JP2000053988A - カルボン酸組成物およびその誘導体とその潤滑油および燃料添加剤としての使用 - Google Patents

カルボン酸組成物およびその誘導体とその潤滑油および燃料添加剤としての使用

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ケイ. プデルスキ ジョン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑剤に対して低温での特性に悪影響を与え
ることなく、100℃での粘度に改良を提供するカルボ
ン酸組成物およびその誘導体の混合物を提供すること。 【解決手段】 ポリオレフィンおよびターポリマーと、
同時に、または任意の順序で独立して、次式の化合物か
らなる群より選択される、少なくとも1つのカルボン酸
反応物とを反応させることにより調製される、炭化水素
置換カルボン酸アシル化剤およびその反応性原料を含有
するカルボン酸組成物: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、およびnは0または1である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカルボン酸およびそ
の誘導体に関し、そして潤滑油および燃料添加物調製の
ための中間体としてのそれらの使用、ならびに潤滑油ま
たは燃料の性能改良添加剤(performance
improving additives)の挙動に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、潤滑油の粘度、特に鉱油ベー
ス潤滑油の粘度は温度に依存する。油の温度が上昇する
と、粘度は普通減少する。
【0003】増粘剤の機能は、温度が上昇するにつれて
粘度の減少範囲を減じさせるか、または温度が下降した
際に粘度の増加範囲を減じさせるか、またはその両方で
ある。従って、増粘剤は、それを含む油の温度変化に伴
う粘度変化を改良する。その油の流動特性が改良され
る。
【0004】潤滑油組成物および燃料組成物を改良する
ために、非常に多くのタイプの添加物が用いられてい
る。このような添加剤には、無灰分型および灰分含有型
の分散剤および界面活性剤、酸化防止剤、耐磨耗添加
剤、摩擦調整剤などが挙げられるが、これらに必ずしも
限定されない。このような物質は、当該技術分野で周知
であり、多くの出版物、例えばSmalheerら「L
ubricant Additives」,Leziu
s−Hiles Co.,Cleveland,OH,
USA(1967);M.W.Ranney編集,「L
ubricantAdditives」,Noyes
Data Corp.,Park Ridge,NJ,
USA(1973);M.J.Satriana,編
集,「Synthetic Oils and Lub
ricant Additives,Advances
since 1977」,Noyes Data C
orp.,Park Ridge,NJ,USA(19
82),W.C.Gergel,「Lubricant
Additive Chemistry」,Publ
ication 694−320−65R1 of T
he LubrizolCorp.,Wickliff
e,OH,USA(1994);およびW.C.Ger
gelら「Lubrication Theory a
nd Practice」,Publication
794−320−59R3 of The Lubri
zol Corp.,Wickliffe,OH,US
A(1994);および非常に多くの米国特許、例え
ば、Chamberlin,IIIの米国特許第4,3
26,972号、Schroeckらの米国特許第4,
904,401号、Blystoneらの米国特許第
5,356,546号およびRippleらの米国特許
第4,981,602号に記載されている。このような
添加剤の多くは、しばしばカルボン酸反応物(例えば、
酸、エステル、無水物、ラクトンなど)から由来する。
潤滑油添加剤を調製するための中間体として一般的に用
いられるカルボン酸化合物の特定の例には、アルキル置
換コハク酸およびアルケニル置換コハク酸およびそれら
の無水物、ポリオレフィン置換カルボン酸、芳香族酸
(例えば、サリチル酸)などが包含される。カルボン酸
化合物の説明は、Meinhardtらの米国特許第
4,234,435号;Normanらの米国特許第
3,172,872号;LeSuerらの米国特許第
3,454,607号およびRenseの米国特許第
3,215,707号に記載されている。
【0005】分散剤は潤滑剤分野において周知である。
分散剤は、特に機械的なデバイス(内燃機関、自動変速
機など)の操作間に形成される不純物を、潤滑部表面に
スラッジまたは他の堆積物として堆積させるのではな
く、懸濁液として保持するために潤滑剤において用いら
れる。
【0006】従来の分散剤は、高温(例えば、100
℃)での粘度を改良させるには貢献が不十分である。従
来の分散剤とポリマー増粘剤との混合物はしばしば使用
されるが、このような組み合わせはコストがかかり、か
つ低温粘度性能に対して悪影響を与え得る。
【0007】油に、分散および粘度の両方を改良する特
性を提供する分散剤−増粘剤は、周知である。
【0008】本明細書中以下でより詳細に述べるよう
に、カルボン酸組成物およびその誘導体の混合物が潤滑
剤に対して低温での特性に悪影響を与えることなく、1
00℃での粘度に改良を提供することがここで見出され
ている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、潤滑
剤に対して低温での特性に悪影響を与えることなく、1
00℃での粘度に改良を提供するカルボン酸組成物およ
びその誘導体の混合物を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオレフィ
ンおよびターポリマーと、同時に、または任意の順序で
独立して、次式の化合物からなる群より選択される、少
なくとも1つのカルボン酸反応物とを反応させることに
より調製される、炭化水素置換カルボン酸アシル化剤お
よびその反応性原料を含有するカルボン酸組成物であ
る: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、およびnは0または1である。そのことにより、上
記目的が達成される。
【0011】1つの実施態様において、上記カルボン酸
組成物は炭化水素置換カルボン酸アシル化剤の混合物で
あり、該混合物は(A)および(B)を含有し、(A)
ポリオレフィン置換カルボン酸アシル化剤;および
(B)ターポリマー置換カルボン酸アシル化剤;ここで
(A)は少なくとも1つのポリオレフィンを、そして
(B)は少なくとも1つのターポリマーを;それぞれ独
立して少なくとも1つのカルボン酸反応物と反応させる
ことにより調製される。
【0012】1つの実施態様において、上記カルボン酸
組成物は上記ポリオレフィンおよび上記ターポリマー
を、少なくとも1つのカルボン酸反応物と同時に反応さ
せることにより調製される上記カルボン酸アシル化剤で
ある。
【0013】1つの実施態様において、上記カルボン酸
組成物は上記ポリオレフィンと少なくとも1つの上記カ
ルボン酸反応物を反応させ、次に少なくとも1つの上記
ターポリマーおよび任意の追加的なカルボン酸反応物を
該反応混合物に添加し、その後該混合物を反応させるこ
とにより調製された上記カルボン酸アシル化剤である。
【0014】1つの実施態様において、上記ポリオレフ
ィンは、約300〜約20,000の範囲のMnを有
し、C2-28オレフィンおよびその混合物から誘導され
る。
【0015】1つの実施態様において、上記ポリオレフ
ィンは、約300〜約10,000の範囲のMnを有
し、エチレン含量が約25〜約75重量%の範囲である
エチレン−プロピレンコポリマーである。
【0016】1つの実施態様において、上記ポリオレフ
ィンは、約300〜約5,000の範囲のMnを有する
ポリイソブチレンであり、ここで少なくとも約30%の
鎖が末端ビニリデン基を有する。
【0017】1つの実施態様において、上記ターポリマ
ーは、エチレン、C3-28オレフィンおよび非共役ポリエ
ンを含有するモノマー混合物から誘導されるターポリマ
ーを含み、該ターポリマーは、約1,000〜約15,
000の範囲のMnを有する。
【0018】1つの実施態様において、上記モノマー混
合物は、約25重量%〜約85重量%のエチレン、プロ
ピレンを含有し、かつ、ジシクロペンタジエンおよびア
ルキリデンノルボルネンからなる群より選択される、少
なくとも1つの非共役ジエンを約0.5重量%〜約15
重量%含有する。
【0019】1つの実施態様において、少なくとも1つ
のカルボン酸反応物(IV)またはそれらの反応性原料
は、グリオキシル酸、その水和物および次式の化合物か
らなる群より選択され、
【0020】
【化2】
【0021】ここで、各R3およびR5およびR9は独立
してHまたはヒドロカルビル基であり、R4は2価のヒ
ドロカルビレン基であり、そしてnは0または1であ
る。
【0022】1つの実施態様において、化合物(V)は
低級アルキルグリオキシレート、低級アルキルヘミアセ
タールである。
【0023】本発明はまた、少なくとも1つのポリオレ
フィン、および少なくとも1つのターポリマーを、それ
ぞれ独立して、次式の化合物からなる群より選択され
る、少なくとも1つのカルボン酸反応物およびその反応
性原料と反応させることにより得られたカルボン酸アシ
ル化剤を共に混合する工程を包含する、カルボン酸組成
物を調製する方法である: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、そしてnは0または1である。
【0024】1つの実施態様において、上記ポリオレフ
ィンおよび上記ターポリマーのそれぞれは独立して、そ
れぞれ該ポリオレフィンおよび該ターポリマーの炭素対
炭素の二重結合当量あたり、約0.8〜約1.5モルの
カルボン酸反応物と反応する。
【0025】本発明はまた、ポリオレフィンおよびター
ポリマーの混合物を、次式の化合物およびその反応性原
料からなる群より選択される、少なくとも1つのカルボ
ン酸反応物と反応させる工程を包含する、カルボン酸組
成物を調製する方法である: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、そしてnは0または1である。
【0026】本発明はまた、ポリオレフィンと次式の化
合物およびその反応性原料からなる群より選択される、
少なくとも1つのカルボン酸反応物とを反応させる工
程: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、そしてnは0または1である;次に、少なくとも1
つのターポリマー、および任意の追加のカルボン酸反応
物を該反応混合物に添加する工程;その後該混合物を反
応させる工程、を包含する、カルボン酸組成物を調製す
る方法である。
【0027】本発明はまた、上記いずれかのカルボン酸
組成物を以下からなる群より選択される少なくとも1つ
の反応物とさらに反応させたものを含む、潤滑油の増粘
分散剤として有用な組成物である:(1)アミンであっ
て、その構造内に少なくとも1つのHN<基が存在する
ことにより特徴づけられる、アミン;(2)アルコー
ル;(3)反応性金属または反応性金属化合物;および
(4)(1)から(3)の2つ以上の混合物;(4)の
成分は、該カルボン酸組成物と、同時にまたは任意の順
序で連続して反応させる。
【0028】1つの実施態様において、上記方法は、上
記カルボン酸組成物を以下からなる群より選択される少
なくとも1つの反応物とさらに反応させる工程を包含す
る:(1)アミンであって、その構造内に少なくとも1
つのHN<基が存在することにより特徴づけられる、ア
ミン;(2)アルコール;(3)反応性金属または反応
性金属化合物;および(4)(1)から(3)の2つ以
上の混合物;(4)の成分は、該カルボン酸組成物と、
同時にまたは任意の順序で連続して反応させる。
【0029】1つの実施態様において、上記ポリオレフ
ィンは、少なくとも鎖の約30%が末端ビニリデン基を
有するポリイソブチレンであり、上記ターポリマーはエ
チレン−プロピレン非共役ジエンターポリマーであり、
上記カルボン酸反応物(IV)またはその反応性原料
は、グリオキシル酸、グリオキシル酸一水和物および低
級アルキルグリオキシレート、低級アルキルヘミアセタ
ールからなる群より選択され、そして上記アミンはエチ
レンポリアミンである。
【0030】本発明はまた、上記いずれかのカルボン酸
組成物を約10〜80重量%含有し、および実質的に不
活性な有機希釈剤を20〜90重量%含有する、添加剤
濃縮物である。
【0031】本発明はまた、主要量の潤滑粘性を有する
油、ならびに少量の上記いずれかのカルボン酸組成物を
含有する、潤滑油組成物である。
【0032】本発明はまた、主要量の通常液体の燃料、
ならびに少量の上記いずれかの組成物を含有する、燃料
組成物である。
【0033】本発明は、炭化水素置換カルボン酸アシル
化剤を含有するカルボン酸組成物に関し、この組成物
は、必要に応じて酸性触媒の存在下、ポリオレフィンお
よびターポリマーと同時に、または任意の順序で個別
に、次式の化合物およびその反応性原料からなる群より
選択される、少なくとも1つのカルボン酸反応物との反
応により調製され、 R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカルビ
ル基であり、R4は二価のヒドロカルビレン基であり、
そしてnは0または1である。
【0034】他の実施態様において、本発明は前述のカ
ルボン酸組成物の誘導体に関し、これは以下の1つ以上
を有する(1)アミンであって、その構造内に少なくと
も1つのHN<基が存在することにより特徴づけられ
る、アミン;(2)アルコール;(3)反応性金属また
は反応性金属化合物;および(4)(1)から(3)の
2種類以上の混合物;ここで、(4)の成分はカルボン
酸アシル化剤の混合物と同時に、または任意の順序で連
続的に反応させられる。
【0035】これらの組成物および潤滑油を含む添加剤
濃縮物ならびに燃料組成物もまた意図される。
【0036】
【発明の実施の形態】本明細書中で使用する、用語「炭
化水素」、「ヒドロカルビル」または「炭化水素ベー
ス」は、本発明の文脈中で主に炭化水素特性を有すると
述べられた基を意味する。これらには事実上純粋な炭化
水素である基(すなわち、それらは炭素と水素のみを含
有する)が包含される。それらにはまた、主として基の
炭化水素特性を変更しない置換基または原子を含む基が
包含され得る。このような置換基はハロ−、アルコキシ
−、ニトロ−などを包含し得る。これらの基はまたヘテ
ロ原子を包含し得る。適切なヘテロ原子は当業者に明ら
かであり、例えば、硫黄、窒素および酸素を包含するこ
とは明らかである。従って、本発明の文脈中での炭化水
素的な特性は主としてそのままである一方、それらの基
は別の鎖上または環上に存在する炭素以外の原子か、さ
もなくば炭素原子から構成される。
【0037】一般的に、約3個以下、好ましくは1個以
下の非炭化水素置換基またはヘテロ原子が、炭化水素ま
たは炭化水素ベースの基中の10個の炭素原子毎に存在
する。最も好ましくは、この基は事実上純粋な炭化水素
の基である(すなわち、それらは本質的に炭素および水
素以外の原子を含まない)。
【0038】本明細書および特許請求の範囲を通じて、
油溶性または分散性という表現が使用されている。油溶
性または分散性とは、活性または性能の所望のレベルを
提供するための必要量が、潤滑粘性のある油中に溶解す
る、分散するまたは懸濁することにより配合され得るこ
とを意味する。通常、これは、少なくとも約0.001
重量%の物質が潤滑油組成物に配合され得ることを意味
する。油溶性および分散性、特に「安定分散性」の用語
の更なる議論のために、米国特許第4,320,019
号を、この点について関連する教示について、本明細書
中で特に参考として援用する。
【0039】本明細書中および添付した特許請求の範囲
中で使用する単数形はまた、文脈が明らかに他を指示す
るのでない限り、複数形も包含することに留意すべきで
ある。従って、単数形「a」、「an」および「th
e」は複数形も包含する;例えば、「a monome
r」は同型のモノマーの混合物を含む。他の例の場合、
単数形「monomer」は、文脈が明らかに他を指示
しているのでない限り、単数形および複数形の両方を包
含することを意図する。
【0040】本発明の文脈において、用語「コポリマ
ー」は、2つ以上の異なるモノマーから誘導されるポリ
マーを意味する。従って、例えばエチレンおよびプロピ
レンの混合物から誘導されるポリマーは本明細書中で定
義されるようなコポリマーである。
【0041】(カルボン酸組成物)本発明のカルボン酸
組成物は、炭化水素置換カルボン酸アシル化剤を含有
し、この炭化水素置換カルボン酸アシル化剤は、必要に
応じて酸性触媒の存在下、ポリオレフィンおよびターポ
リマーと同時に、または任意の順序で連続的に、次式の
化合物およびその反応性原料からなる群より選択される
少なくとも1つのカルボン酸反応物とを反応させる工程
により調製され、 R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
ビル基であり、R4は二価のヒドロカルビレン基であ
り、そしてnは0または1である。
【0042】(ポリオレフィン)カルボン酸アシル化剤
(A)が誘導されるポリオレフィンは、典型的には、2
から約28の炭素原子を含むオレフィンおよびその混合
物から誘導され、さらにしばしば2から約10の炭素原
子を有するオレフィンの単独重合物または相互重合(i
nterpolymerized)物に由来する。典型
的に、オレフィンはαオレフィンである。ポリオレフィ
ンは通常約300から約20,000、しばしば約1
0,000まで、好ましくは約300から約5000ま
で、しばしば約700から約5,000まで、頻繁には
約2,500までの範囲の数平均分子量(Mn)を有す
る。
【0043】好ましい1実施態様では、ポリオレフィン
はポリブテン、すなわち、C4オレフィン(1−ブテン、
2−ブテンおよびイソブチレンを含めて)の重合体から
誘導される。イソブチレンから誘導されるもの(すなわ
ち、ポリイソブチレン)は、特に好ましい。他の好まし
い実施態様では、ポリオレフィンはポリプロピレンに由
来する。他の好ましい実施態様では、ポリオレフィン
は、エチレン−αオレフィンポリマー、特にエチレン−
プロピレンポリマーである。このようなポリマーの分子
量は、広範囲にわたって変えられ得るが、約300〜約
20,000、好ましくは、300〜約10,000、
しばしば700〜約5,000、とりわけ約2,500
までの範囲の数平均分子量(Mn)を有するものが、特
に好ましい。
【0044】ポリブテンの好ましい原料は、ルイス酸触
媒(例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ
素)の存在下、35〜75重量%のブテン含有量および
15〜60重量%のイソブチレン含有量を有するC4
製流の重合により得られるものである。これらポリブテ
ンは主として(全繰り返し単位の80%以上)以下の立
体配置のイソブチレン繰り返し単位を含む。
【0045】
【化3】
【0046】これらのポリブテンは典型的にモノオレフ
ィン性であり、すなわちそれらは1分子当たり1つのみ
のオレフィン結合を含む。
【0047】オレフィン性化合物は異性体の混合物を含
むポリオレフィンであり得、ここで約50%〜約65%
は三置換オレフィンであり、ここで1つの置換基が2〜
約500個の炭素原子を含み、しばしば約30〜約20
0個の炭素原子を含み、さらにしばしば約50〜約10
0個の炭素原子を含み、通常脂肪族炭素原子であり、そ
してその他の2つの置換基は低級アルキルである。
【0048】オレフィンが三置換オレフィンである場
合、それはしばしばシス体およびトランス体の1−低級
アルキル−1−(30〜約100個の炭素原子を含む脂
肪族ヒドロカルビル)−2−低級アルキルエテンと1,
1−ジ−低級アルキル−2−(30〜約100個の炭素
原子を含む脂肪族ヒドロカルビル)エテンの混合物を含
む。
【0049】1実施態様において、モノオレフィン性基
は主としてビニリデン基、例えば次式の基であり
【0050】
【化4】
【0051】特に次式の基であるが
【0052】
【化5】
【0053】ポリブテンは他のオレフィン性立体配置も
また含み得る。
【0054】1実施態様において、ポリブテンは実質的
にモノオレフィン性であり少なくとも約30モル%、好
ましくは少なくとも約50モル%のビニリデン基を含
み、よりしばしば、少なくとも約70モル%のビニリデ
ン基を含む。それらを調製するためのこのような材料お
よび方法は米国特許第5,286,823号および第
5,408,018号に述べられ、これらを本明細書中
で参照として特に援用する。これらは、例えば、商品名
ULTRAVIS(登録商標)(BP Chemica
ls)およびGLISSOPAL(登録商標)(BAS
F)で市販される。
【0055】(ターポリマー)ターポリマーは、少なく
とも2つのオレフィン(通常は、αオレフィン)および
非共役ポリエン(好ましくは、ジエンまたはトリエンで
あり、通常は、ジエン)から誘導される共重合体であ
る。これらのターポリマーは、通常、より低い分子量
(約1000〜約15,000、よりしばしば約250
0〜約10,000、そして頻繁に約5000〜約90
00のMn範囲を有する)のターポリマーである。
【0056】オレフィンの1つは、通常エチレンであ
り、そして他方は、3〜約28個の炭素原子を有し、し
ばしば3〜約8個の炭素原子を有し、よりしばしば3ま
たは4個の炭素原子を有するオレフィンである。最もし
ばしば、オレフィンの1つはエチレンであり、そして他
方はプロピレンである。
【0057】ターポリマーの調製において利用される第
3の成分は、少なくとも1つの非共役ポリエンであり、
通常ジエンである。例には、脂肪族ジエン(例えば、
1,4−および1,5−ヘキサジエン)、分岐ジエン
(例えば、3−および4−メチル1,4−ヘキサジエ
ン)、二環式ジエン(例えば、エキソ−およびエンド−
ジシクロペンタジエン、エキソ−およびエンド−アルケ
ニルノルボルネン、アルキルアルケニルノルボルネ
ン)、アルキリデンノルボルネン(例えば、5−メチレ
ン−2−ノルボルネン)、アルキルノルボルネン(例え
ば、メチルノルボルネン)、シクロジエン等が挙げられ
る。好ましい実施態様において、ジエンはジシクロペン
タジエンまたはアルキリデンノルボルネンである。
【0058】エチレン−αオレフィン−非共役ポリエン
ターポリマーのエチレン含量は、一般的に約25重量%
〜約85重量%の範囲であり、好ましくは約30重量%
〜約75重量%の範囲であり、そしてより好ましくは約
40重量%〜約70重量%の範囲である。ポリエン含量
は典型的に約25重量%以下であり、好ましくは約2重
量%〜約20重量%の間であり、よりしばしば約0.5
重量%または約1重量%〜約15重量%である。
【0059】ターポリマーは当業者に周知の方法により
調製され、そして市販される(例えば、商品名TRIL
ENE(登録商標)で、Uniroyal Chemi
cal Co.,Inc.,Middlebury,C
onn.,USAにより販売される)。特定の例には、
Trilene 67およびTrilene 68(エ
チレン、プロピレンおよびエチリデンノルボルネン(E
NB)のターポリマー)、ならびにTrilene 5
5およびTrilene 65(エチレン、プロピレン
およびジシクロペンタジエンのターポリマー)が挙げら
れる。Trilene 67およびTrilene 6
8のいくつかの典型的な特徴は、それぞれ、ヨウ素価が
19および6であり、エチレン/プロピレン/(EN
B)(重量)が46/54/9.5および45/55/
3であり、粘度平均分子量が7500および8000で
あり、そして1分子当たりの平均C=Cが5.6および
1.9であることである。
【0060】ポリオレフィンおよびターポリマーの相対
的な量は、ターポリマーおよびポリオレフィンで100
部当たり、ポリオレフィンが約60〜約99.5重量
部、そしてターポリマーが約0.5〜約40重量部であ
り、しばしばポリオレフィンが約75〜約95.5重量
部、そしてターポリマーが約0.5〜約25重量部であ
る。
【0061】(カルボン酸反応物)カルボン酸反応物
は、次式の化合物およびそれらの反応性原料からなる群
から選択される、少なくとも1つのメンバーであり、 R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5はおよびR9は独立してHまた
はヒドロカルビル基であり、好ましくはHまたは低級ア
ルキルであり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
り、そしてnは0または1である。最も好ましくは、R
3はHである。
【0062】反応性原料には次式の化合物が挙げられ
る。
【0063】
【化6】
【0064】ここで、各R3およびR5は独立してHまた
はヒドロカルビル基であり、R4は2価のヒドロカルビ
レン基であり、そしてnは0または1である。これらに
は、式(IV)のアセタール、ケタール、ヘミアセター
ルおよびヘミケタール、ならびにそれらのエステルが挙
げられる。大いに好ましくは、この化合物は、R9の1
つがヒドロカルビルであり、1つがHである、以下の化
合物である:
【0065】
【化7】
【0066】ここで、各R3およびR5は独立してHまた
はヒドロカルビル基であり、特にここでヒドロカルビル
基は低級アルキルである。R4は2価のヒドロカルビレ
ン基であり、好ましくは低級アルキレンであり、R9
ヒドロカルビルであり、好ましくは低級アルキルエステ
ルであり、そしてnは0または1であり、好ましくは0
である。グリオキシレート低級アルキルエステル、低級
アルキルヘミアセタールが特に好ましい。環式トリマー
は有用である。
【0067】カルボン酸反応物は次式の化合物であり
得、
【0068】
【化8】
【0069】ここで、各R3およびR5は独立してHまた
はアルキルである。カルボン酸またはエステル反応物が
水和される場合、そのような化合物が生成し得る。
【0070】R3は通常Hまたは脂肪族化合物、すなわ
ち、アルキルまたはアルケニルであり、好ましくはアル
キルであり、より好ましくは低級アルキルである。特に
好ましくは、ここでR3がHまたはメチルであり、最も
好ましくはHである。
【0071】R4は2価のヒドロカルビレン基である。
この基は脂肪族または芳香族であり得るが、通常脂肪族
である。しばしば、R4は1〜約3個の炭素原子を含む
アルキレン基である。「n」は0または1であり、すな
わち1つの実施態様において、R4は存在し、他の実施
態様においてR4は存在しない。よりしばしば、R4は存
在しない。
【0072】R5がヒドロカルビルである場合、それは
通常脂肪族基であり、しばしば1〜約30個の炭素原子
を含む基であり、しばしば8〜約18個の炭素原子を含
む。他の実施態様において、R5は低級アルキルであ
り、ここで「低級アルキル」は本明細書中上記で定義さ
れる。よりしばしば、R5はHまたは低級アルキルであ
り、特にメチル、エチル、プロピルおよびブチルであ
る。
【0073】カルボン酸反応物の例は、グリオキシル酸
および他のω−オキソアルカン酸、グリオキシル酸水和
物、ケトアルカン酸(例えば、ピルビン酸、レブリン
酸、ケト吉草酸、ケト酪酸)、およびそれらのエステル
であり、好ましくは低級アルキルエステル、メチルグリ
オキシレートメチルヘミアセタール、4−ホルミル安息
香酸、4−ホルミルフェノキシ酢酸、およびそれらのエ
ステル、カルボキシベンズアルデヒド、ケトまたはアル
デヒドアルカン酸(例えば、グリオキシル酸)のヘミア
セタールおよびヘミケタール、およびケトアルカン酸
(例えば、ピルビン酸、レブリン酸、ケト吉草酸、ケト
酪酸)、およびそれに対応するアセタールおよびケター
ル、およびその他多数である。当業者は、この開示を知
ると、所定の中間体を生成するために使用する、適切な
カルボン酸反応物(B)を容易に理解する。好ましいカ
ルボン酸反応物は、本発明の好ましい生成物をもたらす
ものである。
【0074】好ましい実施態様において、R3および1
つのR9は水素であり、他方のR9およびR5はメチルで
ある。この好ましい実施態様において、反応物は以下の
構造式で表現され、
【0075】
【化9】
【0076】そしてグリオキシル酸メチルエステルメチ
ルヘミアセタールとして公知である。これはDSM F
ine Chemicalsにより販売される。
【0077】1つの実施態様において、本発明のカルボ
ン酸組成物は炭化水素置換カルボン酸アシル化剤の混合
物であり、この混合物は以下の(A)および(B)を含
有する:(A)カルボン酸アシル化剤で置換されたポリ
オレフィン;および(B)カルボン酸アシル化剤で置換
されたターポリマー、であり;ここで、(A)は少なく
とも1つのポリオレフィンを反応させる工程により調製
され、そして(B)は少なくとも1つのターポリマーを
反応させる工程により調製され;それぞれ独立して、次
式R3C(O)(R4nC(O)OR5(IV)の化合物
およびその反応性原料からなる群より選択される、少な
くとも1つのカルボン酸反応物とを反応させる工程によ
り調製され、ここで、各R3およびR5は独立してHまた
はヒドロカルビル基であり、R4は2価のヒドロカルビ
レン基であり、そしてnは0または1である。
【0078】他の実施態様において、本発明のカルボン
酸組成物は、ポリオレフィンおよびターポリマーの混合
物を、少なくとも1つのカルボン酸反応物と反応させる
工程により調製される炭化水素置換カルボン酸アシル化
剤である。
【0079】さらに他の実施態様において、本発明のカ
ルボン酸組成物は、ポリオレフィンと少なくとも1つの
カルボン酸反応物とを反応させる工程、次に少なくとも
1つのターポリマー、および必要に応じて追加的なカル
ボン酸反応物との混合物を添加する工程、その後この混
合物を反応させる工程により調製される、炭化水素置換
カルボン酸アシル化剤である。
【0080】上述の各実施態様において、反応は必要に
応じて酸性触媒の存在下で行われる。
【0081】(触媒)ポリオレフィンおよびターポリマ
ーは、必要に応じて、酸性触媒の存在下で反応させられ
得る。酸触媒は、例えば、有機スルホン酸(例えば、パ
ラ−トルエンスルホン酸およびメタンスルホン酸)、ヘ
テロポリ酸、重金属(例えば、Mo、W、Sn、V、Z
rなど)のリン酸との複合体酸(complex ac
id)(例えば、ホスホモリブデン酸)および鉱酸(例
えば、H2SO4)およびリン酸が有用である。固体酸性
触媒が有用である。これらには酸性粘土(例えば、Su
per Filtrolの名前で供給される、H2SO4
処理珪藻土)のような材料およびポリマー結合酸(例え
ば、Amberlystの名前で供給されるもの)であ
る。そのなかで有用な固体触媒は酸性酸化物(例えば、
2SO4処理TiO2およびAl23)である。一般的
に、使用される触媒の量は少量であり、オレフィン反応
物のモル数を基準にすると、約0.01モル%〜約10
モル%の範囲であり、よりしばしば約0.1モル%〜約
2モル%の範囲である。
【0082】本発明のカルボン酸組成物は、少なくとも
1つのポリオレフィンおよび少なくとも1つのターポリ
マーを、それぞれ独立して、少なくとも1つのカルボン
酸反応物と反応させる工程によって得られたヒドロカル
ビル置換カルボン酸アシル化剤を、共に混合する工程を
包含する方法によって調製され得る。代替の実施態様に
おいて、カルボン酸組成物は、ポリオレフィンおよびタ
ーポリマーの混合物と、少なくとも1つのカルボン酸反
応物とを反応させる工程を包含する方法によって調製さ
れ得る。これらの各実施態様においては、反応は、必要
に応じて酸性触媒の存在下で行われる。さらに1つの実
施態様において、カルボン酸組成物は、ポリオレフィン
を少なくとも1つのカルボン酸反応物と反応させ、次い
で少なくとも1つのターポリマーを、この反応物の混合
物に添加し、そして必要に応じて追加的なカルボン酸反
応物を添加し、その後混合物を反応させる方法により調
製される。
【0083】ポリオレフィンとターポリマーとの組み合
わせ(combination)における、炭素−炭素
二重結合の1当量当たりの反応物の量の範囲は、オレフ
ィン化合物1モル当たりカルボン酸反応物が約0.5モ
ルから(しばしば約0.6モルから)3モルまでであ
る。1つの実施態様において、オレフィン化合物の1モ
ル当たり使用されるカルボン酸反応物は、組み合わせ中
のオレフィンの1当量当たり約0.8モル〜約1.2モ
ルまでであり、さらによりしばしば、ポリオレフィンと
ターポリマーとの組み合わせ中の炭素−炭素二重結合の
1当量当たりのカルボン酸反応物は、約0.95モル〜
約1.05モルである。他の実施態様において、カルボ
ン酸反応物は、組み合わせ中の炭素−炭素二重結合の1
当量当たり、1.5モルより多く、好ましくは約1.6
〜3モルが使用される。この実施態様において、好まし
くは、使用されるカルボン酸反応物は、組み合わせ中の
炭素−炭素二重結合の1当量当たり、約1.8〜約2.
5モル、より好ましくは組み合わせ中の炭素−炭素二重
結合のモル数当たり約1.9〜約2.1モルのカルボン
酸反応物である。ポリオレフィンおよびターポリマーを
独立して反応させる場合、それぞれカルボン酸反応物と
この範囲内の量で反応させる。
【0084】炭素−炭素二重結合の当量は、本明細書中
で、二重結合のアボガドロ数(例えば、1モルの二重結
合)として定義される。例えば、モノオレフィン性化合
物(この化合物は、1分子当たり、炭素−炭素二重結合
を1個含む)1個は、炭素−炭素二重結合を1当量有す
る。モノオレフィン化合物の当量重量はその分子量であ
る。ジエン(この化合物は、1分子当たり、炭素−炭素
二重結合を2個含む)1モルは、炭素−炭素二重結合を
2モル有する。ジエンの当量重量は、その分子量の半分
である。
【0085】ポリマーのようなより複雑な物質の当量重
量を、ヨウ素価および臭素価のような、周知の技術によ
り決定し得る。ヨウ素価および臭素価の大きさは、分子
中の反応成分であるI2またはBr2の指標である。炭化
水素について、それは分子中の不飽和度の指標である。
ASTM手順D−1159は、分子中の不飽和度を決定
するためのこのような技術を記述した、多くの中の1つ
である。
【0086】さらなる実施態様において、カルボン酸ア
シル化剤は、ポリオレフィンを少なくとも1つのカルボ
ン酸反応物とを反応させる工程、次いで少なくとも1つ
のターポリマー、および必要に応じて追加的なカルボン
酸反応物を、反応混合物に添加する工程、次いで混合物
を反応させる工程により調製される。
【0087】この具体的な実施態様において、カルボン
酸反応物の最初の充填は、ポリオレフィンとターポリマ
ーとの組み合わせにおける炭素−炭素二重結合の1当量
当たり約0.5〜3モルであり、ポリオレフィンはポリ
オレフィンにおける炭素−炭素二重結合の当量当たり約
3モル以上は反応せず、そして、任意の必要に応じて追
加したカルボン酸反応物を含むカルボン酸反応物の総充
填量は、ポリオレフィンとターポリマーとの組み合わせ
における炭素−炭素二重結合の当量当たり約0.5〜約
3モルであり、しばしば約1モル〜約1.5モルまでで
あり、よりしばしば約1モルである。
【0088】本発明のカルボン酸アシル化剤は、潤滑油
および燃料組成物を改良するための添加剤として使用し
得る。潤滑油組成物は、主要量の潤滑粘性を有する油、
および少量のカルボン酸組成物を含有する。本明細書中
で、全成分が100%である場合、主要量は、50重量
%より多い任意の量として、少量は、50%未満の任意
の量として定義される。
【0089】カルボン酸組成物は、頻繁には、約10〜
80重量%のカルボン酸組成物および約20〜90重量
%の実質的に不活性な有機希釈剤を含有する添加剤濃縮
物に配合され、この添加剤濃縮物は、潤滑油組成物を調
製するために適切な量で、潤滑粘性を有する油に配合さ
れる。
【0090】本発明のカルボン酸アシル化剤を以下から
選択される少なくとも1つの反応物とさらに反応させ
る:(1)アミンであって、その構造内に少なくとも1
つのHN<基が存在することにより特徴づけられる、ア
ミン;(2)アルコール;(3)反応性金属または反応
性金属化合物;(4)(1)から(3)の2つ以上の混
合物;ここで、(4)の成分は、カルボン酸アシル化剤
の混合物と、同時にまたは任意の順序で連続して反応さ
せられて、潤滑油の増粘分散剤として、および燃料の性
能改良添加剤として有用な誘導体を形成する。
【0091】1つの実施態様において、誘導体は、本明
細書中で上述したアシル化剤の混合物と少なくとも1つ
の反応物(1)〜(4)よりなる群から選択される反応
物との反応により調製されたカルボン酸組成物を含む。
【0092】他の実施態様において、誘導体は、反応物
(1)〜(4)の少なくとも1つと反応させたターポリ
マーおよびポリオレフィンの混合物から調製されたカル
ボン酸アシル化剤を含む。
【0093】さらなる実施態様において、誘導体は、ま
ずポリオレフィンとカルボン酸反応物とを反応させ、タ
ーポリマーを添加し、および任意でカルボン酸反応物を
添加し、反応を継続し、その後それによって得たカルボ
ン酸アシル化剤と反応物(1)〜(4)のうちの少なく
とも1つとの反応で調製されたカルボン酸組成物を含
む。
【0094】誘導体は、少なくとも1つのポリオレフィ
ンおよび少なくとも1つのターポリマーを、それぞれ個
別に、次式の化合物およびその反応性原料からなる群よ
り選択される、少なくとも1つのカルボン酸反応物と反
応させることにより得られるカルボン酸アシル化剤の混
合物を、(1)〜(4)よりなる群から選択される反応
物の少なくとも1つと反応させる工程を包含する方法に
より、調製され得る:R3C(O)(R4nC(O)O
5(IV);ここで、各R3およびR5は独立してHま
たはヒドロカルビル基であり、R4は2価のヒドロカル
ビレン基であり、そしてnは0または1である。
【0095】他の実施態様において、誘導体は、ポリオ
レフィンおよびターポリマーの混合物と、次式の化合物
およびその反応性原料からなる群より選択される、少な
くとも1つのカルボン酸反応物およびその反応性原料と
を反応させることによって得られたカルボン酸組成物
と、(1)〜(4)よりなる群から選択される反応物の
少なくとも1つとを反応させる工程を包含する方法によ
り、調製され得る。
【0096】さらに他の実施態様において、誘導体は、
まずポリオレフィンと少なくとも1つのカルボン酸反応
物とを反応させる工程、次いでターポリマーおよび必要
に応じて追加的なカルボン酸反応物を添加する工程、次
いでそれによって得られたカルボン酸アシル化剤と
(1)〜(4)よりなる群から選択される反応物の少な
くとも1つとを反応させる工程を包含する方法により、
調製される。
【0097】さらに他の実施態様において、誘導体は、
少なくとも1つのポリオレフィンと少なくとも1つのタ
ーポリマーとを、個別に、少なくとも1つのカルボン酸
反応剤と反応させることにより得られた各カルボン酸ア
シル化剤を、それぞれ、反応物(1)〜(4)からなる
群から選択される反応物の少なくとも1つと反応させる
工程、その後それによって得られた生成物を合わせる工
程を包含する方法によって、調製される。
【0098】誘導体は、潤滑油組成物を改良するための
添加剤(特に増粘分散剤)として、および燃料組成物に
おいて、使用され得る。潤滑油組成物は、主要量の潤滑
粘性を有する油、および少量のカルボン酸組成物を含有
する。
【0099】誘導体は、しばしば、約10〜80重量%
のカルボン酸組成物、および約20〜90重量%の実質
的に不活性な有機希釈剤を含有する添加剤濃縮物に配合
され、この添加剤は、潤滑油組成物を調製するために適
切な量で、潤滑粘性を有する油に配合される。
【0100】(1)アミン反応物 本明細書中で定義したように、好適なアミン反応物に
は、アンモニア、ヒドラジン、モノアミン、またはポリ
アミンが挙げられる。これらの反応物は、少なくとも1
つのN−H基を含まなければならない。アミンは脂肪
族、環脂肪族、芳香族、およびヘテロ環式であり得る。
【0101】モノアミンは一般的に1個から約24個の
炭素原子を含み、好ましくは1個から約12個であり、
より好ましくは1個から約6個である。本発明において
有用であるモノアミンの例には、第1級アミン、例えば
メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチル
アミン、オクチルアミン、およびドデシルアミンが挙げ
られる。第2級アミンの例には、ジメチルアミン、ジエ
チルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、メチ
ルブチルアミン、エチルヘキシルアミン等が挙げられ
る。第3級モノアミンはN−H基を有していない。
【0102】別の実施態様において、モノアミンはヒド
ロキシアミンであり得る。代表的には、ヒドロキシアミ
ンは第1級または第2級アルカノールアミンまたはその
混合物である。上述のように、第3級モノアミンはN−
H基を有していない;しかし第3級アルカノールモノア
ミンは、しばしば反応してエステルを含む第3級アミノ
基を形成することが可能である。N−H基を有している
アルカノールアミンは例えば次の式により示され得る。
【0103】
【化10】
【0104】ここで、それぞれのR4は独立して1個か
ら約22個の炭素原子のヒドロカルビル基または2個か
ら約22個(好ましくは1個から約4個)の炭素原子の
ヒドロキシヒドロカルビル基であり、そしてR’は約2
個から約18個(好ましくは2個から約4個)の炭素原
子の二価のヒドロカルビル基である。そのような式の基
−R’−OHはヒドロキシヒドロカルビル基を表してい
る。R’は非環式基、脂環式基、芳香族基であり得る。
代表的には、R’は非環式直鎖または分岐アルキレン
基、例えばエチレン、1,2−プロピレン、1,2−ブ
チレン、1,2−オクタデシレン等の基である。2つの
4基が同じ分子中に存在する場合、それらは直接の炭
素−炭素結合によって、またはヘテロ原子(例えば、酸
素、窒素または硫黄)を介して結合し、5−、6−、7
−または8−員環構造を形成し得る。そのようなヘテロ
環式アミンの例には、N−(ヒドロキシル低級アルキ
ル)−モルホリン、−チオモルホリン、−ピペリジン、
−オキサゾリジン、−チアゾリジンなどが挙げられる。
代表的には、しかしそれぞれのR4は独立してメチル、
エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル
基である。
【0105】アルカノールアミンの例としては、モノ
−、ジ−、およびトリエタノールアミン、ジエチルエタ
ノールアミン、エチルエタノールアミン、ブチルジエタ
ノールアミン等が挙げられる。
【0106】ヒドロキシアミンはまたエーテルN−(ヒ
ドロキシヒドロカルビル)アミンでもあり得る。これら
は上記のヒドロキシアミンのヒドロキシポリ(ヒドロカ
ルビルオキシ)アナログ(これらのアナログはまたヒド
ロキシル置換されたオキシアルキレンアナログを含む)
である。そのようなN−(ヒドロキシヒドロカルビル)
アミンは、例えば前記のアミンを伴うエポキシドの反応
によって都合良く調製され得、そして次式によって表さ
れ得る。
【0107】
【化11】
【0108】ここで、xは約2から約15の数で、そし
てR4およびR’は上記のとおりである。R4はまたヒド
ロキシポリ(ヒドロカルビルオキシ)基でもあり得る。
【0109】他の有用なアミンは次の一般式のエーテル
アミンを含み、 R6OR1NHR7 ここでR6はヒドロカルビル基、好ましくは脂肪族基、
より好ましくは1個から約24個の炭素原子を含むアル
キル基であり、R1は二価のヒドロカルビル基、好まし
くは2個から約18個の炭素原子を含むアルキレン基、
より好ましくは2個から約4個の炭素原子を含み、そし
てR7はHまたはヒドロカルビルで、好ましくはHまた
は脂肪族で、より好ましくはHまたはアルキルで、より
好ましくはHである。R7がHでない場合、それは好ま
しくは1個から約24個の炭素原子を含むアルキルであ
る。特に好ましいエーテルアミンはSea Land
Chemical Co.,Westlake,Ohi
oによって製造、販売されている商品名SURFAMの
ものが利用可能である。
【0110】アミンはまたポリアミンであり得る。ポリ
アミンは脂肪族、環脂肪族、ヘテロ環式、または芳香族
であり得る。ポリアミンの例には、アルキレンポリアミ
ン、ヒドロキシ含有ポリアミン、ポリオキシアルキレン
ポリアミン、アリールポリアミン、およびヘテロ環式ポ
リアミンが挙げらる。
【0111】アルキレンポリアミンは次式によって表さ
れ、
【0112】
【化12】
【0113】ここで、nは約1から約10、好ましくは
約2から約7、より好ましくは約2から約5の平均値で
あり、そして「アルキレン」基は1個から約10個の炭
素原子、好ましくは約2個から約6個の炭素原子、より
好ましくは約2個から約4個の炭素原子を有している。
5は独立して水素または芳香族またはヒドロキシ置換
された約30個までの炭素原子の脂肪族基である。好ま
しくはR5はHまたは低級アルキルで、最も好ましくは
Hである。
【0114】アルキレンポリアミンは、メチレンポリア
ミン、エチレンポリアミン、ブチレンポリアミン、プロ
ピレンポリアミン、ペンチレンポリアミン等を含む。ピ
ペラジンおよびN−アミノアルキル置換されたピペラジ
ンのようなより高度なホモログおよび関連のヘテロ環式
アミンもまた含まれる。そのようなポリアミンの具体例
としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラミン、トリス−(2−アミノエチ
ル)アミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミ
ン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタ
ミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ペンタエチレンヘキ
サミン、ジメチルアミノプロピルアミン等がある。
【0115】2つ以上の上記のアルキレンアミンの縮合
によって得られたより高度なホモログは、2つ以上の前
記ポリアミンの混合物として同様に有用である。
【0116】いくつか上に示したようなエチレンポリア
ミンは好ましい。それらはKirkOthmer著「E
ncyclopedia of Chemical T
echnology」、第4版、8巻、74〜108
頁、IntersciencePublishers、
New York(1993)中のEthyleneA
minesの見出しにおいて詳細に記載されている。そ
のようなポリアミンは、エチレンジクロリドとアンモニ
アとの反応によって、またはエチレンイミンと例えば
水、アンモニア等の開環試薬との反応によって最も都合
良く調製される。これらの反応は、前記ピペラジンのよ
うな環縮合生成物を含むポリアルキレンポリアミンの複
合混合物の生成をもたらす。エチレンポリアミン混合物
は有用である。
【0117】ポリアミン混合物の他の有用な型は、上記
ポリアミン混合物のストリッピング由来のもので、しば
しば「ポリアミンボトム(polyamine bot
toms)」と称される残留物として残される。一般に
アルキレンポリアミンボトムは約200℃未満で沸騰す
る2重量%以下、通常は1重量%以下の材料を有すると
して特徴付けられ得る。「E−100」と命名されたt
he Dow Chemical Company o
f Freeport(Texas)から入手したその
ようなエチレンポリアミンボトムの代表的なサンプル
は、固有の比重1.0168(15.6℃)、33.1
5重量パーセントの窒素、および粘度121センチスト
ーク(40℃)を有する。そのようなサンプルのガスク
ロマトグラフィー分析は、約0.93重量%の「ライト
エンド(Light Ends)」(最も確からしくは
ジエチレントリアミン)、0.72重量%のトリエチレ
ンテトラミン、21.74重量%のテトラエチレンペン
タミン、ならびに76.61重量%のペンタエチレンヘ
キサミンおよびそれ以上のものを含む。ポリアミンボト
ムの別の例は、Nの%に基づいて40.5当量重量を有
するものであり、Union Carbideによって
HPA−Xとして販売されている。これらのアルキレン
ポリアミンボトムは、ピペラジンとジエチレンテトラミ
ン、トリエチレンテトラミンなどの高級アナログのよう
な環縮合生成物を含む。
【0118】別の有用なポリアミンは、少なくとも1つ
のヒドロキシ化合物と、少なくとも1つの第1級または
第2級アミノ基を含む少なくとも1つのポリアミン反応
物との反応によって得られた縮合生成物である。ヒドロ
キシ化合物は、好ましくは多価アルコールおよびアミン
である。好ましくはヒドロキシ化合物は、多価アミンで
ある。多価アミンは、2個から約20個の、好ましくは
2個から約4個の炭素原子を有するアルキレンオキシド
(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド等)と反応した任意の上記のモノアミン
を含む。多価アミンの例として、トリ−(ヒドロキシプ
ロピル)アミン、トリス−(ヒドロキシメチル)アミノ
メタン、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジ
オール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロ
キシプロピル)エチレンジアミン、およびN,N,
N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)エチ
レンジアミンが挙げられる。
【0119】多価アルコールまたはアミンと反応し、縮
合生成物または縮合アミンを形成するポリアミン反応物
は上に記載される。好ましいポリアミン反応物には、ト
リエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペ
ンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(P
EHA)、および上記の「アミンボトム」のようなポリ
アミンの混合物が挙げられる。
【0120】ヒドロキシ化合物とのポリアミン反応物の
縮合反応は高温、通常は酸触媒の存在下、約60℃から
約265℃で行われる。
【0121】アミン縮合物およびその製造方法がSte
ckel(US5,053,152)に記載され、これ
は縮合および製造方法の開示に関する参考として援用さ
れる。
【0122】別の実施態様において、ポリアミンはヒド
ロキシ含有ポリアミンである。ヒドロキシモノアミンの
ヒドロキシ含有ポリアミンアナログ、特にアルコキシル
化されたアルキレンポリアミンもまた使用され得る。そ
のようなポリアミンは、上記のアルキレンアミンと1つ
以上の上記のアルキレンオキシドの反応によって製造さ
れ得る。類似のアルキレンオキシド−アルカノールアミ
ン反応生成物もまた上記の第1級、第2級、または第3
級アルカノールアミンと、エチレン、プロピレン、また
はモル比が1.1から1.2である高級エポキシドとの
反応によって製造される生成物のように使用され得る。
そのような反応を実行するためのリアクタントレシオお
よび温度は当業者に周知である。
【0123】アルコキシ化されたアルキレンポリアミン
の具体例には、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレン
ジアミン、N,N−ジ−(2−ヒドロキシエチル)エチ
レンジアミン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジ
ン、モノ−(ヒドロキシプロピル)置換されたテトラエ
チレンペンタミン、N−(3−ヒドロキシブチル)テト
ラメチレンジアミン等が挙げられる。先に例示されたア
ミノ基を介した、またはヒドロキシ基を介したヒドロキ
シ含有ポリアミンの縮合によって得られたより高度なホ
モログは、同様に有用である。アミノ基を介した縮合
は、アンモニアの除去を伴った高級アミンをもたらし、
一方でヒドロキシ基を介した縮合は、水の除去を伴った
エーテル結合を含む生成物をもたらす。2つ以上の任意
の前述のポリアミンの混合物もまた有用である。
【0124】好適なアミンはポリオキシアルキレンポリ
アミンも含み、これは例えば、ポリオキシアルキレンジ
アミンおよびポリオキシアルキレンテトラミンで、約2
00から4000の、好ましくは約400から2000
の範囲の平均分子量を有している。これらのポリオキシ
アルキレンポリアミンの図示例は次式によって特徴付け
られ得る:NH2−アルキレン(O−アルキレン)mNH
2、ここでmは約3から70の値、好ましくは約10か
ら35の値である;およびR(アルキレン(O−アルキ
レン)nNH23-6、ここでnは約1から40である
が、但し全てのn値の合計は約3から約70で、一般的
には約6から約35で、そしてRは3価から6価を有す
る10個までの炭素原子の多価飽和炭化水素基である。
アルキレン基は直鎖または分岐鎖であり得、そして1個
から7個の炭素原子、通常は1個から4個の炭素原子を
含み得る。存在する種々のアルキレン基は、同じまたは
異なり得る。
【0125】好ましいポリオキシアルキレンポリアミン
には、ポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレン
ジアミン、ならびに平均分子量が約200から400
0、または約400から約2000の範囲であるポリオ
キシプロピレントリアミンが挙げられる。ポリオキシア
ルキレンポリアミンは市販されており、例えば、Tex
aco Company,Inc.から、商品名「Je
ffamines D−230,D−400,D−10
00,D−2000,T−403,等」で入手し得る。
【0126】米国特許第3,804,763号および米
国特許第3,948,800号は、そのようなポリオキ
シアルキレンポリアミン、および本発明のカルボン酸組
成物との反応に適用され得るカルボン酸アシル化剤でそ
れらをアシル化するプロセスの開示に関する参考として
本明細書中に明確に援用される。
【0127】別の実施態様において、ポリアミンはヘテ
ロ環ポリアミンであり得る。ヘテロ環ポリアミン類は、
アジリジン類、アゼチジン類、アゾリジン類(azol
idines)、テトラおよびジヒドロピリジン類、ピ
ロール類、インドール類、ピペリジン類、イミダゾール
類、ジおよびテトラヒドロイミダゾール類、ピペラジン
類、イソインドール類、プリン類、N−アミノアルキル
モルフォリン類、N−アミノアルキルチオモルフォリン
類、N−アミノアルキルピペラジン類、N,N’−ビス
−アミノアルキルピペラジン類、アゼピン類、アゾシン
類、アゾニン類(azonines)、アゼシン類(a
zecines)、ならびに上記それぞれのテトラ、
ジ、およびペルヒドロ誘導体、ならびにこれらのヘテロ
環アミンの2つ以上の混合物を包含する。好ましいヘテ
ロ環アミン類は、ヘテロ環中に窒素のみ、または酸素お
よび/もしくはイオウを伴う窒素、特にピペリジン類、
ピペラジン類、チオモルフォリン類、モルフォリン類、
ピロリジン類などを含む飽和した5員環および6員環ヘ
テロ環アミンである。ピペリジン、アミノアルキル置換
ピペリジン類、ピペラジン、アミノアルキル置換ピペラ
ジン類、例えばアミノエチルピペラジン、モルフォリ
ン、アミノアルキル置換モルフォリン類、ピロリジン、
およびアミノアルキル置換ピロリジン類が特に好まし
い。通常はアミノアルキル置換基類はヘテロ環部を形成
している窒素原子上で置換される。そのようなヘテロ環
アミン類の具体例には、N−アミノプロピルモルフォリ
ン、N−アミノエチルピペラジン、およびN,N’−ジ
アミノエチルピペラジンが挙げられる。ヒドロキシアル
キル置換ヘテロ環ポリアミン類もまた有用である。例に
はN−ヒドロキシエチルピペラジンなどが挙げられる。
【0128】別の実施態様において、アミンはポリアル
ケン置換アミンである。これらのポリアルケン置換アミ
ンは当業者には周知である。それらは米国特許第3,2
75,554号;3,438,757号;3,454,
555号;3,565,804号;3,755,433
号;および3,822,289号に開示されている。こ
れらの特許は本明細書によって、ポリアルケン置換アミ
ン類およびその製造方法の開示に関する参考として援用
される。
【0129】代表的にはポリアルケン置換アミンは、ハ
ロゲン化、好ましくは塩素化オレフィン類およびオレフ
ィンポリマー類(ポリアルケン類)とアミン類(モノま
たはポリアミン類)を反応させることで調製される。そ
のアミン類は上記の任意のアミン類であり得る。これら
の化合物の例には、ポリ(プロピレン)アミン;N,N
−ジメチル−N−ポリ(エチレン/プロピレン)アミ
ン、(モノマーのモル比50:50);ポリブテンアミ
ン;N,N−ジ(ヒドロキシエチル)−N−ポリブテン
アミン;N−(2−ヒドロキシプロピル)−N−ポリブ
テンアミン;N−ポリブテン−アニリン;N−ポリブテ
ンモルフォリン;N−ポリ(ブテン)エチレンジアミ
ン;N−ポリ(プロピレン)トリメチレンジアミン;N
−ポリ(ブテン)ジエチレン-トリアミン;N’,N’
−ポリ(ブテン)テトラエチレンペンタミン;N,N−
ジメチル−N’−ポリ(プロピレン)−1,3−プロピ
レンジアミンなどが挙げられる。
【0130】ポリアルケン置換アミンは少なくとも約8
個の炭素原子、好ましくは少なくとも約30個の炭素原
子、より好ましくは少なくとも約35個から約300個
まで、好ましくは200個まで、より好ましくは100
個までの炭素原子を含むように特徴付けられる。1つの
実施態様では、ポリアルケン置換アミンは少なくとも約
500の値のn(数平均分子量)によって特徴付けられ
る。一般にポリアルケン置換アミンは約500〜約50
00の、好ましくは約800〜約2500のn値で特徴
付けられる。別の実施態様において、n値は約500〜
約1200または1300の間で変化する。
【0131】本明細書中で上に記載のように、少なくと
も1つのN−H基を有するアンモニアおよびヒドラジン
もまた有用である。好ましくは、ヒドラジンの窒素へ直
接結合した少なくとも2つの水素があり、そしてより好
ましくは両方の水素は同じ窒素に結合する。ヒドラジン
上に示され得る置換基は、アルキル、アルケニル、アリ
ール、アラルキル、アルカリール(alkaryl)な
どを包含する。通常は置換基は、アルキル、特に低級ア
ルキル、フェニル、低級アルコキシ置換フェニルまたは
低級アルキル置換フェニルのような置換フェニルであ
る。置換ヒドラジンの具体例には、メチルヒドラジン、
N,N−ジメチルヒドラジン、N,N’−ジメチルヒド
ラジン、フェニルヒドラジン、N−フェニル−N’−エ
チルヒドラジン、N−フェニル−N’−シクロヘキシル
ヒドラジンなどがある。
【0132】本発明のカルボン酸アシル化剤の反応によ
って生成したカルボン酸誘導体組成物、および上記のア
ミンは、例えばアミン塩類、アミド類、イミド類、およ
びイミダゾリン類、ならびにその混合物を含み得るアシ
ル化アミン類である。アミン類よりカルボン酸誘導体組
成物を調製するために、1つ以上のカルボン酸アシル化
剤、および1つ以上のアミン類を通常の液体(実質的に
不活性な有機液体溶媒/希釈液)の存在下で任意に、約
80℃から分解点、すなわち任意の反応物または生成物
が分解を始める温度までの範囲の温度で加熱する。通
常、約100℃〜約300℃までの範囲の温度が使用さ
れ、但し300℃は分解点を超えない。約125℃〜約
250℃の温度が通常使用される。
【0133】カルボン酸アシル化剤およびアミンは、カ
ルボン酸アシル化剤の当量につき約2分の1当量から2
モルまでのアミンを供給するのに十分な量で反応する。
別の実施態様においてカルボン酸アシル化剤は、カルボ
ン酸アシル化剤の当量につき約2分の1当量から1モル
までのアミンと反応する。
【0134】本発明の目的で、アミンの当量はアミンの
合計重量を存在する窒素数の合計で除したものに対応す
るアミンの量である。したがって、オクチルアミンはそ
の分子量に等しい当量重量を有し;エチレンジアミンは
その分子量の2分の1に等しい当量重量を有し、そして
アミノエチルピペラジンはその分子量の3分の1に等し
い当量重量を有する。
【0135】アシル化剤の当量数はアシル化剤中に存在
するカルボン酸官能基の数に依存している。従来の技術
は、カルボン酸官能基の数(例えば、酸価、ケン化価
等)、およびしたがってアミンと反応可能なアシル化剤
の当量数の決定に利用できる。
【0136】米国特許第3,172,892号;3,2
19,666号;3,272,746号;および4,2
34,435号が、上記のアミン類に関する本発明のカ
ルボン酸アシル化剤の反応に適用可能な製造法に関する
開示に関して本明細書中で参考として明確に援用され
る。本発明のカルボン酸アシル化剤に対してこれらの特
許の開示を適用するにおいて後者は、基礎を同じくする
これらの特許において開示された高分子量カルボン酸ア
シル化剤の代用になり得る。
【0137】(2)アルコール反応物 前記のカルボン酸アシル化剤に由来する本発明のカルボ
ン酸誘導体組成物の調製に有用であるアルコールは次の
一般式の化合物を含み、 R3−(OH)m ここで、R3は炭素−酸素結合(つまり、
【0138】
【化13】
【0139】ここで、炭素はカルボニル基部分ではな
い)を介して−OH基に接続した1価のまたは多価の有
機基であり、そしてmは1〜約10の、通常は2〜約6
の整数である。アミン反応物と一緒にした場合、脂肪族
置換環脂肪族アルコール、脂肪族置換芳香族アルコー
ル、脂肪族置換ヘテロ環式アルコール、環脂肪族置換脂
肪族アルコール、環脂肪族置換芳香族アルコール、環脂
肪族置換ヘテロ環式アルコール、ヘテロ環式置換脂肪族
アルコール、ヘテロ環式置換環脂肪族アルコール、およ
びヘテロ環式置換芳香族アルコールを包含するアルコー
ル類は、脂肪族、環脂肪族、芳香族、ヘテロ環式であり
得る。ポリオキシアルキレンアルコールを除いて、上記
の式に対応する1価アルコールおよび多価アルコールは
通常は約40個以下の炭素原子を、一般には約20個以
下の炭素原子を含む。アルコール類は、上記アミンに関
して説明した同じ型の非炭化水素置換基を含み得、それ
はアルコール類と本発明のアシル化剤との反応を干渉し
ない非炭化水素置換基である。一般に、多価アルコール
が好ましい。
【0140】1価アルコールおよび多価アルコールは、
モノヒドロキシ芳香族化合物およびポリヒドロキシ芳香
族化合物を含む。1価フェノールおよび多価フェノール
およびナフトールは好ましいヒドロキシ芳香族化合物で
ある。通常はヒドロキシ芳香族化合物は、1から4個の
水酸基を含む。芳香族ヒドロキシ化合物を次の具体例に
よって例示した:フェノール、βナフトール、クレゾー
ル、レゾルシノール、カテコール、p,p’−ジヒドロ
キシビフェニル、2,4−ジブチルフェノール、プロペ
ンテトラマー置換フェノール、4,4’−メチレン−ビ
ス−フェノール、ポリイソブテニル(約1000の分子
量)置換フェノール、ヘプチルフェノールと0.5モル
のホルムアルデヒドの縮合生成物、オクチルフェノール
とアセトン、ジ(ヒドロキシフェニル)オキシド、ジ
(ヒドロキシフェニル)スルフィド、および4−シクロ
ヘキシルフェノールの縮合生成物。フェノールそれ自身
および脂肪族炭化水素置換フェノール、例えば3個まで
の脂肪族炭化水素置換基を有するアルキル化フェノール
は特に好ましい。
【0141】1価脂肪族および環脂肪族アルコールは、
メタノール、エタノール、イソオクタノール、シクロヘ
キサノール、ベヘニル(behenyl)アルコール、
ネオペンチルアルコール、ベンジルアルコール、エチレ
ングリコールのモノブチルエーテル、エチレングリコー
ルのモノオレイン酸エステル、第3ブチルアルコール、
およびグリセロールのジオレイン酸エステルを包含す
る。アルコールはアリルアルコール、桂皮アルコール、
1−シクロヘキセン−3−オール、およびオレイルアル
コールのような不飽和物であり得る。
【0142】他の具体的なアルコールは、例えば、オキ
シアルキレン、1つ以上のオキシアルキレン基、アミノ
アルキレン基、またはアミノアリーレンオキシアリーレ
ン基を有するオキシアリーレン、アミノアルキレン、お
よびアミノアリーレン置換アルコールを含むエーテルア
ルコールおよびアミノアルコールである。それらは、C
ellosolve、カルビトール、フェノキシエタノ
ール、アミノエタノール、p−アミノフェノールなどに
よって例示される。
【0143】多価アルコールは好ましくは、2個から約
10個の水酸基を含有する。これらは、例えば、アルキ
レングリコールおよびポリオキシアルキレングリコー
ル、グリセロール、グリセロールのモノオレエート、ペ
ンタエリスリトール、エリスリトール、ソルビトール、
およびキシレングリコールにより例示される。糖、デン
プンなどのような炭水化物が用いられ得る。
【0144】少なくとも3個のヒドロキシル基を有する
多価アルコールは、いくつかが、しかし全てが約8個か
ら約30個の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸と
エステル化されるとは限らないが、有用である。
【0145】アルコールの好ましいクラスは、約12個
までの炭素原子を含有するものであり、そして特に3個
から10個の炭素原子を含有するものである。アルコー
ルのこのクラスには、以下のものが挙げられる:グリセ
ロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトール、グルコン酸、グリセルアルデヒ
ド、グルコース、アラビノース、1,7−へプタンジオ
ール、2,4−へプタンジオール、1,2,3−ヘキサ
ントリオール、1,2,4−ヘキサントリオール、1,
2,5−ヘキサントリオール、2,3,4−ヘキサント
リオール、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4
−ブタントリオール、グイン(guinic)酸、2,
2,6,6−テトラキス−(ヒドロキシメチル)シクロ
ヘキサノール、1,10−デカンジオールなど。少なく
とも3個のヒドロキシル基および10個までの炭素原子
を含有する脂肪族アルコールが特に好ましく、特に、3
個から10個の炭素原子、そして特に3個から6個の炭
素原子を含有し、そして少なくとも3個のヒドロキシル
基を有する多価アルカノールが好ましい。このようなア
ルコールは、以下によって例示される:グリセロール、
エリスリトール、ペンタエリスリトール、マンニトー
ル、ソルビトール、2−ヒドロシメチル−2−メチル−
1,3−プロパンジオール(トリメチロールエタン)、
2−ヒドロキシメチル−2−エチル−1,3−プロパン
ジオール(トリメチルプロパン)、1,2,4−ヘキサ
ントリオールなど。
【0146】上記より、アミン反応物は、アルコール性
ヒドロキシ置換基を含有し得、そしてアルコール反応物
は、第一級、第二級、または第三級アミノ置換基を含有
し得るようである。従って、アミノアルコールは、提供
される両方のクラスになり得、それらは、少なくとも1
つの第一級または第二級アミノ基を含有する。第三級ア
ミノ基が存在するだけの場合、アミノアルコールはアル
コールのクラスにのみ属する。
【0147】アルコールは、ポリオキシアルキレンアル
コールおよびこれらのヒドロカルビルエーテルのような
これらの誘導体であり得る。このようなポリオキシアル
キレンアルコールは、以下のような反応によって調製さ
れ得る。例えば、ヒドロキシ−置換化合物、R4(O
H)q(ここでqは1から6であり、好ましくは2から
3であり、およびR4はモノアルコールまたは多価アル
コール、あるいはモノヒドロキシフェノールまたはポリ
ヒドロキシフェノール、ナフトール、などの残基であ
る)を、以下の式のようなアルキレンオキシドと反応
し、
【0148】
【化14】
【0149】疎水性塩基を形成する。ここで、R5は4
個までの炭素原子の低級アルキル基であり、R6は水素
またはR5と同じであり、ただしアルキレンオキシドは
10個より多い炭素原子を含有しない。次いでこの塩基
は、エチレンオキシドと反応し、疎水性部分および親水
性部分の両方を有する分子内に生じる親水性部分を提供
する。R4−(OH)qで例示される化合物には、以下の
ようなものが挙げられる:脂肪族ポリオール(例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチ
レングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトールなどのアルキレングリコールおよびア
ルカンポリオール)、ならびに芳香族ヒドロキシ化合物
(例えば、クレゾール、ヘプチルフェノール、ドデシル
フェノール、レゾルシノールなどのアルキル化モノフェ
ノールおよび多価フェノールおよびナフトール)。本発
明のプロセスで有用なポリオキシアルキレンアルコール
および他のアルコールは、米国特許第4,234,43
5号(Meinhardtら)の第29〜32欄でより
詳細に記載され、その開示は本明細書中で参考として援
用される。
【0150】本発明のカルボン酸アシル化剤とアルコー
ルとの反応によって生成したカルボン酸誘導体組成物
は、エステルである。酸性エステルおよび中性エステル
の両方は、本発明の範囲内であると考えられる。酸性エ
ステルは、アシル化剤中のカルボン酸官能基のいくつか
がエステル化されないが、遊離のカルボキシル基として
存在しているものである。明らかに、酸性エステルは、
本発明のカルボン酸アシル化剤中、全カルボキシル基を
エステル化するのに不十分な量のアルコールを用いるこ
とで容易に調製される。
【0151】本発明のアシル化剤は、従来のエステル化
技術に従ってアルコールと反応される。これは、通常、
本発明のアシル化剤とアルコールとの、必要に応じて通
常液体(実質的に不活性な、有機液体溶媒/希釈剤)の
存在下、および/またはエステル化触媒の存在下での加
熱を含む。分解点までの少なくとも約100℃の温度が
用いられる(分解点は本明細書の前述で定義されてい
る)。この温度は、通常、約100℃から約300℃ま
での範囲以内であり、しばしば約140℃から250℃
の温度が用いられる。通常、少なくとも約1/2当量の
アルコールをアシル化剤の各当量について使用する。ア
シル化剤の当量は、アミンとの反応に関して上記と同様
である。アルコールの当量は、その分子量を分子内に存
在するヒドロキシル基の総数で割ったものである。従っ
て、エタノールの当量重量は、その分子量であり、それ
に対して、エチレングリコールの当量重量はその分子量
の1/2である。
【0152】多くの発行された特許は、高分子量のカル
ボン酸アシル化剤とアルコールとを反応し、酸性エステ
ルおよび中性エステルを生成するための手順を開示して
いる。これらの同じ技術は、本発明のアシル化剤および
上述のアルコールからエステルを調製することに適用可
能である。全ての必要なことは、通常、当量重量基準
で、本発明のアシル化剤がこれらの特許で議論された高
分子量カルボン酸アシル化剤に代替されることである。
以下の米国特許は、本発明のアシル化剤と上述のアルコ
ールとの反応に適切な方法のこれらの開示に参考として
本明細書中で特に援用される:米国特許第3,331,
776号;3,381,022号;3,522,179
号;3,542,680号;3,697,428号;
3,755,169号;および4,234,435号。
【0153】(3)反応性金属または反応性金属化合物 反応性金属または反応性金属化合物は、本発明のカルボ
ン酸アシル化剤とカルボン酸金属塩を形成するもの、お
よびアシル化剤と上述のアミンおよび/または上述のア
ルコールとの反応によって生成したカルボン酸誘導体組
成物と金属含有複合体を形成するものである。有用な金
属および金属化合物の広範な列挙は、米国特許第3,1
63,603号および3,271,310号に表され
る。本発明のアシル化剤とアミンとの反応生成物による
複合体を形成するための反応性金属化合物は、米国特許
第3,306,908号に開示されている。複合体形成
金属反応物は、いわゆる遷移金属または配位金属の反応
物である。すなわち、それらは、副原子価または配位原
子価(coordination valence)に
よって複合体を形成することが可能である。
【0154】米国特許第3,163,603号、第3,
271,310号および第3,306,908号は、特
に本明細書中において援用される。基本的に、これらの
参考文献に開示されたプロセスは、本発明のアシル化剤
と上記アミンとの置換によるカルボン酸誘導体組成物、
または当量基準で、本発明のアシル化剤と米国特許第
3,306,908号に開示された高分子量のカルボン
酸アシル化剤とのカルボン酸誘導体化合物に適用され得
る。従って、アシル化アミンの当量の割合が生成され、
そして複合体形成金属反応物は、米国特許第3,30
6,908号に開示されたものと同じものが残存する。
【0155】カルボン酸アシル化剤と上述のアミンとの
反応によって調製される反応生成物は、組成物を接触す
ることによって後処理され得、従って以下の群から選択
される1つ以上の後処理剤で形成される:酸化ホウ素、
酸化ホウ素水和物、ハロゲン化ホウ素、ホウ素酸(bo
ron acid)、ホウ素酸エステル、二硫化炭素、
硫黄、塩化硫黄、シアン化アルケニル、カルボン酸アシ
ル化剤、アルデヒド、ケトン、尿素、チオ尿素、グアニ
ジン、ジシアノジアミド、ヒドロカルビルホスフェー
ト、ヒドロカルビルホスファイト、ヒドロカルビルチオ
リン化物、亜リン酸酸化物、リン酸、ヒドロカルビルチ
オシアネート、ヒドロカルビルイソシアネート、ヒドロ
カルビルイソチオシアネート、エポキシド、エピスルフ
ィド、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成化
合物とフェノールおよび硫黄とフェノール。同様の後処
理剤は、本発明のカルボン酸アシル化剤とアルコールお
よびアミンの組み合わせから調製されるカルボン酸誘導
体組成物が用いられる。しかし、本発明のカルボン酸誘
導体組成物がアルコールおよびカルボン酸アシル化剤に
由来する場合、すなわち、それらが酸性または中性エス
テルである場合、後処理剤は、通常、以下からなる群か
ら選択される:酸化ホウ素、酸化ホウ素水和物、ハロゲ
ン化ホウ素、ホウ素酸、ホウ素酸エステル、硫黄、塩化
硫黄、亜リン酸スルフィド、亜リン酸酸化物、カルボン
酸アシル化剤、エポキシド、およびエピスルフィド。
【0156】これらの後処理剤の使用に関する後処理プ
ロセスは、先行技術の高分子量カルボン酸アシル化剤と
アミンおよび/またはアルコールとの反応生成物に適用
する限りにおいて公知であるので、本明細書においてこ
れらのプロセスの詳細な記述は、不必要である。本発明
のカルボン酸誘導体組成物の先行技術のプロセスに適用
するために、必要な全てのものは、先行技術に記述され
ているような反応条件、反応物比などであり、本発明の
新規のカルボン酸誘導体組成物に適用される。米国特許
第4,234,435号は、本明細書で上述のアシル化
剤とアミン、アルコールおよび金属組成物との反応から
形成される後処理分散物の開示について本明細書で参考
として援用される。読者はまた、後処理されたカルボン
酸アミンまたはマンニッヒ分散物に関する米国特許の広
範なリストに関して、本明細書の後に記載される、そ
の、他の添加物と題された章の(4)部で言及される。
【0157】以下の実施例は、本発明のいくつかの組成
物ならびにその調製手段の例示を意図している。これら
の実施例は、本発明の範囲を限定することを意図しない
ことが理解されるべきである。他に示していない場合、
全ての部は重量部であり、温度は摂氏度であり、そして
圧力はミリメートル水銀(mmHg)である。どのよう
な濾過でも、珪藻土フィルター補助を用いて行う。分析
値は、実際の分析によって得られる。
【0158】(実施例1a)反応器を、1000.9部
の、85%ビニリデン含量およびゲルパーミエーション
クロマトグラフィーに基づいて2206の数平均分子量
を有するポリイソブテン(Glissopal 230
0、BASF)、100.8部の、臭素価に基づいて1
051の当量重量を有するエチレン−プロピレン−ジエ
ンコポリマー(Trilene 67、Uniroya
l)、および数滴のポリジメチルシロキサン消泡剤のケ
ロシン溶液で充填する。この物質を窒素雰囲気下で13
5℃まで加熱し、そして85.8部の、120の分子量
を有するグリオキシル酸(GMHA)のメチルエステル
−メチルヘミアセタールの混合物、および2.45部の
70%メタンスルホン酸水溶液を、0.25時間にわた
って109〜128℃で添加する。この物質を135℃
で6時間保持する。反応物質を135℃付近でけい藻土
を通して濾過する。濾液はけん化価26.5を有する。
【0159】(実施例1b)反応器を、301.6部
の、26.5のけん化価に基づいて2118の当量重量
を有する実施例1aの濾液、および206.5部の鉱油
希釈剤で充填する。この物質を窒素雰囲気下で110℃
まで加熱し、そして12.1部の、Nの含量33%に基
づいて当量重量42.4を有するポリエチレンポリアミ
ンボトムを0.3時間にわたって110℃で添加する。
この物質を160℃まで加熱し、そして160℃で5時
間保持する。反応物質を160℃付近でけい藻土を通し
て濾過する。濾液は0.75%のNを含有する。
【0160】(実施例2a)実施例1aにおけるような
反応器を、1000.9部のポリイソブテンおよび5
0.21部のエチレン−プロピレン−ジエンコポリマー
(それぞれ、実施例1aに記載される)および数滴のポ
リジメチルシロキサン消泡剤のケロシン溶液で充填す
る。この物質を窒素雰囲気下で100℃まで加熱し、そ
して78.3部のグリオキシル酸のメチルエステル−メ
チルヘミアセタールおよび2.25部の70%メタンス
ルホン酸水溶液の混合物を0.2時間にわたって滴下す
る。温度を135℃まで上昇させ、そして135℃で6
時間維持する。反応物質を135℃付近でけい藻土を通
して濾過する。濾液は26.56のけん化価を有する。
【0161】(実施例2b)実施例1bの手順に従い3
00部の実施例2aの生成物、205部の鉱油、および
12.05部のポリエチレンポリアミンで行う。生成物
は0.69%のNを含有する。
【0162】(実施例3a)含有物をストリッピングす
るように備えられた反応器を、64.23部の50%グ
リオキシル酸水溶液で充填し、続いて75℃で100m
mHgで0.6時間、90mmHgで0.25時間、8
0mmHgで0.25時間、および70mmHgで0.
25時間、水をストリッピング除去する。次いで反応器
に、実施例1aのように備える。ストリッピングした物
質に、475部の、約2400のMnを有しおよび約7
0モルパーセントの末端ビニリデン基を含むポリイソブ
テン(Glissopal ES 3252、BAS
F)、および25部の実施例1aのエチレンプロピレン
−ジエンコポリマーを添加する。この物質を撹拌しなが
ら85℃まで加熱し、そこに2部の70%メタンスルホ
ン酸水溶液を添加する。N 2パージを始め、温度を16
0℃まで上昇させ、そして2時間維持する。この物質を
131.3部の鉱油希釈剤と混合する。生成物はけん化
価=36.76を有し、そして12.7%の未反応ポリ
イソブチレンを含む(薄層クロマトグラフィー(TL
C)−炎イオン化検出器(FID))。
【0163】(実施例3b)反応器を、310.5部の
実施例3aの生成物および111.7部の鉱油で充填す
る。温度をN2下で100℃まで上昇させ、12.35
部の、平均34%のNを含有するエチレンポリアミン混
合物を0.2時間にわたって添加する。その温度を0.
3時間維持し、160℃まで上昇させ、次いで5時間維
持する。この物質を濾過する。濾液は0.81%のNを
含有する。
【0164】(実施例4)実施例3bの手順に従い、3
00部の実施例3aの生成物、9.56部のアミンおよ
び106.4部のオイルを用いる。濾液は0.68%の
Nを含有する。
【0165】(実施例5a)生成物を濾過する以外は、
実施例3aの手順を、繰り返す。けん化価は22.13
である。
【0166】(実施例5b)実施例3bの手順を、33
9.3部の実施例5aの生成物、10.9部のアミン、
および120.3部のオイルで繰り返す。濾液は0.7
4%のNを含有する。
【0167】(実施例6)実施例5bの手順を、300
部の実施例5aの生成物、7.17部のアミン、および
104.8部のオイルで繰り返す。濾液は0.62%の
Nを含有する。
【0168】(実施例7a)ストリッピングするように
備えられた反応器を、500.4部の50%グリオキシ
ル酸水溶液で充填し、次いで実施例3aに記述したよう
にストリッピングする。次いで反応器を、実施例1aの
ように装備し、そこに3060部のGlissopal
ES3252および540部のTrilene 67
を添加する。この物質を110℃まで加熱し、その時に
この物質を撹拌し得る。この物質に4.1部の70%メ
タンスルホン酸水溶液を添加し、そしてN2パージを始
める。この物質を160℃まで加熱し、この温度を3時
間維持する。この混合物は撹拌するには粘稠すぎるよう
になり始める;撹拌を容易にするために全部で5757
部の鉱油を添加する。温度を160℃で5時間維持し、
次いでこの物質を濾過する。濾液は14.87のけん化
価を有する。
【0169】(実施例7b)反応器を、618部の実施
例7aの生成物で充填し、次いでそれを105℃まで加
熱する。N2ブロー(blowing)を始め、28.
1部の実施例3bのアミンを0.2時間にわたって添加
し、そして0.3時間後温度を160℃まで上昇させ
る。その温度を5時間維持し、次いでこの物質を濾過す
る。濾液は1.3%のNを含有する。
【0170】(実施例8a)含有物をストリッピングす
るために配置した反応器を、109.7部の50%グリ
オキシル酸水溶液(最終増分が60mmHg、0.3時
間におけることを除いては実施例3aと同じである)で
充填する。次いで、反応器を実施例1aのように装備す
る。ストリッピングした物質に30部のTrilene
67、525部のGlissopal ES3252
および45部の30センチストークスのポリブテン合成
流体(Amoco L−14)を添加する。この物質を
撹拌し得るまで加熱し(100℃)、2部の70%メタ
ンスルホン酸水溶液を添加する。N2ブローを始め、温
度を160℃まで上昇させ、2.5時間維持する。この
物質を162.6部の鉱油と混合し、濾過する。濾液は
30.03のけん化価を有する。
【0171】(実施例8b)実施例3bの手順を、35
0部の実施例8aの生成物、11.4部のアミン、およ
び124.3部の鉱油で繰り返す。濾液は0.84%の
Nを含有する。
【0172】(実施例9)実施例8bの手順を、31
5.08部の実施例8aの生成物、13.69部のアミ
ンおよび114.18部の鉱油で繰り返す。濾液は1.
57%のNを含有すると分析された(理論=1.07%
N)。
【0173】(実施例10a)反応器を、475部の、
約1000のMnを有しおよび約80モル%の末端ビニ
リデン基を含むポリイソブチレン(Ultravis
10、BP Chemicals)、25部のTril
ene 67および1部の70%メタンスルホン酸水溶
液で充填する。この物質を混合し、そして155℃まで
加熱し、そして8滴のシリコーン消泡剤のケロシン溶液
を添加する。一方、155℃に維持し、95部の50%
グリオキシル酸水溶液を4時間にわたって滴下する。温
度を160℃まで上昇させ、4時間維持する。この物質
を134部の鉱油と混合し、濾過する。濾液は42のけ
ん化価を有する。
【0174】(実施例10b)反応器を、250部の実
施例10aの生成物および206部の鉱油で充填し、次
いで、この物質を混合し、N2下で100℃まで加熱す
る。加熱した混合物に11.5部のHPA−Xポリアミ
ンボトムを添加し、続いて0.5時間混合する。温度を
165℃まで上昇させ5時間維持する。この物質を濾過
する。濾液は0.85%のNを含有する。
【0175】以下は、ポリイソブチレンとカルボン酸反
応物との反応により中間体を形成し、次いで、ポリエチ
レンポリアミンボトムと中間体との反応によって調製さ
れた分散物の比較例である。この比較分散物はターポリ
マーから誘導される基を含まない。比較分散物の試験結
果を以下に示す。
【0176】(比較例1)反応器を、1042.8部の
Glissopal 2300、74.04部のGMH
A、2.17部の70%メタンスルホン酸水溶液、およ
び10滴のシリコーン消泡剤で充填する。この物質をN
2下で135℃まで加熱する。その温度を6時間維持
し、次いで、この物質を濾過する。別の反応器を、30
3.02部のこの濾液で充填し、N2下で110℃まで
加熱する。加熱した物質に0.25時間にわたって1
0.08部のポリエチレンポリアミンボトム(33%の
N含量に基づいて当量重量42.4を有する)を添加す
る。この物質を160℃まで加熱し、その温度で5時間
保持する。この物質を濾過する。濾液は0.55%のN
を含有する。
【0177】(潤滑粘性のオイル)本発明の潤滑組成物
は、天然のまたは合成潤滑油およびそれらの混合物を含
む、潤滑粘性のオイルを利用する。
【0178】天然のオイルは動物性油および植物性油
(例えばヒマシ油、ラード油)、ならびに鉱物潤滑油
(例えば液体石油およびパラフィン性、ナフテン性また
は混合パラフィン性−ナフテン性タイプの溶媒処理また
は酸処理鉱物潤滑油)を含む。石炭または頁岩由来の潤
滑粘性のオイルもまた有用である。合成潤滑油は重合し
たオレフィンおよび相互重合したオレフィン等ならびに
それらの混合物、アルキルベンゼン、ポリフェニル、
(例えば、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化ポリ
フフェニル等)、アルキル化ジフェニルエーテルおよび
アルキル化ジフェニルスルフィドおよびそれらの誘導
体、アナログおよびホモログ等のような、炭化水素オイ
ルおよびハロ置換炭化水素オイルを含む。
【0179】酸化アルキレンポリマーおよびインターポ
リマーおよびそれらの末端水酸基がエステル化、エーテ
ル化等によって修飾されたそれらの誘導体は、他の有用
なクラスの公知の合成潤滑油を構成する。
【0180】使用され得る他の適切なクラスの合成潤滑
油は、ジカルボン酸およびポリカルボン酸のエステル、
ならびにC5からC20のモノカルボン酸およびポリオー
ルおよびポリオールエーテルから形成されるエステルを
含む。
【0181】他の合成潤滑油は、リン含有酸、ポリマー
性テトラヒドロフラン等の液体エステル、シリコンベー
スオイル(例えばポリアルキル−、ポリアリール−、ポ
リアルコキシ−、またはポリアリールオキシ−シロキサ
ンオイルおよびシリケートオイル)を含む。
【0182】本明細書中上記で開示されたタイプの天然
のまたは合成のいずれかの、未精製、精製、および再精
製オイル(ならびにこれらの任意の2つ以上の混合物)
は、本発明の組成物において使用され得る。未精製オイ
ルは、さらなる精製処理無しで、天然または合成原料か
ら直接得られるオイルである。精製オイルは、1つ以上
の性質を改善するための1つ以上の精製工程においてさ
らに処理されたことを除いては、未精製オイルと同様で
ある。精製オイルは溶媒精製オイル、ヒドロ精製オイ
ル、ヒドロフィニッシュオイル、ヒドロ処理オイル、な
らびに水素化分解およびヒドロ異性化技術によって得ら
れたオイルを含む。
【0183】再精製オイルは、既に使用されている精製
オイルに適用する、精製オイルを得るために使用される
のと同様のプロセスによって、得られる。そのような再
精製油は、しばしば、使用済み添加剤およびオイル分解
生成物の除去のために指向された技術によって、さらに
処理される。
【0184】上述の潤滑粘性のオイルの特定の例は、C
hamberlin,III,U.S.4,326,9
72、ヨーロッパ特許公報107,282およびA.S
equeria,Jr.のLubricant Bas
e Oil and WaxProcessing、第
6章、Marcel Decker,Inc.、New
York(1994)に与えられ、このそれぞれは本
明細書中で、これらに含まれる関連の開示について参考
として援用される。
【0185】潤滑剤ベースオイルの基本的な、簡単な記
述が、D.V.Brockによる論文(「Lubric
ation Engineering」、第43巻、1
84−5頁、1987年3月)中にあり、その論文は、
その論文中に含まれる関連の開示について参考として特
別に援用される。
【0186】(他の添加剤)言及されたように、本発明
の潤滑油組成物は他の成分を含み得る。このような添加
剤の使用は任意であり、本発明の組成物中のその存在
は、個々の使用および要求される性能のレベルに従う。
このように、他の添加剤が含まれ得、または排除され得
る。組成物はジチオリン酸の亜鉛塩を含み得る。ジチオ
リン酸の亜鉛塩は、しばしばジチオリン酸亜鉛、O,
O’−ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛、および他の
通常使用される名前で呼ばれる。これらはときには略語
ZDPによって呼ばれる。ジチオリン酸の1つ以上の亜
鉛塩が、付加的な極圧、抗摩耗および抗酸化の性能を提
供するために少量存在し得る。
【0187】本明細書中上記で議論されたジチオリン酸
の亜鉛塩に加え、本発明の潤滑油中で任意に使用され得
る他の添加剤は、例えば界面活性剤、分散剤、増粘剤、
酸化防止剤、流動点降下剤、極圧剤、抗摩耗剤、色安定
剤および消泡剤を含む。上述の分散剤および増粘剤は、
本発明の組成物に加えて使用され得る。
【0188】本発明の組成物に含まれ得る、補助的な極
圧剤ならびに腐食および酸化防止剤は、塩素化した脂肪
族炭化水素、有機スルフィドおよびポリスルフィド、リ
ンエステル(ジヒドロカーボンおよびトリヒドロカーボ
ン亜リン酸エステル)、モリブデン化合物等によって例
証される。
【0189】補助的な増粘剤は(ときには粘度指数向上
剤または粘性改質剤とも呼ばれる)本発明の組成物中に
含まれ得る。増粘剤は通常ポリイソブテン、ポリメタク
リル酸エステル、ジエンポリマー、ポリアルキルスチレ
ン、エステル化したスチレン無水マレイン酸コポリマ
ー、アルケニルアレーン共役ジエンコポリマーおよびポ
リオレフィンを含むポリマーである。分散剤および/ま
たは抗酸化の性質もまた有する、本発明の増粘剤以外の
多機能性の増粘剤が、公知であり、本発明の生成物に加
えて任意に使用され得る。このような生成物は、本発明
の背景中に記載した出版物を含む、多くの出版物に記述
される。これらの出版物のそれぞれが本明細書中で参考
として明確に援用される。
【0190】流動点降下剤はたびたび本明細書中で記述
された潤滑油中に含まれる。例えばC.V.Smalh
eerおよびR.Kennedy Smith(Lez
ius−Hiles Company Publish
er,Cleveland,Ohio,1967)の
「Lubricant Additives」の8頁を
参考のこと。流動点降下剤、これらの調製および使用の
ための技術は米国特許第2,387,501号;同第
2,015,748号;同第2,655,479号;同
第1,815,022号;同第2,191,498号;
同第2,666,748号;同第2,721,877
号;同第2,721,878号;および同第3,25
0,715号に記述され、これらの関連の開示について
参考として明確に援用される。
【0191】安定な気泡の形成を減ずるかまたは防止す
るために使用する消泡剤は、シリコーンまたは有機ポリ
マーを含む。これらおよび付加的な消泡組成物の例はH
enry T.Kerner(Noyes Data
Corporation,1976)による「Foam
Control Agents」125−162頁に
記述される。
【0192】界面活性剤および分散剤は灰分生成または
無灰分型であり得る。灰分生成界面活性剤は、少なくと
も1つの炭素−リン間の直接結合によって特徴付けられ
る、スルホン酸、カルボン酸、フェノールまたは有機リ
ンの酸との、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の、
オイル溶解性中性および塩基性塩によって例証される。
【0193】用語「塩基性塩」は、金属が有機酸ラジカ
ルより化学量論的により多い量存在する、金属の塩を示
すために使用される。塩基性塩ならびにこれらの調製お
よび使用のための技術は当業者に周知であり、本明細書
中で詳細に議論する必要は無い。
【0194】無灰分界面活性剤および分散剤は、その構
造に依存して、界面活性剤または分散剤は燃焼によっ
て、酸化ホウ素または五酸化リンのような不揮発性の残
渣を生じ得るという事実にも関わらず、そう呼ばれる;
しかしながら、通常金属は含まず、それゆえ燃焼におい
て金属含有の灰分は生じない。多くの型が当該分野で公
知であり、かつ本発明の潤滑剤中での使用に適切であ
る。以下は例示である: (1)少なくとも約34および好ましくは少なくとも約
54の炭素原子を含むカルボン酸(またはそれらの誘導
体)と、アミンのような窒素含有化合物、フェノールお
よびアルコールのような有機ヒドロキシ化合物、および
/または塩基性無機物質との反応生成物。これらの「カ
ルボン酸分散剤」の例は、英国特許番号第1,306,
529号および以下を含む多くの米国特許中に記載され
る: 3,163,603 3,381,022 3,542,680 3,184,474 3,399,141 3,567,637 3,215,707 3,415,750 3,574,101 3,219,666 3,433,744 3,576,743 3,271,310 3,444,170 3,630,904 3,272,746 3,448,048 3,632,510 3,281,357 3,448,049 3,632,511 3,306,908 3,451,933 3,697,428 3,311,558 3,454,607 3,725,441 3,316,177 3,467,668 4,194,886 3,340,281 3,501,405 4,234,435 3,341,542 3,522,179 4,491,527 3,346,493 3,541,012 5,696,060 3,351,552 3,541,678 5,696,067 再発行番号26,433。
【0195】(2)相対的に高分子量の脂肪族または脂
環式ハライドと、アミン、好ましくはポリアルキレンポ
リアミンとの反応生成物。これらは「アミン分散剤」と
して特徴付けられ得、そしてこれらの例が、例えば以下
の米国特許中に記述される: 3,275,554 3,454,555 3,438,757 3,565,804。
【0196】(3)アルキル基が少なくとも約30の炭
素原子を含む、アルキルフェノールと、アルデヒド(特
にホルムアルデヒド)およびアミン(特にポリアルキレ
ンポリアミン)との反応生成物、これは「マンニッヒ分
散剤」として特徴付けられ得る。以下の米国特許中で記
述される物質は、例示である: 3,413,347 3,725,480 3,697,574 3,726,882 3,725,277。
【0197】(4)尿素、チオ尿素、二硫化炭素、アル
デヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換無水コハク
酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物、リン化合物
等のような試薬を用いた、カルボン酸アミンまたはマン
ニッヒ分散剤の後処理により得られる生成物。この種類
の例示物質が以下の米国特許中に記述される: 3,036,003 3,373,111 3,591,598 3,087,936 3,403,102 3,600,372 3,200,107 3,442,808 3,639,242 3,216,936 3,455,831 3,649,229 3,254,025 3,455,832 3,649,659 3,256,185 3,493,520 3,658,836 3,278,550 3,502,677 3,697,574 3,280,234 3,513,093 3,702,757 3,281,428 3,533,945 3,703,536 3,282,955 3,539,633 3,704,308 3,312,619 3,573,010 3,708,522 3,366,569 3,579,450 4,234,435 3,367,943。
【0198】(5)デシルメタクリレート、ビニルデシ
ルエーテルおよび高分子量オレフィンのような、油溶性
モノマーと、極性置換基を含むモノマー、例えば、アミ
ノアルキルアクリレートまたはメタクリレート、アクリ
ルアミドおよびポリ−(オキシエチレン)−置換アクリ
レートとのポリマーおよびコポリマー。これらは「ポリ
マー性分散剤」として特徴づけられ得、そしてこれらの
例が以下の米国特許中で開示される: 3,329,658 3,666,730 3,449,250 3,687,849 3,519,565 3,702,300。 上述の特許は無灰分分散剤の開示について、本明細書中
で参考として援用される。
【0199】上述の添加剤はそれぞれ潤滑組成物中に、
わずかに0.0001重量%ほどの濃度で存在し得、通
常約0.01重量%から約20重量%の範囲である。最
も多くの場合、これらは約0.1重量%から約10重量
%で、よりたびたびには約5重量%まで、それぞれ寄与
する。
【0200】本明細書中で記述した様々な添加剤は直接
潤滑剤に加えられ得る。しかしながら、好ましくはこれ
らは、実質的に不活性な、通常液体の有機希釈剤(例え
ば鉱油、ナフサ、ベンゼン、トルエンまたはキシレン)
を用いて希釈され、添加剤濃縮物を形成する。好ましい
添加剤濃縮物は、本明細書中上記で参照した希釈剤を含
む。これらの濃縮物は通常本発明の組成物の約0.1か
ら約80重量%を構成し、および、さらに、当該分野で
公知かまたは本明細書中上記に記述した1つ以上の他の
添加剤を含み得る。15%、20%、30%、または5
0%またはより高いような濃度が、使用され得る。以下
の実施例は、本発明の添加剤濃縮物を例示する。全ての
部は重量部であり、かつ本発明の生成物が使用される場
合を除いては、希釈していない、すなわち希釈剤無しに
基づく量であり、これらは希釈剤含量を調節することな
く調製されるよう列挙される。
【0201】これらの実施例は例示の目的のみのために
示され、そして本発明の範囲を限定することを意図しな
い。MRとの表現は金属比のことを呼び、化学量論的に
中性の生成物において存在する当量数に対する、存在す
る金属の当量数である。
【0202】(実施例A−B)7.6部の混合ジ−第二
級アルキルジチオリン酸の亜鉛塩、5.45部のジ(ア
ルキルフェニル)アミン、2.73部の硫黄化イソブチ
レン、1部のNaオーバーベース(MR16)ポリオレ
フィン(Mn〜1000)置換無水コハク酸、2.04
部のCaオーバーベース(MR11)アルキルベンゼン
スルホネート、1.55部のMgオーバーベース(MR
14.7)アルキルベンゼンスルホネート、2.83部
のCaオーバーベース(MR2.3)硫黄結合アルキル
フェノール、0.08部のシリコーン消泡剤のケロシン
溶液、40.91部の本発明で示された生成物および、
100部の濃縮物を調製するのに十分な鉱油希釈剤を、
高温で混合することによって、添加剤濃縮物を調製す
る。
【0203】(実施例C−D)9.2部のポリオレフィ
ン(Mn〜1000)置換無水コハク酸−ポリエチレン
ポリアミン混合反応生成物、5.81部のジ−混合第二
級アルキルジチオリン酸の亜鉛塩、3.54部の硫黄化
ジエン−アクリレートディールス−アルダー付加物、
1.53部のジ(アルキルフェニル)アミン、4.03
部のCaオーバーベース(MR12)硫黄結合アルキル
フェノール)、1.65部のMgオーバーベース(MR
14.7)アルキルベンゼンスルホネート、6.35部
のCaオーバーベース(MR3.5)硫黄結合アルキル
フェノール、2.08部のt−ブチル化アルキルフェノ
ール、0.06部のシリコーン消泡剤のケロシン溶液、
31.74部の本発明で示した生成物、および、全体で
100部の濃縮物にするための鉱油を、高温で混合する
ことによって、添加剤濃縮物を調製する。
【0204】上記実施例A−Bのように、本発明の列挙
した実施例の生成物を、40.91部の列挙した比較例
の生成物で置き換えて、比較添加剤濃縮物を調製する。 比較例 比較例番号の生成物 CompA Comp1。
【0205】上記実施例C−Dのように、本発明の列挙
した実施例の生成物を、31.74部の列挙した比較例
の生成物で置き換えて、比較添加剤濃縮物を調製する。 比較例 比較例番号の生成物 CompB Comp1。
【0206】本発明の潤滑組成物を以下の実施例によっ
て例示する。これらの実施例は例示の目的のみのために
示し、かつ本発明の範囲を限定することを意図しない。
潤滑組成物を、示した量の個々のまたは濃縮物からの特
定の成分と、全体で100重量部を形成するための潤滑
粘性のオイルとを、混合することによって調製する。示
した量は、重量部として示している。他に示さない限
り、ここでは成分を重量部として示し、これらはオイル
フリーに基づいて存在する化学物質の量である。このよ
うに、例えば、ブレンド中10重量%で使用した50%
オイルを含む添加剤は、5重量%の化学物質を提供す
る。ここでは、情報としての目的のみのために、オイル
または他の希釈剤含有量を与え、そして表中で示す量は
オイルを含むことを示さない。本発明の実施例の生成物
の量は、もしあるとしたら、オイル含有量を含む。
【0207】添加剤の効果を、表中でデータによって例
示する。ASTM標準D−445に示した手順を用いて
粘度を決定し、そしてASTM標準D−2270に示し
た手順を用いて粘度指数を決定した。ASTM手順D−
445は、一般に、較正したガラスキャピラリー粘度計
を通して、重力下で一定体積の液体が流れる時間を測定
することによる、液体石油生成物の動粘性係数の決定を
網羅する。これらを、センチストーク(略してcSt)
との用語で報告する。ASTM手順D−2270は、粘
度指数の計算の手段を提供する。見かけの粘度は、AS
TM手順D−5293を使用して測定し、−5と−30
℃の間のエンジンオイルの見かけの粘度は、示されるよ
うに、コールド−クランキング(Cold−Crank
ing)シミュレータおよびASTM手順4684を使
用して、−15と−35℃の間の温度について測定す
る。見かけの粘度は、センチポアズ(略してcP)で報
告し、これらの手順の全てがAnnual Book
of ASTM Standards、第5章、Pet
roleum Products.Lubricant
s and Fossil Fuels,ASTM,1
916 RaceStreet,Philadelph
ia,PA,USAにある。
【0208】(実施例I−II)これらの実施例は、本
発明のSAE 5W−30エンジンオイル組成物を例示
する。これらは11%の本発明で示した添加剤濃縮物、
7.5重量%のオイル溶液中9%オレフィンコポリマー
増粘剤、0.2%のViscoplex(登録商標)1
−330(オイル溶液中50%のポリメタクリレート流
動点降下剤として同定され、Rohm GMBHより得
られた)を、95%の100中性オイルおよび5%の1
50中性オイルからなる鉱油ベースストック中に含む。 (表1)
【0209】
【表1】
【0210】(5W−30エンジンオイルのためのSA
E J300標準:) 9.3<cSt@100℃<12.5;cP@−25℃
<3500。
【0211】(実施例II)これらの実施例は、本発明
のSAE 10W−40エンジンオイル組成物を例示す
る。これらは、14.4%の示した添加剤濃縮物、9.
3%のオイル溶液中12.5%オレフィンコポリマー増
粘剤、および0.25%のポリメタクリレート流動点降
下剤を、30%の90中性オイルおよび70%の150
中性オイルからなる鉱油ベースストック中に含む。 (表2)
【0212】
【表2】
【0213】(10W−40エンジンオイルのためのS
AE J300標準:) 12.5<cSt@100℃<16.3;cP@−20
℃<3500。
【0214】比較SAE 5W−30潤滑油組成物を、
実施例Iのように、本発明の添加剤濃縮物を、比較組成
物Comp1を含む、11.0重量%の列挙した比較添
加剤濃縮物で置き換えて、調製する。 (比較表1)
【0215】
【表3】
【0216】比較SAE 10W−40潤滑油組成物
を、実施例IIIのように、本発明の添加剤濃縮物を、
比較組成物Comp1を含む、14.4重量%の列挙し
た比較添加剤濃縮物で置き換えて、調製した。 (比較表2)
【0217】
【表4】
【0218】表1のデータを、比較表1のデータと比較
し、および表2のデータを、比較表2のデータと比較す
ると、本発明の組成物は、組成物中にアシル化ターポリ
マー成分を含まない組成物よりも、優れた100℃動粘
性を潤滑油に提供することがわかる。
【0219】本発明の組成物は、アシル化ポリオレフィ
ンから単独で誘導された対応する組成物が、最小限の1
00℃動粘性必要条件を満たし損なった場合、100℃
動粘性標準を満たす潤滑剤の調製を許容する。
【0220】潤滑剤を剪断条件下で使用する場合、潤滑
剤の粘度はしばしば時間と共に減少する。本発明の組成
物は、処方者が、粘度規格のより高い限度で、低温性能
に対する有害な影響無しに、潤滑剤を処方することを許
容し、その結果、潤滑剤がより長い期間「等級を保つ」
ことになる。
【0221】(通常液体の燃料)本明細書中上記で示し
たように、本発明の生成物はまた、通常液体の燃料の添
加剤としても使用され得る。
【0222】本発明の燃料組成物中で使用される燃料
は、当業者に周知であり、通常、炭化水素質(hydr
ocarbonaceous)石油蒸留燃料(例えば、
ASTM規格D−439−89およびD−4814−9
1によって定義されるモーターガソリン、ならびにAS
TM規格D−396−90およびD−975−91によ
って定義されるディーゼル燃料または燃料オイル)のよ
うな、大部分の通常液体の燃料を含む。アルコール、エ
ーテル、有機ニトロ化合物等のような、非炭化水素質物
質を含む燃料もまた、植物または鉱物源から誘導される
液体燃料と同様に、本発明の範囲内にある。アルコール
およびエーテルタイプ化合物の範囲は、酸素添加物とし
て記述される。酸素添加物含有燃料は、ASTM D−
4814−91中に記述される。任意の上述の燃料の混
合物は、有用である。
【0223】特に好ましい燃料はガソリン(すなわち、
10%蒸留点にて60℃〜90%蒸留点にて約205℃
のASTM沸点を有する炭化水素の混合物)、酸素添加
物、およびガソリン−酸素添加物ブレンドであり、すべ
て自動車ガソリンのための上述のASTM規格で定義さ
れている。最も好ましくは、ガソリンである。
【0224】燃料組成物は、典型的には、約0.001
重量%から約2重量%まで、よりたびたびには約0.5
重量%まで、さらによりたびたびには約0.2重量%ま
での本発明の添加剤を含む。
【0225】本発明の燃料組成物は、当業者に周知の他
の添加剤を含み得る。これらは、テトラアルキル鉛化合
物のようなアンチノック剤、ハロアルカンのような鉛捕
捉剤、染料、ヒンダードフェノールのような抗酸化剤、
アルキル化コハク酸およびコハク酸無水物およびこれら
の誘導体のような錆止め剤、静菌剤、補助的な分散剤お
よび界面活性剤、ゴム阻害剤、流動化剤、金属不活性化
剤、解乳化剤、防氷剤等を含み得る。本発明の燃料組成
物は、鉛−含有または鉛−非含有燃料であり得る。好ま
しくは鉛−非含有燃料である。
【0226】本発明を、好ましい実施態様に関連づけて
説明したが、これらの様々な改変が、本明細書を読むと
当業者に明らかとなることが理解される。それゆえ、本
明細書中で開示した本発明が、添付の請求の範囲の範囲
中に収まるこのような改変を網羅することが意図される
と理解される。
【0227】炭化水素置換カルボン酸アシル化剤を含有
するカルボン酸組成物であり、この炭化水素置換カルボ
ン酸アシル化剤はポリオレフィンおよびターポリマーを
同時に、または任意の順序で独立して次式の化合物およ
びその反応性原料からなる群より選択される、少なくと
も1つのカルボン酸反応物と反応させることにより調製
され、R3C(O)(R4nC(O)OR5(IV);こ
こで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカルビ
ル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であり、
そしてnは0または1であり;前述のカルボン酸組成物
と、1つ以上の以下との誘導体:(1)その構造内に少
なくとも1つのHN<基が存在することにより特徴づけ
られる、アミン;(2)アルコール;(3)反応性金属
または反応性金属化合物;および(4)(1)から
(3)の2種類以上の混合物;(4)の成分は、カルボ
ン酸アシル化剤の混合物と、同時に、または任意の順序
で連続的に反応させる;およびこれらの組成物を含有す
る添加剤濃縮物および潤滑油および燃料組成物。
【0228】
【発明の効果】本発明によれば、潤滑剤に対して低温で
の特性に悪影響を与えることなく、100℃での粘度に
改良を提供するカルボン酸組成物およびその誘導体の混
合物が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591131338 29400 Lakeland Boulev ard, Wickliffe, Ohi o 44092, United State s of America (72)発明者 ジェフリー ジー. ダイエッツ アメリカ合衆国 オハイオ 44118, ユ ニバーシティ ハイツ, エドガートン ロード 2264 (72)発明者 マシュー アール. シビック アメリカ合衆国 オハイオ 44147, ブ ロードビュー ハイツ, マグノリア ウ エイ 3405

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオレフィンおよびターポリマーと、
    同時に、または任意の順序で独立して、次式の化合物か
    らなる群より選択される、少なくとも1つのカルボン酸
    反応物とを反応させることにより調製される、炭化水素
    置換カルボン酸アシル化剤およびその反応性原料を含有
    するカルボン酸組成物: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
    ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
    り、およびnは0または1である。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の組成物であり、ここで
    前記カルボン酸組成物は炭化水素置換カルボン酸アシル
    化剤の混合物であり、該混合物は(A)および(B)を
    含有し、 (A)ポリオレフィン置換カルボン酸アシル化剤;およ
    び (B)ターポリマー置換カルボン酸アシル化剤; ここで(A)は少なくとも1つのポリオレフィンを、そ
    して(B)は少なくとも1つのターポリマーを;それぞ
    れ独立して少なくとも1つのカルボン酸反応物と反応さ
    せることにより調製される、組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の組成物であって、ここ
    で前記カルボン酸組成物は前記ポリオレフィンおよび前
    記ターポリマーを、少なくとも1つのカルボン酸反応物
    と同時に反応させることにより調製される前記カルボン
    酸アシル化剤である、組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の組成物であって、ここ
    で前記カルボン酸組成物は前記ポリオレフィンと少なく
    とも1つの前記カルボン酸反応物を反応させ、次に少な
    くとも1つの前記ターポリマーおよび任意の追加的なカ
    ルボン酸反応物を該反応混合物に添加し、その後該混合
    物を反応させることにより調製された前記カルボン酸ア
    シル化剤である、組成物。
  5. 【請求項5】 前記ポリオレフィンが、約300〜約2
    0,000の範囲のMnを有し、C2-28オレフィンおよ
    びその混合物から誘導される、請求項1〜4のいずれか
    1つに記載の組成物。
  6. 【請求項6】 前記ポリオレフィンが、約300〜約1
    0,000の範囲のMnを有し、エチレン含量が約25
    〜約75重量%の範囲であるエチレン−プロピレンコポ
    リマーである、請求項5に記載の組成物。
  7. 【請求項7】 前記ポリオレフィンが、約300〜約
    5,000の範囲のM nを有するポリイソブチレンであ
    り、ここで少なくとも約30%の鎖が末端ビニリデン基
    を有する、請求項5に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 前記ターポリマーが、エチレン、C3-28
    オレフィンおよび非共役ポリエンを含有するモノマー混
    合物から誘導されるターポリマーを含み、該ターポリマ
    ーが、約1,000〜約15,000の範囲のMnを有
    する、請求項1〜4のいずれか1つに記載の組成物。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の組成物であって、ここ
    で前記モノマー混合物が、約25重量%〜約85重量%
    のエチレン、プロピレンを含有し、かつ、ジシクロペン
    タジエンおよびアルキリデンノルボルネンからなる群よ
    り選択される、少なくとも1つの非共役ジエンを約0.
    5重量%〜約15重量%含有する、組成物。
  10. 【請求項10】 請求項1〜4のいずれか1つに記載の
    組成物であって、ここで少なくとも1つのカルボン酸反
    応物(IV)またはそれらの反応性原料は、グリオキシ
    ル酸、その水和物および次式の化合物からなる群より選
    択され、 【化1】 ここで、各R3およびR5およびR9は独立してHまたは
    ヒドロカルビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレ
    ン基であり、そしてnは0または1である、組成物。
  11. 【請求項11】 化合物(V)が低級アルキルグリオキ
    シレート、低級アルキルヘミアセタールである、請求項
    10に記載の組成物。
  12. 【請求項12】 カルボン酸組成物を調製する方法であ
    って、少なくとも1つのポリオレフィン、および少なく
    とも1つのターポリマーを、それぞれ独立して、次式の
    化合物からなる群より選択される、少なくとも1つのカ
    ルボン酸反応物およびその反応性原料と反応させること
    により得られたカルボン酸アシル化剤を共に混合する工
    程を包含する、方法: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
    ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
    り、そしてnは0または1である。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の方法であって、こ
    こで前記ポリオレフィンおよび前記ターポリマーのそれ
    ぞれは独立して、それぞれ該ポリオレフィンおよび該タ
    ーポリマーの炭素対炭素の二重結合当量あたり、約0.
    8〜約1.5モルのカルボン酸反応物と反応する、方
    法。
  14. 【請求項14】 カルボン酸組成物を調製する方法であ
    って、ポリオレフィンおよびターポリマーの混合物を、
    次式の化合物およびその反応性原料からなる群より選択
    される、少なくとも1つのカルボン酸反応物と反応させ
    る工程を包含する、方法: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
    ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
    り、そしてnは0または1である。
  15. 【請求項15】 カルボン酸組成物を調製する方法であ
    って、ポリオレフィンと次式の化合物およびその反応性
    原料からなる群より選択される、少なくとも1つのカル
    ボン酸反応物とを反応させる工程: R3C(O)(R4nC(O)OR5 (IV) ここで、各R3およびR5は独立してHまたはヒドロカル
    ビル基であり、R4は2価のヒドロカルビレン基であ
    り、そしてnは0または1である;次に、少なくとも1
    つのターポリマー、および任意の追加のカルボン酸反応
    物を該反応混合物に添加する工程;その後該混合物を反
    応させる工程、を包含する方法。
  16. 【請求項16】 潤滑油の増粘分散剤として有用な組成
    物であって、請求項1〜11のいずれか1つに記載のカ
    ルボン酸組成物を以下からなる群より選択される少なく
    とも1つの反応物とさらに反応させたものを含む、組成
    物:(1)アミンであって、その構造内に少なくとも1
    つのHN<基が存在することにより特徴づけられる、ア
    ミン;(2)アルコール;(3)反応性金属または反応
    性金属化合物;および(4)(1)から(3)の2つ以
    上の混合物;(4)の成分は、該カルボン酸組成物と、
    同時にまたは任意の順序で連続して反応させる。
  17. 【請求項17】 請求項12〜15のいずれか1つに記
    載の方法であって、前記カルボン酸組成物を以下からな
    る群より選択される少なくとも1つの反応物とさらに反
    応させる工程を包含する、方法:(1)アミンであっ
    て、その構造内に少なくとも1つのHN<基が存在する
    ことにより特徴づけられる、アミン;(2)アルコー
    ル;(3)反応性金属または反応性金属化合物;および
    (4)(1)から(3)の2つ以上の混合物;(4)の
    成分は、該カルボン酸組成物と、同時にまたは任意の順
    序で連続して反応させる。
  18. 【請求項18】 請求項16に記載の組成物であって、
    ここで、前記ポリオレフィンが、少なくとも鎖の約30
    %が末端ビニリデン基を有するポリイソブチレンであ
    り、前記ターポリマーがエチレン−プロピレン非共役ジ
    エンターポリマーであり、前記カルボン酸反応物(I
    V)またはその反応性原料が、グリオキシル酸、グリオ
    キシル酸一水和物および低級アルキルグリオキシレー
    ト、低級アルキルヘミアセタールからなる群より選択さ
    れ、そして前記アミンがエチレンポリアミンである、組
    成物。
  19. 【請求項19】 請求項1〜11、16および18のい
    ずれか1つに記載のカルボン酸組成物を約10〜80重
    量%含有し、および実質的に不活性な有機希釈剤を20
    〜90重量%含有する、添加剤濃縮物。
  20. 【請求項20】 主要量の潤滑粘性を有する油、ならび
    に少量の請求項1〜11、16および18のいずれか1
    つに記載のカルボン酸組成物を含有する、潤滑油組成
    物。
  21. 【請求項21】 主要量の通常液体の燃料、ならびに少
    量の請求項1〜11、16および18のいずれか1つに
    記載の組成物を含有する、燃料組成物。
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