤とを組み合わせた、少なくとも1つの潤滑性添加剤混合物を含む。混合物は、混合物中のいずれかの構成成分が個々に達成することができるよりも大きい摩耗低減および/または低い摩擦係数を達成するので、かかる混合物は、燃料の摩耗および/または摩擦低減に関して予想外相乗的利益を提供する。かかる添加剤または添加剤混合物は、はるかに高いレベルの酸性添加剤を含む添加剤よりも良好であるかまたはそれに匹敵するレベルの磨耗および摩擦低減さえも達成することができる。一態様では、少なくとも1つの中性潤滑性添加剤は、ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸とアンモニアとを反応させることによって調製され、別の態様では、少なくとも1つのモノ酸潤滑性添加剤は線状モノカルボン酸、線状脂肪酸ブレンド、またはそれらの混合物である。

0013

中性潤滑性添加剤:本開示の一態様では、潤滑性添加剤混合物の第1の構成成分(i)は、ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物をアンモニアと反応させることによって調製された少なくとも1つの中性潤滑性添加剤である。一手法では、ヒドロカルビル置換ポリカルボン酸化合物は、ヒドロカルビル置換コハク酸またはその無水物である。他の手法または実施形態では、中性潤滑性添加剤は、アンモニア性ヒドロカルビル置換コハク酸イミド、アンモニア性ヒドロカルビル置換コハク酸アミド、またはそれらの組み合わせである。本明細書で使用されるとき、用語「コハク酸イミド」または「コハク酸アミド」は、ヒドロカルビル置換コハク酸または無水物(またはコハク酸アシル化剤)などの、アンモニアとポリカルボン酸との間の反応生成物包含することを意味し、反応生成物が、アンモニアと、酸または無水物部分との反応または接触がもたらす種類のイミド結合に加えて、アミド結合および/または塩結合を有し得る化合物が挙げられる。

0014

コハク酸イミドまたはコハク酸アミドは、まず、所望の分子量のオレフィン性不飽和炭化水素マレイン酸または無水マレイン酸(または以下に論じるものなど)と反応させて、ヒドロカルビル置換コハク酸または無水物を形成することによって作製することができる。約100℃〜約250℃の反応温度が使用され得る。この反応は、多くの場合塩素の添加によって促進される。コハク酸基が少なくとも4個の炭素原子を含有するヒドロカルビル置換基を含有するアルケニルコハク酸イミドまたはコハク酸アミドは、本開示において有用であり得、例えば、これらすべての開示が参照により本明細書に援用される、米国特許第US3,172,892号、同第US3,202,678号、同第US3,216,936号、同第US3,219,666号、同第US3,254,025号、同第US3,272,746号、同第US4,234,435号、同第US4,613,341、および同第US5,575,823号に記載されている。

0015

ヒドロカルビル置換基としては、限定はされないが、分解ワックスオレフィン線状アルファオレフィン分岐鎖アルファオレフィン、低級オレフィンポリマーおよびコポリマーなどのオレフィンを挙げることができる。オレフィンは、イソブチレン、1−オクタン1−ヘキセン、1−デセンなどのエチレンプロピレンブチレンから選択することができる。低級オレフィンのいくつかの有用なポリマーおよび/またはコポリマーとしては、限定されないが、ポリプロピレンポリブテンポリイソブテン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−イソブチレンコポリマー、プロピレン−イソブチレンコポリマー、エチレン−1−デセンコポリマーなどが挙げられる。ヒドロカルビル置換基もまた、オレフィンターポリマーから作製されてきた。有用な生成物は、エチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエンターポリマー、エチレンプロピレン−1,5−シクロオクタジエンターポリマー、エチレン−プロピレンノルボルネンターポリマーなどのエチレン−C3−12アルファオレフィン−C5−12の非共役ジエンターポリマーから作製することができる。

0016

一手法または一実施形態では、ヒドロカルビル置換基は、ブテンポリマー、例えばイソブチレンのポリマーから誘導してもよい。いくつかの実施形態では、本開示のポリカルボン酸または無水物の調製に使用するのに好適なポリイソブテンとしては、少なくとも約20%、例えば少なくとも50%、さらなる例としては少なくとも70%のより反応性メチルビニリデン異性体を含む、これらのポリイソブテンを挙げることができる。好適なポリイソブテンとしては、BF3触媒を使用して調製されたものが挙げられる。メチルビニリデン異性体が全組成物の高い割合を占めるかかるポリイソブテンの調製は、これらの開示が参照により本明細書に援用される、米国特許第US4,152,499号および同第US4,605,808号に記載されている。

0017

ヒドロカルビル置換基の数平均分子量は、較正参照物質としてポリスチレンを使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定して、約100〜約2500、例えば約150〜約1500、および他の手法では約600〜約1000であり得る。さらに他の手法では、ヒドロカルビル置換基の数平均分子量は、少なくとも約100、少なくとも約150、少なくとも約600、または少なくとも約900かつ約2500以下、約1500以下、または約1000以下の範囲であり得る。したがって、本明細書でのいくつかの手法では、主にC4−C36ヒドロカルビル基が有用であり、他の手法では、C14−C18ヒドロカルビル基が好適である。他の手法では、ヒドロカルビル基は、少なくとも4個の炭素、少なくとも6個の炭素、少なくとも8個の炭素、少なくとも10個の炭素、少なくとも12個の炭素、少なくとも14個の炭素、または少なくとも16個の炭素かつ最大40個の炭素、最大36個の炭素、最大30個の炭素、最大24個の炭素、または最大20個の炭素の範囲である。

0018

本明細書の任意の実施形態の数平均分子量(Mn)は、Watersから得られるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)機器などの機器、およびWaters Empower Softwareなど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機器は、Waters Separations ModuleおよびWaters屈折率検出器(または同様の任意選択的な機器)を装備してもよい。GPC操作条件としては、カラム温度が約40℃のガードカラム、4つのAgilentPLgelカラム(長さ300×7.5mm、粒径5μ、および孔径100〜10000Åの範囲)を挙げることができる。安定化されていないHPLCグレードテトラヒドロフラン(THF)を、1.0mL/分の流速で溶媒として使用してもよい。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(PS)基準物質を用いて較正してもよい。500g/モル未満の質量を有する試料較正曲線を、外挿してもよい。試料およびPS基準物質を、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測定はまた、参照により本明細書に援用される米国特許第US5,266,223号に記載されている。加えて、GPC方法は、分子量分布情報を提供する(例えばまた、参照により本明細書に援用される、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)。

0019

本明細書のポリカルボン酸またはその無水物を形成するためのいくつかの手法では、マレイン酸または無水マレイン酸以外のカルボン酸反応物も用いることができる。好適な反応物としてはまた、限定されないが、対応する酸ハロゲン化物および低級脂肪族エステルを含む、フマル酸リンゴ酸酒石酸イタコン酸無水イタコン酸シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、無水エチルマレイン酸、無水ジメチルマレイン酸、エチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、ヘキシルマレイン酸なども挙げることができる。

0020

ヒドロカルビル置換無水コハク酸またはヒドロカルビル置換コハク酸は、例えば、これらの開示が参照により援用される、米国特許第US3,361,673号および同第US3,676,089号に記載のポリオレフィンと無水マレイン酸との熱反応によって調製してもよい。あるいは、例えば、この開示もまた参照により本明細書に援用される、米国特許第US3,172,892号に記載の塩素化ポリオレフィンと無水マレイン酸との反応によって置換無水コハク酸を調製することができる。ヒドロカルビル置換無水コハク酸のさらなる考察は、例えば、これらの開示が参照により援用される、米国特許第US4,234,435号、同第US5,620,486号、および同第US5,393,309号に見ることができる。

0021

いくつかの手法では、無水マレイン酸(または他のアシル化剤)対オレフィン性不飽和炭化水素のモル比は、大きく変動し得る。例えば、これは、約5:1〜約1:5、他の手法では約3:1〜約1:3に変動し得、さらに他の手法では、無水マレイン酸を化学量論的に過剰に使用して反応を完了させることができる。必要に応じて、未反応の無水マレイン酸は、真空蒸留によって除去することができる。

0022

一実施形態では、中性潤滑性添加剤を形成するためのヒドロカルビル置換ポリカルボン酸または無水物とアンモニアとの間の反応は、構成成分を混合し、反応を引き起こすのに十分高いが反応物もしくは生成物の分解を引き起こすほどには高くない温度に、混合物を加熱することによって実行してもよいか、または無水物を反応温度に加熱し、アンモニアを延長した期間にわたって添加してもよい。有用な温度は、約100℃〜約250℃である。例示的な結果は、反応中に形成された水を留去するのに十分に高い温度で反応を行うことによって得ることができる。

0023

いくつかの手法では、上記段落のうちのいずれかに記載の中性潤滑性添加剤は、本明細書で論じる相乗的利益を達成するために、任意の所望の量または有効量で燃料中に存在することができる。いくつかの手法では、中性潤滑性添加剤は、燃料の総重量に対する重量で、約0.5PTB〜約20PTB(燃料1000バレル当たりのポンド)、例えば約3〜約20PTB、約4PTB〜約15PTB、およびさらなる例としては、約5〜約10PTBの範囲内の量で燃料中に存在することができる。さらに、中性潤滑性添加剤は、少なくとも約0.5PTB、少なくとも約3PTB、少なくとも約4PTB、または少なくとも約5PTBかつ最大20PTB、最大15PTB、または最大10PTBの範囲内の量で燃料中に存在することができる。

0024

上記段落のうちのいずれかで論じた中性潤滑性添加剤はまた、モノ酸添加剤(および本明細書で論じる他の任意選択的な成分)と一緒に、燃料添加剤または燃料添加剤パッケージ内に提供されてもよい。燃料添加剤または燃料添加剤パッケージは、燃料組成物に添加されるように構成されている。この添加剤パッケージ内で、中性潤滑性添加剤は、約1〜約15重量パーセント、他の手法では約1.5〜約12重量パーセント、さらにさらなる手法では約2〜約8重量パーセントの量で提供され得る。さらに、中性潤滑性添加剤は、燃料添加剤または燃料添加剤パッケージ中に、少なくとも約1重量パーセント、少なくとも約1.5重量パーセント、または少なくとも約2重量パーセントかつ最大15重量パーセント、最大12重量パーセント、または最大8重量パーセントの範囲の量で存在することができる。

0025

モノ酸潤滑性添加剤:本開示の別の態様では、潤滑性添加剤混合物の第2の構成成分(ii)は、線状モノ酸潤滑性添加剤またはその塩である。いくつかの手法または実施形態では、線状モノ酸添加剤は、線状モノカルボン酸、線状脂肪酸、それらのブレンド、および/またはそれらの塩である。いくつかの手法または実施形態では、線状モノカルボン酸または線状脂肪酸ブレンドとしては、6〜40個の炭素原子、典型的には8〜24個の炭素原子、および他の手法では約12〜約20個の炭素原子を有する線状炭素鎖(複数可)が挙げられる。他の手法では、線状モノカルボン酸または線状脂肪酸ブレンドとしては、少なくとも6、少なくとも8、または少なくとも12かつ最大40、最大24、または最大20の範囲の数の炭素原子を含む線状炭素鎖(複数可)が挙げられる。多くの場合飽和している酸はまた、1つ以上の炭素−炭素二重結合を含有し得、酸は、天然由来、合成由来、またはそれらの組み合わせのものであり得る。

0026

モノカルボン酸または脂肪酸のヒドロカルビルラジカル(好ましくはアルキルラジカル)は、好ましくは炭素および水素を含む直鎖のみの線状、飽和または不飽和の炭素鎖である。しかしながら、いかなる置換も線状炭素鎖の主な炭化水素の特徴を損なわない限り、酸は、例えばヒドロキシル、水素、アミノ、またはニトロ基などの任意選択的な置換基を含み得る。

0027

いくつかの手法または実施形態では、有用な線状モノカルボン酸、または線状脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、パルミトレイン酸、ミリストレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸およびアラキドン酸、リシノール酸、およびまた、天然油脂および油から得られる脂肪酸混合物、例えばココナッツ油脂肪酸、落花生油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、パーム油脂肪酸、菜種(linseed)油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、菜種(colza)油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、およびトール油脂肪酸(TOFA)、それらの塩、またはそれらの混合物が挙げられる。いくつかの手法または実施形態では、線状モノカルボン酸、脂肪酸、またはブレンドは、オレイン酸、TOFA、ラウリン酸、それらの塩、もしくはそれらの混合物を含むか、またはそれらである。

0028

いくつかの手法では、線状モノ酸潤滑性添加剤またはその塩は、本明細書で論じる相乗的利益を達成するために任意の所望の量または有効量で燃料中に存在することができる。いくつかの手法では、線状モノ酸潤滑性添加剤は、燃料の総重量に対する重量で、約0.05PTB〜約2PTB、例えば約0.1PTB〜約1PTB、他の手法では約0.1PTB〜約0.4PTB、およびさらなる例として約0.1〜約0.3PTBの範囲の量で燃料中に存在することができる。さらに、線状モノ酸潤滑性添加剤は、少なくとも約0.05PTB、少なくとも約0.1PTB、少なくとも約0.2PTB、または少なくとも約0.3PTBかつ最大3PTB、最大1PTB、最大0.5PTB、または最大0.25PTBの範囲内の量で燃料中に存在することができる。

0029

他の手法では、線状モノ酸潤滑性添加剤またはその塩はまた、燃料組成物に添加されるように構成されている上述の中性潤滑性添加剤(および他の任意選択的な成分)と一緒に、別個の燃料添加剤または燃料添加剤パッケージ内に提供されてもよい。この添加剤パッケージ内で、線状モノ酸潤滑性添加剤またはその塩は、約0.05〜約2重量パーセント、他の手法では約0.1〜約1重量パーセント、さらに他の手法では約0.1〜約0.4パーセント、さらにさらなる手法では約0.15〜約0.3重量パーセントの量で提供されてもよい。さらに、線状モノ酸潤滑性添加剤は、燃料添加剤または燃料添加剤パッケージ中に、少なくとも約0.05重量パーセント、少なくとも約0.1重量パーセント、または少なくとも約0.15重量パーセントかつ最大2重量パーセント、最大1重量パーセント、最大0.4重量パーセント、または最大0.3重量パーセントの範囲の量で存在することができる。

0030

潤滑性添加剤混合物:潤滑性添加剤混合物(および/またはかかる混合物を含む任意の燃料)は、上述の中性潤滑性添加剤のうちの1つ以上と、上述のモノ酸潤滑性添加剤のうちの1つ以上とを含み、以下に考察されるように他の任意選択的な添加剤を含み得る。この混合物の2つの構成成分は、いずれかの添加剤が個々に達成することができるよりも、エンジンおよび/または燃料供給系への摩耗および摩擦の大きな低減を予想外に達成する量およびそれらの相対比で提供される。手法では、潤滑性添加剤混合物は、はるかに高いレベルの酸を含む添加剤または燃料よりも良好であるかまたはそれに匹敵する摩耗低減および摩擦係数を達成することができる。一手法では、潤滑性添加剤混合物および/または燃料は、2つの構成成分の未反応混合物であり、いくつかの手法では、アミンとモノ酸との任意のアミド反応生成物などの、それらの間のいかなる反応生成物も実質的に含まない。以下の実施例に示されるように、2つの構成成分のこの相乗的混合物は、エンジンまたは燃料構成要素上に厚いフィルム被覆を達成することによって、より厚くより滑らかな燃料添加剤を提供して、燃料の処理量に対していずれかの構成成分が個々に達成するよりも、予想外に高い摩耗低減および低い摩擦係数をもたらす傾向がある。以下の実施例においてさらに論じるように、摩耗および摩擦低減は、PCSInstruments(London,UK)から入手可能なガソリン変換キットを使用して、ASTMD6079の修正版による高周波往復動リグ(HFFR)を使用して測定される。修正試験は、揮発を防止するために、蓋を有する試料カップを使用する。試料体積は15mLであり、試料温度は25℃に保持した。フィルム被覆は、水晶振動子マイクロバランス(QCM)で測定した。

0031

一手法では、燃料中および/または燃料添加剤内の、上述の(i)1つ以上の中性潤滑性添加剤(複数可)を(ii)上述の1つ以上の線状モノカルボン酸(複数可)またはその塩(複数可)で割った、相乗的潤滑性重量比は、本明細書で論じる混合物の予想外の潤滑性を達成するためには、約0.2〜約30である。さらに他の手法では、この相乗的潤滑性重量比は、約2〜約30、約5〜約30、約10〜約30、または約20〜約30である。他の手法または実施形態では、相乗的潤滑性重量比は、少なくとも約2、少なくとも約5、少なくとも約10、または少なくとも約20〜最大30、最大25、最大20、または最大15の範囲である。

0032

さらに他の手法または実施形態では、燃料(好ましくはガソリン)中の潤滑性添加剤混合物(すなわち、上述の相乗的重量比内の中性潤滑性添加剤と線状モノカルボン酸またはその塩との組み合わせ)の処理量は、燃料1000バレル当たり少なくとも約2ポンド(PTB)、他の手法では少なくとも約5PTB、さらに他の手法では少なくとも約9PTBであり得る。さらなる手法または実施形態では、燃料中の潤滑性添加剤混合物(すなわち、やはり上述の相乗的重量比内の中性潤滑性添加剤と線状モノカルボン酸またはその塩との組み合わせ)の処理量は、約2〜約90PTB、約2〜約50PTB、約2〜約30PTB、約2〜約20PTB、約2〜約10PTB、約5〜約90PTB、約5〜約50PTB、約5〜約30PTB、約5〜約20PTB、約5〜約10PTB、約9〜約90PTB、約9〜約50PTB、または約9〜約30PTB、または約9〜約20PTBであり得る。さらなる手法では、潤滑性添加剤混合物の処理量は、少なくとも約2PTB、少なくとも約5PTB、または少なくとも約9PTBかつ最大90PTB、最大50PTB、最大20PTB、または最大10PTBの範囲の量である。

0033

潤滑性添加剤混合物は、ガソリン変換キットを使用して、ASTMD6079の修正版によるHFRRにより測定して、約15〜約30パーセント低い摩耗痕に関して(いかなる添加剤も含まない非添加ベース燃料と比較して)、摩耗低減を達成することができる。他の手法では、摩耗痕に関する(非添加ベース燃料と比較して)摩耗低減は、少なくとも5%低い、少なくとも10%低い、または少なくとも15%低い、かつ最大35%低い、最大25%低い、または最大20%低い範囲である。他の例では、ガソリン変換キットを使用して、ASTM D6079の修正版によるHFRRによって測定して、(いかなる添加剤も含まない非添加ベース燃料と比較して)約25〜約35パーセント低く、摩擦係数が改善される。他の手法では、(非添加燃料と比較して)摩擦係数低減は、少なくとも25%低い、少なくとも30%低い〜最大35%低い、または少なくとも30%低い範囲である。

0034

本明細書の潤滑性燃料添加剤混合物は、上記段落のうちのいずれかで論じる潤滑性添加剤混合物と組み合わせた少なくとも1つの洗剤パッケージまたはコア洗剤系などの、他の添加剤構成成分をさらに含み得る燃料添加剤パッケージまたは燃料添加剤組成物全体のうちの一部であり得る。一手法または一実施形態では、本明細書で論じる潤滑性添加剤混合物のうちのいずれかと共に使用され得る好適な洗剤パッケージは、特定の用途に必要な1つ以上の洗剤、担体、溶媒、および/または分散剤を含み得る。いくつかの手法では、1つ以上の洗剤は、(i)アルデヒドを含む長鎖脂肪族炭化水素置換フェノールまたはクレゾールとアミンとを縮合することによって形成された1つ以上のマンニッヒ反応生成物、(ii)そこに結合しているアミンまたはポリアミンを有する長鎖脂肪族炭化水素、(iii)燃料可溶性窒素含有塩、アミド、イミド、コハク酸イミド、イミダゾリン、エステル、および長鎖脂肪族炭化水素置換ジカルボン酸、またはそれらの無水物、またはそれらの混合物、(iv)ポリエーテルアミン、(v)四級アミンおよびその塩、および(vi)それらの組み合わせ、からなる群から選択され得る。含まれる場合、燃料が、燃料中に約35〜約75PTBの洗剤を含み得るように、燃料添加剤は、約20〜約40%の洗剤を含み得る。

0035

含まれる場合、担体または担体流体は、約200cSt(40℃で)以下の粘度を有し、かつ/または約90%超飽和の炭化水素油であり得る。他の担体流体または油としてはまた、限定されないが、1つ以上の液体ポリアルファオレフィンオリゴマー、液体ポリ(オキシアルキレン)化合物、液体アルコールおよび/またはポリオールポリアルケンポリエーテル、液体エステル、精製度の低い鉱物油、およびそれらの混合物を挙げることができる。液体担体としてはまた、1つ以上のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物を挙げることができる。一実施形態で利用され得る精製度の低い鉱物油補助担体としては、様々な石油原油から誘導され、任意の好適な様式で加工され、単独でまたは任意の他の好適な共担体と組み合わせて使用されるパラフィン系、ナフテン系およびアスファルト系油が挙げられる。含まれる場合、燃料が、燃料中に約5〜約70PTBの担体を含み得るように、燃料添加剤は、約5〜約30重量パーセントの担体を含み得る。

0036

本明細書で使用されるとき、用語「ヒドロカルビル基」または「ヒドロカルビル」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、分子の残りに直接結合した炭素原子を有し、主として炭化水素の特性を有する基を指す。ヒドロカルビル基の例としては、(1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキルシクロアルケニル)置換基、および芳香族−、脂肪族−、および脂環式−置換芳香族置換基、および環が分子の別の部分によって完成する(例えば、2つの置換基が一緒に脂環式ラジカルを形成する)環式置換基、(2)置換炭化水素置換基、すなわち、本明細書における説明の文脈において、主に炭化水素置換基(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシル、アルコキシメルカプトアルキルメルカプトニトロ、ニトロソ、アミノ、アルキルアミノ、およびスルホキシ)を変更しない、非炭化水素基を含有する置換基、(3)ヘテロ置換基、すなわち、本説明の文脈において、主に炭化水素の特徴を有しながら炭素原子で構成される環または鎖中に炭素以外を含有する置換基、が挙げられる。ヘテロ原子は、硫黄酸素、および窒素を含み、ピリジルフリルチエニル、およびイミダゾリルなどの置換基を包含する。一般に、ヒドロカルビル基中の炭素原子10個毎に2個以下、またはさらなる例として1個以下の非炭化水素置換基が存在し、いくつかの実施形態では、ヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基は存在しないであろう。

0037

本明細書で使用されるとき、用語「多量」は、組成物の総重量に対して50重量パーセント以上、例えば、約80〜約98重量パーセントの量を意味すると理解される。例えば、多量は、少なくとも50重量パーセント、少なくとも約60重量パーセント、少なくとも約70重量パーセント、または少なくとも約80重量パーセントかつ約98重量パーセント以下、90重量パーセント以下、80重量パーセント以下、または70重量パーセント以下の範囲の量であり得る。また、本明細書で使用されるとき、用語「少量」は、組成物の総重量に対して50重量パーセント未満の量を意味すると理解される。他の例では、少量は、少なくとも約0.1重量パーセント、少なくとも約1重量パーセント、少なくとも約10重量パーセント、または少なくとも約20重量パーセントかつ49重量パーセント以下、40重量パーセント以下、30重量パーセント以下、20重量パーセント以下、または10重量パーセント以下の範囲の量である。

0038

本明細書で使用されるとき、用語「オレフィンコポリマー」は、すべてのモノマーが少なくとも1つのオレフィン(炭素−炭素二重結合)を含む、2つ以上の異なる種類のモノマーからなるランダムおよび/またはブロックポリマーを指す。

0039

本開示の目的のために、化学元素はPeriodic Table of the Elements,CAS version,Handbook of Chemistry and Physics,75th Ed.に従って特定され、有機化学の一般原則は、“Organic Chemistry”, Thomas Sorrell, University Science Books,Sausolito:1999、および“March’s Advanced Organic Chemistry”,5th Ed.,Ed.:Smith,M.B. and March, J., John Wiley&Sons,New York:2001に記載され、これらの内容全体が参照により本明細書に援用される。

0040

明細書中で使用されるとき、用語「脂肪族」は、アルキル、アルケニル、アルキニルという用語を包含し、それらの各々は、以下に記載されるように任意に置換されている。

0041

本明細書で使用されるとき、「アルキル」基は、本明細書で他に特定されない限り、1〜12個(例えば、1〜8個、1〜6個、または1〜4個)の炭素原子を含有する飽和脂肪族炭化水素基を指す。アルキル基は、本明細書で他に示されない限り、直線状または分岐状であり得る。アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピルイソプロピルブチルイソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、n−ヘプチル、または2−エチルヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。アルキル基は、ハロ、ホスホ、脂環式[例えば、シクロアルキルまたはシクロアルケニル]、ヘテロ脂環式(heterocycloaliphatic)[例えば、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル]、アリールヘテロアリール、アルコキシ、アロイルヘテロアロイルアシル[例えば(脂肪族)カルボニル、(脂環式)カルボニル、または(ヘテロ脂環式)カルボニル]、ニトロ、シアノ、アミド[例えば(シクロアルキルアルキルカルボニルアミノアリールカルボニルアミノ、アラルキルカルボニルアミノ、(ヘテロシクロアルキル)カルボニルアミノ、(ヘテロシクロアルキルアルキル)カルボニルアミノ、ヘテロアリールカルボニルアミノ、ヘテロアラルキルカルボニルアミノ、アルキルアミノカルボニルシクロアルキルアミノカルボニル、ヘテロシクロアルキルアミノカルボニルアリールアミノカルボニル、またはヘテロアリールアミノカルボニル]、アミノ[例えば、脂肪族アミノ、脂環式アミノ、またはヘテロ脂環式アミノ]、スルホニル[例えば、脂肪族−SO2−]、スルフィニルスルファニル、スルホキシ、尿素チオ尿素スルファモイルスルファミドオキソカルボキシカルバモイル、脂環式オキシ、ヘテロ脂環式オキシ、アリールオキシヘテロアリールオキシアラルキルオキシ、ヘテロアリールアルコキシ、アルコキシカルボニルアルキルカルボニルオキシ、またはヒドロキシなどの1つ以上の置換基で置換することができる(すなわち、任意選択的に置換される)。限定されないが、置換アルキルのいくつかの例としては、カルボキシアルキル(例えば、HOOC−アルキル、アルコキシカルボニルアルキル、およびアルキルカルボニルオキシアルキル)、シアノアキルヒドロキシアルキルアルコキシアルキル、アシルアルキル、アラルキル、(アルコキシアリール)アルキル、(スルホニルアミノ)アルキル((アルキル−SO2−アミノ)アルキルなど)、アミノアルキルアミドアルキル、(脂環式)アルキル、またはハロアルキルが挙げられる。

0042

本明細書中で使用されるとき、「アルケニル」基とは、本明細書で他に特定されない限り、2〜8個(例えば、2〜12個、2〜6個、または2〜4個)の炭素原子、および少なくとも1つの二重結合を含有する脂肪族炭素基を指す。アルキル基のように、アルケニル基は、本明細書に他に示されない限り、直線状または分岐状であり得る。アルケニル基の例としては、アリル、イソプレニル、2−ブテニル、および2−ヘキセニルが挙げられるが、これらに限定されない。アルケニル基は、ハロ、ホスホ、脂環式[例えば、シクロアルキルまたはシクロアルケニル]、ヘテロ脂環式(heterocycloaliphatic)[例えば、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル]、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アロイル、ヘテロアロイル、アシル[例えば(脂肪族)カルボニル、(脂環式)カルボニル、または(ヘテロ脂環式)カルボニル]、ニトロ、シアノ、アミド[例えば(シクロアルキルアルキル)カルボニルアミノ、アリールカルボニルアミノ、アラルキルカルボニルアミノ、(ヘテロシクロアルキル)カルボニルアミノ、(ヘテロシクロアルキルアルキル)カルボニルアミノ、ヘテロアリールカルボニルアミノ、ヘテロアラルキルカルボニルアミノ、アルキルアミノカルボニル、シクロアルキルアミノカルボニル、ヘテロシクロアルキルアミノカルボニル、アリールアミノカルボニル、またはヘテロアリールアミノカルボニル]、アミノ[例えば、脂肪族アミノ、脂環式アミノ、ヘテロ脂環式アミノ、または脂肪族スルホニルアミノ]、スルホニル[例えば、アルキル−SO2−、脂環式−SO2、またはアリール−SO2−]、スルフィニル、スルファニル、スルホキシ、尿素、チオ尿素、スルファモイル、スルファミド、オキソ、カルボキシ、カルバモイル、脂環式オキシ、ヘテロ脂環式オキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アラルキルオキシ、ヘテロアラルコキシ(aralkoxy)、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、またはヒドロキシなどの1つ以上の置換基で任意選択的に置換することができる。限定されないが、置換アルケニルのいくつかの例としては、シアノアルケニル、アルコキシアルケニル、アシルアルケニル、ヒドロキシアルケニル、アラルケニル、(アルコキシアリール)アルケニル、(スルホニルアミノ)アルケニル((アルキル−SO2−アミノ)アルケニルなど)、アミノアルケニル、アミドアルケニル、(脂環式)アルケニル、またはハロアルケニルが含まれる。

0043

他の添加剤
開示の実施形態の添加剤および/または燃料組成物中には、1つ以上の任意選択的な化合物が存在し得る。例えば、添加剤および/または燃料は、従来の量のセタン価改善剤オクタン価改善剤、腐食防止剤低温流動性改善剤(CFPP添加剤)、流動点降下剤、溶媒、解乳化剤、潤滑性添加剤、摩擦調整剤、アミン安定剤、燃焼改善剤、洗剤、分散剤、酸化防止剤熱安定剤導電性改善剤、金属不活性化剤マーカー染料有機硝酸塩着火促進剤環式芳香族マンガントリカルボニル化合物、担体流体などを含有し得る。いくつかの態様では、本明細書に記載の組成物は、添加剤濃縮物の総重量に基づいて、約10重量パーセント以下、または他の態様では約5重量パーセント以下の上記添加剤のうちの1つ以上を含有し得る。同様に、燃料は、メタノールエタノールジアルキルエーテル、2−エチルヘキサノールなどの好適な量の従来の燃料ブレンド構成成分を含んでもよい。

0044

開示の実施形態のいくつかの態様では、脂肪族または脂環式基が飽和している脂肪族または脂環式硝酸塩を含み、最大約12個の炭素を含有する有機硝酸塩着火促進剤を使用し得る。使用され得る有機硝酸塩着火促進剤の例は、硝酸メチル硝酸エチル硝酸プロピル、硝酸イソプロピル、硝酸アリル、硝酸ブチル、硝酸イソブチル、硝酸sec−ブチル、硝酸tert−ブチル、硝酸アミル、硝酸イソアミル、硝酸2−アミル、硝酸3−アミル、硝酸ヘキシル、硝酸ヘプチル、硝酸2−ヘプチル、硝酸オクチル、硝酸イソオクチル、硝酸2−エチルヘキシル、硝酸ノニル、硝酸デシル、硝酸ウンデシル、硝酸ドデシル、硝酸シクロペンチル硝酸シクロヘキシル、硝酸メチルシクロヘキシル、硝酸シクロドデシル、硝酸2−エトキシエチル、2−(2−エトキシエトキシ)硝酸エチル、硝酸テトラヒドロフラニルなどである。かかる材料の混合物もまた、使用してもよい。

0045

本出願の組成物に有用な好適な任意選択的な金属不活性化剤の例は、その開示全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第US4,482,357号に開示されている。かかる金属不活性化剤としては、例えば、サリチリデン−o−アミノフェノール、ジサリチリデンエチレンジアミンジサリチリデンプロピレンジアミン、およびN、N´−ジサリチリデン−1,2−ジアミノプロパンが挙げられる。

0046

本出願の組成物に用いられ得る好適な任意選択的な環式芳香族マンガントリカルボニル化合物としては、例えば、シクロペンタジエニルマンガントリカルボニル、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルインデニルマンガントリカルボニル、およびエチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルが挙げられる。好適な環式芳香族マンガントリカルボニル化合物のさらに他の例は、これらの両方全体が参照により援用される、米国特許第US5,575,823号および同第3,015,668号に開示されている。

0047

他の市販の洗剤および/または添加剤を、本明細書に記載の反応生成物と組み合わせて使用してもよい。かかる洗剤としては、限定されないが、米国特許出願第13/450,638号に概ね記載のコハク酸イミド、マンニッヒ塩基洗剤、四級アンモニウム化合物ビスアミノトリアゾール洗剤、およびヒドロカルビル置換ジカルボン酸または無水物とアミノグアニジンとの反応生成物が挙げられ、米国特許出願第13/240,233号および同第13/454,697号に概ね記載の反応生成物が、1分子当たり1当量未満のアミノトリアゾール基を有する。

0048

上述の潤滑性添加剤混合物を含む本出願の添加剤、および本開示の燃料を配合するのに使用される任意の任意選択的な添加剤は、個々にまたは様々なサブコンビネーションでベース燃料にブレンドしてもよい。いくつかの実施形態では、本出願の添加剤構成成分は、添加剤濃縮物の形態にあると、成分の組み合わせによってもたらされる相互適合性および利便性がよいため、添加剤濃縮物を使用して同時に燃料にブレンドしてもよい。また、濃縮物の使用は、ブレンド時間を低減し、ブレンドエラーの可能性を下げることができる。

0049

ベース燃料
本出願の燃料は、ディーゼルエンジンジェットエンジン、またはガソリンエンジンの運転に適用可能であり得る。一手法では、本明細書の潤滑性添加剤混合物は、ディーゼルまたはガソリン、特にガソリンによく適している。一実施形態では、燃料はガソリンである。他の別の実施形態では、燃料はディーゼルである。燃料は、ありとあらゆる中間留分燃料ディーゼル燃料バイオ再生可能燃料、バイオディーゼル燃料脂肪酸アルキルエステルガス液化(GTL)燃料、ガソリン、ジェット燃料アルコールエーテル灯油低硫黄燃料フィッシャートロプシュ燃料液体石油ガスバンカー重油石炭液化(CTL)燃料、バイオマス液化(BTL)燃料、高アスファルテン燃料、石炭由来の燃料(天然炭、浄化炭、およびペットコークス)、遺伝子操作されたバイオ燃料および作物、およびそれらからの抽出物などの合成燃料、および天然ガスを挙げることができる。本明細書で使用される「バイオ再生可能燃料」は、石油以外の資源から誘導される任意の燃料を意味すると理解される。かかる資源としては、限定されないが、トウモロコシ、トウモロコシの実、大豆、および他の作物;スイッチグラスミカンサス、およびハイブリッドグラスなどの草;藻類海藻、植物の油;天然脂肪;およびそれらの混合物が挙げられる。一態様では、バイオ再生可能燃料は、1〜約5個の炭素原子を含むものなどのモノヒドロキシアルコールを含むことができる。好適なモノヒドロキシアルコールの非限定的な例としては、メタノール、エタノール、プロパノールn−ブタノールイソブタノールt−ブチルアルコールアミルアルコールイソアミルアルコール、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい燃料としては、ガソリン燃料が挙げられる。

0050

本明細書の燃料は、様々な内燃系またはエンジンでの使用に好適である。系またはエンジンとしては、定置型エンジン(例えば、発電設備ポンプ場などで使用されるエンジン)、および移動式エンジン(例えば、自動車トラック道路均す機器、軍用車両原動機として使用されるエンジン)の両方を挙げることができる。本明細書における燃焼系またはエンジンは、内燃エンジン、例えば限定されないが、アトキンソンサイクルエンジンロータリーエンジンスプレーガイド式ウォールガイド式、およびウォール/スプレーガイド式を組み合わせた直接噴射ガソリン(「DIG」または「GDI」)エンジン、ターボチャージャーDIGエンジン、スーパーチャージャーDIGエンジン、均質燃焼DIGエンジン、均質/層状(stratified)DIGエンジン、噴射による複数の燃料パルス能力を有するピエゾ噴射器を装備したDIGエンジン、EGRを有するDIGエンジン、リーンNOxトラップを有するDIGエンジン、リーンNOx触媒を有するDIGエンジン、SN−CRNOx制御を有するDIGエンジン、NOx制御のための排気ディーゼル燃料アフター噴射ポスト燃焼)を有するDIGエンジン、フレックス燃料(例えば、ガソリン、エタノール、メタノール、バイオ燃料、合成燃料、天然ガス、液化石油ガスLPG)、およびそれらの混合物)運転用に装備されたDIGエンジンを意味する。処理系後排気する先進の能力の有無にかかわらず、ターボチャージャーの有無にかかわらず、スーパーチャージャーの有無にかかわらず、組み合わせたスーパーチャージャー/ターボチャージャーの有無にかかわらず、燃焼および排出の改善のための添加剤を供給する能力を搭載するかしないかにかかわらず、および可変バルブイミングの有無にかかわらず、従来および先進のポート燃料噴射内燃エンジンもまた、挙げられる。さらに、ガソリン燃料噴射の予混合圧縮着火(HCCI)エンジン、ディーゼルHCCIエンジン、2ストロークエンジンディーゼル燃料エンジン、ガソリン燃料エンジン、定置発電機、ガソリンおよびディーゼルHCCI、スーパーチャージャー、ターボチャージャー、ガソリンおよびディーゼル直接噴射エンジン、可変バルブタイミングが可能なエンジン、リーンバーンエンジンシリンダー不活性化が可能なエンジン、または任意の他の内燃エンジンが挙げられる。燃焼系のなおさらなる例としては、ハイブリッド車両内で電気モータと組み合わせた上に列挙した系のうちのいずれかが挙げられる。

0051

以下の実施例は、本開示の例示的な実施形態または手法の例である。これらの実施例、および本開示の他の場所では、すべての比、部、および百分率は、他に示されない限り重量による。これらの実施例は説明の目的のためのみに提示されていることを意図しており、本明細書に開示の本発明の範囲を限定することを意図しない。

0052

PCSinstruments(London,UK)から入手可能なガソリン変換キットを使用して、ASTMD6079の修正版に従い、高周波往復動リグ(HFRR)を使用して市販のTier3 E10ガソリン内で、様々な個々の潤滑性添加剤および潤滑性添加剤混合物の摩耗痕および摩擦係数を評価する実験を行った。ガソリン変換キットと共にHFRRを使用するための手順は、参照により本明細書に援用される、The Lubricity of Gasoline、D.P. Wei、H.A. Spikes&S.Koreck、Tribology Transactions、42:4 813−823(1999)に提供されている。

0053

この実験では、まず、E10ガソリンを実験して、添加剤なしの摩耗痕および摩擦係数のベースラインを決定した。次いで、様々な比較用および本発明の潤滑性添加剤および潤滑性添加剤混合物を、以下の表1に示されるように評価した。潤滑性比は、中性潤滑性添加剤(この場合はC8−ASA−NH)をモノ酸潤滑性添加剤(この場合はオレイン酸)で割ったものであった。

0054

0055

以下の表2は、オレイン酸(線状モノカルボン酸)とC8−ASA−NH(C8ヒドロカルビルアンモニアコハク酸イミドの形態の中性潤滑性添加剤)との未反応の組み合わせを含む、本発明の潤滑性添加剤混合物(実験4〜9)の予想外の相乗的利益を実証している。相乗的効果は、予測された摩耗痕と測定された摩耗痕とを比較することによって証明した。予測された摩耗痕は、各添加剤(すなわち、実験2または3)の個々の摩耗痕および各添加剤の個々の重量パーセントに基づいて計算し、合計した(すなわち、例えば、実験4の予測された摩耗痕は、次のように決定した:0.6/3.6(545)+3.0/3.6(671)=650)。予測された摩耗痕は、各個々の添加剤の処理量に基づくE10ガソリン中の潤滑性添加剤の組み合わせの予想される結果を表している。測定された摩耗痕が予想された結果よりも良好であった(すなわち、より低い)ので、以下の表2の相乗的改善によって示されるように、予想外の相乗的利益が本発明の試料によって提供された。

0056

0057

上記の表2に示されるように、オレイン酸とC8−ASA−NHとの本発明の混合物(3.6PTBの組み合わせ処理量および約0.2〜約5の範囲の潤滑性重量比)は各々、予想または予測された摩耗痕をはるかに超えた予想外に良好な(すなわち、より低い)摩耗痕を達成した。この相乗的効果はさらに、図1のグラフに示されており、測定された摩耗痕曲線は、試験された試料の予測された摩耗痕線よりも低い。より少ない摩耗痕が、より良好である。以下の表3は、摩擦係数における同様の相乗的改善を示している。摩擦係数におけるこの予想外の相乗的改善はまた、図2のグラフに示されており、同様の相乗的曲線は、予測された摩擦係数曲線より下の測定された摩擦係数曲線を示している。

0058

0059

実施例1の中性潤滑性添加剤および線状モノ酸潤滑性添加剤を使用して、E10代替燃料中でのフィルム形成性に関して、比較および本発明の潤滑性添加剤および潤滑性添加剤混合物の能力を測定するためのさらなる評価を行った。評価は、水晶振動子マイクロバランス(QCM)を使用して行った。

0060

これらの実験では、QCM評価は、Biolin Scientific製Q−Sense QCM−D機器で実施した。機器(Biolin Part No.QSX304)には、Biolin Scientific製ステンレス鋼SS2343コーティングセンサディスク(バッチ17E161)を使用した。E10代替燃料は、約90%HPLCグレードのイソオクタン、および約10%無水エタノール(ACS試薬グレード99.5+%)であり、ヘリウム脱気した。実施例1のオレイン酸とコハク酸イミドとを異なる比で添加したE10代替燃料をベースラインとしてそれ自体で、約150μL/分の流速で実験した。吸着実験は、センサディスクをE10代替燃料で約10分間平衡化することによって実施した。実験を開始し、E10代替燃料のベースラインを約2分間収集した。次いで、E10代替燃料を表4の添加剤入り燃料と交換し、吸着データをおよそ30分間収集した。吸着質量および散逸は、添加剤入り燃料を導入25分後に決定した(この時点で、フィルムは表面と平衡吸着に達した)。

0061

圧電効果は、QCM試験プロトコルが基づく基本原理である。試験では、ATカット水晶センサディスク電位印加した。ATカットにより、水晶ディスクは広い温度範囲にわたって繰り返し可能な周波数振動する。水晶センサディスクの片側面を金電極でコーティングして、電流を水晶に通過させた。ディスクの他方の側面、すなわち試験側面は、異なる材料でコーティングし、この実施例の試験では、ステンレス鋼2343であった。ディスクの試験側面は、流体がディスクを通過できるように取り付けた。QCM機器付随する蠕動ポンプで、試料容器からセンサディスクを収容する試験セルを通して廃液容器に流体を引き込んだ。流体がセンサディスクの試験側面上に引かれると、いずれかの表面活性構成成分が表面に吸着する。この質量変化周波数変化を引き起こし、これをQCM機器によって記録する。QCM機器上に提供されるソフトウェアによって完成されるSauerbreyの等式を適用することにより、この周波数変化を質量の変化に変換した。QCMによって提供される別の測定は散逸であり、これはディスクへの電位が一時的に遮断されたときのエネルギー損失の割合を測定する。ディスクを駆動している電位を遮断すると、その振動周波数減衰を引き起こすであろう。表面に付着した異なる種類の分子の存在は、振動周波数の減衰率、したがって散逸値に影響を与え得る。散逸値は、表面に吸着したフィルムの種類および特性に関する情報を提供する。

0062

この実験では、実施例1からの試料を、QCMプロトコルを使用し、以下の表4に示されるように、図3および4にも示されるように評価した。

0063

0064

実施例1と同様に、本発明の試料(実験11〜15)の相乗的利益を、実施例1の予測された結果と同様に計算した予測されたフィルム被覆および散逸と比較した。この相乗的効果は、以下の表5、および図3および図4に示されている。

0065

0066

本発明の試料はすべて、予想よりも厚いフィルム被覆および予想よりも高い散逸を有し、これは混合物がより良好な潤滑性を提供することの証拠である。

0067

オレイン酸またはトール油脂肪酸のいずれかの線状モノ酸潤滑性添加剤を使用することを除いて、実施例1と同一の手順を用いて摩耗痕および摩擦係数を評価した。この実施例のための中性潤滑性添加剤(Afton HiTEC(登録商標)4897)は、主にC16〜C18アンモニア性コハク酸イミドを含むオレフィンアンモニア性コハク酸イミドであった。結果を以下の表6に示す。潤滑性比は、中性潤滑性添加剤を酸性潤滑性添加剤(オレイン酸またはTOFAのいずれか)で割ったものである。

0068

0069

本発明の実験21は、はるかに高レベルのオレイン酸を使用した比較実験20と同様の摩耗痕および摩擦係数を達成したので、相乗的利益を証明した。すなわち、本発明の試料21は、比較試験20よりも約78%少ない燃料試料中の酸で、かかる結果を達成した。本発明の試料24は、より酸性度の低い添加剤を使用して同様の相乗的改善を実証した。

0070

実施例1の手順により、洗剤、担体、溶媒、および分散剤を含む洗剤添加剤パッケージで摩耗痕および摩擦係数も評価した。各実験では、約37.9PTBの同じ洗剤パッケージを評価に使用した。結果を以下の表7に示す。潤滑性添加剤混合物を洗剤添加剤パッケージと組み合わせると、試料はより高い酸レベルを有する試料に匹敵する結果を達成したので、本発明の試料(実験31および34)は依然として平均摩耗痕および摩擦係数において相乗的改善を呈した。

0071

0072

実施例3での試験と同様に、本発明の混合物31および34は、各試料が、はるかに高いレベルの酸を有する試料に匹敵する摩耗痕および摩擦係数を達成したので、相乗的な改善を実証した。

0073

この実施例は、実施例1に記載のHFFRガソリン変換キットを使用するASTMD6079の修正版により、本明細書の潤滑性添加剤混合物を含むおよび含まない市販のTier3ガソリンでの摩耗痕および摩擦係数を評価することにより、中性潤滑性添加剤と組み合わせた線状モノ酸潤滑酸の塩の相乗的効果を評価した。ガソリンでの比較および本発明の燃料添加剤は、95PTBまたは180PTBのいずれかの処理量を評価した。比較添加剤は、実施例3に記載のC16〜C18アンモニア性コハク酸イミドの中性潤滑性添加剤(Afton HiTEC(登録商標)4897)のみと、洗剤、担体流体、溶媒、および分散剤のコア構成成分とを含んだ。本発明の添加剤は、同じコア構成成分(洗剤、担体流体、溶媒、および分散剤)、同じ中性潤滑性添加剤(Afton HiTEC(登録商標)4897)、およびオレイン酸の塩を提供するDuomeen TDO(Akzo Nobel)を含んだ。95PTBの添加剤処理量での本発明の試料は、燃料中に中性潤滑性添加剤とオレイン酸塩との約4.92PTBの組み合わせを含み、180PTBの添加剤処理量での本発明の試料は、燃料中に中性潤滑性添加剤とオレイン酸塩との約9.324PTBの組み合わせを含み、各場合、それぞれの添加剤パッケージの約5.2重量パーセントであった。両方の本発明の試料は、約27.8の潤滑剤重量比(すなわち、やはり中性潤滑性添加剤の量をモノ酸潤滑性添加剤で割ったもの)を有する。

0074

この試験の結果を以下の表8に提供し、E10燃料の2つの異なるバッチを示している(実験35〜38は1つのバッチの燃料であり、実験39〜42は異なるバッチの燃料である)。添加剤なしのベース燃料の摩耗痕は約750ミクロンであり、添加剤なしのベース燃料の摩擦係数は約0.435であった。

0075

0076

潤滑剤内で本明細書の潤滑性添加剤を使用してさらなる実験を行い、境界摩擦係数を測定するためにミニトラクションマシンMTM)で試験した。結果を以下の表9に示す。この評価は、5W30GF5潤滑剤(実験43)、中性潤滑性添加剤(実施例3のC16〜C18アンモニアコハク酸イミド−Afton HiTEC(登録商標)4897)のみと組み合わせた洗剤ベースパッケージ(すなわち、洗剤、担体流体、溶媒、および分散剤)を含む5W30GF5潤滑剤(実験44)、および洗剤ベースパッケージ(すなわち、洗剤、担体流体、溶媒、および分散剤)、中性潤滑性添加剤(実施例3のC16〜C18アンモニアコハク酸イミド−Afton HiTEC(登録商標)4897)、および線状モノカルボン酸の塩(Akzo NobelからDuomeen TDOによって提供されるオレイン酸塩)を含む5W30 GF5潤滑剤(実験45)を含む本発明の添加剤の境界摩擦を測定した。報告された境界摩擦係数は、2回の実験の平均であり、以下の表9に示される。

0077

ミニトラクションマシン(「MTM」−PCSInstruments)は、潤滑剤の摩擦係数および耐摩耗性フィルム厚を測定するベンチ潤滑剤試験装置である。この実施例に使用したMTMの試験条件は、次のとおりである:125℃で71N(1.25Gpa)の負荷での最初の7回のスキャン、続いて125℃で31N(0.82GPA)の負荷での3回のスキャンを記録した。50%の滑り度比を使用した。最後の3回のスキャンを平均し、値を本明細書に報告した。これらの条件は、非常に良好な再現性および再生産性を生じることが見出された。

0078

エンジン潤滑プロセスにおいて、オイルは3つの潤滑形式弾性流体力学的な潤滑、遷移的な(混合)潤滑、境界潤滑網羅する。最も便利には、潤滑系における弾性流体力学的、遷移的、および境界潤滑領域は、いわゆるストライベック曲線を参照することによって理解される。ストライベック曲線は、動作パラメータによって摩擦係数がどのように変動するかを示すプロットを表している。通常、平均速度はx軸に、摩擦係数はy軸にプロットされる。比較的低い速度では、境界摩擦形式でより高い摩擦係数をもたらす。弾性流体力学的潤滑は高速領域で見られ、エンジン内の可動構成部品を分離する薄い潤滑剤フィルムの形成に起因するはるかに低い摩擦係数を特徴とする。混合または遷移的な潤滑領域は、境界潤滑と弾性流体力学的潤滑との間にある。遷移的な領域では、厳しい接触が起こり始め、境界領域で最大に達すると考えられている。潤滑剤のMTM評価は、3つの潤滑領域を網羅する7つの異なる個々のMTM速度で決定した。速度および潤滑領域は、以下の通りであった。

0079

[表]

0080

0081

燃料の摩耗および摩擦のデータと同様に、本発明の潤滑性添加剤混合物(実験45)は、高いレベルの個々の添加剤を含む実験44よりも低い境界摩擦係数を提供するので、相乗的効果を実証している。

0082

本明細書およ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」、および「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する。したがって、例えば、「抗酸化剤」への言及は、2つ以上の異なる抗酸化剤を含む。本明細書で使用されるとき、用語「含む」およ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または追加され得る他の同様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。

0083

本明細書および添付の特許請求の範囲の目的のために、他に示されない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される量、百分率または割合、および他の数値を表すすべての数字は、すべての場合において用語「約」によって修飾されると理解される。したがって、そうでないと示されない限り、次の明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメータは、本開示によって得られることが求められる所望の特性に応じて変動し得る近似値である。最低限、特許請求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およ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。

0084

本明細書に開示される各構成成分、化合物、置換基、またはパラメータは、単独で、または本明細書に開示される各々およびすべての他の構成成分、化合物、置換基、もしくはパラメータのうちの1つ以上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。

0085

本明細書に開示される各範囲は、同じ有効桁の数字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さらに理解されたい。よって、例えば、1〜4の範囲は、1、2、3、および4の値の、およびかかる値のいずれかの範囲の明確な開示として解釈されるべきである。

0086

本明細書に開示される各範囲の各下限は、同じ構成成分、化合物、置換基、また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およ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さらに理解されたい。よって、本開示は、各範囲の各下限を各範囲の各上限と、または各範囲内の各特定値と組み合わせることによって、また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誘導されるすべての範囲の開示として解釈されるべきである。すなわち、広い範囲内の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。

0087

さらに、本明細書または実施例において開示される構成成分、化合物、置換基、またはパラメータの特定量/値は、範囲の下限または上限のいずれかの開示として解釈されるべきであり、よって、本出願の他の個所で開示される同じ構成成分、化合物、置換基、またはパラメータについての範囲または特定量/値のいずれかの他の下限または上限と組み合わせて、その構成成分、化合物、置換基、またはパラメータについての範囲を形成することができる。

実施例

0088

特定の実施形態について説明してきたが、出願人または他の当業者にとって現在予想されていない、または現在予想することができない代替、修正、変形、改善、および実質的な同等物が現れ得る。したがって、出願された、修正され得る添付の特許請求の範囲は、かかるすべての代替、修正、変形、改善、および実質的な同等物を包含することを意図している。

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