JP2008531821A - ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン組成物および該組成物を含有する潤滑組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
ジチオカルバミン酸モリブデンは、次式(1)
1.ホウ酸系および/または無ホウ酸系分散剤
2.追加の抗酸化化合物
3.シール用膨潤組成物
4.摩擦調節剤
5.極圧/抗磨耗剤
6.粘度調節剤
7.流動点降下剤
8.清浄剤
9.ホスフェート
10.消泡剤
11.錆抑制剤
12.銅腐食抑制剤
の1種または複数を含むことができる。
無ホウ酸系無灰分散剤は、最終の液体組成物中に、オイルを除外した量を基準として10重量%まで組み込むことができる。
参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,198,133号および4,857,214号に開示されているものも、考え得る分散用添加物として包含される。これらの特許の分散剤は、アルケニルコハク酸イミドまたはコハク酸イミド無灰分散剤とリンエステルとのまたは無機リン含有酸または無水物およびホウ素化合物との反応生成物に匹敵する。
所望なら、本発明の組成物中でその他の抗酸化剤を使用できる。典型的な抗酸化剤には、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、第2級芳香族アミン系抗酸化剤、硫化フェノール系抗酸化剤、油溶性銅化合物、リン含有抗酸化剤、有機スルフィド、ジスルフィドおよびポリスルフィドなどが含まれる。
シールを柔軟に保持するように設計された組成物は、当技術分野で周知である。好ましいシール用膨潤組成物はイソデシルスルホランである。シール用膨潤剤は、好ましくは、組成物中に約0.1〜3重量%で組み込まれる。置換された3−アルコキシスルホランが、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,029,587号に開示されている。
摩擦調節剤も当業者に周知である。摩擦調節剤の有用なリストは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,792,410号に含まれている。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,110,488号には、脂肪酸の金属塩、特に亜鉛塩が開示されている。有用な摩擦調節剤には、脂肪ホスファイト、脂肪酸アミド、脂肪エポキシド、ホウ酸系脂肪エポキシド、脂肪アミン、グリセロールエステル、ホウ酸系グリセロールエステルアルコキシル化脂肪アミン、ホウ酸系アルコキシル化脂肪アミン、脂肪酸の金属塩、硫化オレフィン、脂肪イミダゾリン、ジチオカルバミン酸モリブデン(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,259,254号)、モリブデン酸エステル(例えば、双方とも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,137,647号および米国特許第4,889,647号)、硫黄供与体を含むモリブデン酸アミン(例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,164,473号)、およびこれらの混合物が含まれる。
ジアルキルジチオリン酸コハク酸エステルを添加して抗磨耗保護を提供できる。亜鉛塩は、好ましくは、ホスホロジチオン酸またはジチオカルバミン酸の亜鉛塩として添加される。使用するのに好ましい化合物の中には、ジイソオクチルジチオリン酸亜鉛およびジベンジルジチオリン酸亜鉛およびアミルジチオカルバミン酸がある。また、潤滑組成物には、抗磨耗/極圧性能を付与するために亜鉛塩と同じ重量%範囲で、ホスホン酸水素ジブチル(DBPH)、モノチオリン酸トリフェニル、およびジブチルアミン、二硫化炭素、およびアクリル酸のメチルエステルを反応させることによって形成されるチオカルバミン酸エステルが含められる。チオカルバミン酸エステルは、米国特許第4,758,362号に記載されており、リン含有金属塩は、米国特許第4,466,894号に記載されている。双方の特許は、参照により本明細書に組み込まれる。アンチモンまたは鉛塩も、極圧用に使用できる。好ましい塩はジアミルジチオカルバミン酸アンチモンのようにジチオカルバミン酸からなる。
粘度調節剤(VM)および分散粘度調節剤(DVM)は周知である。VMおよびDVMの例が、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリオレフィン、スチレン−マレイン酸エステルコポリマー、ならびに、ホモポリマー、コポリマーおよびグラフトポリマーを含む類似の高分子系物質である。購入可能なVM、DVMの例、およびそれらの化学類型を以下に列挙する。DVMは、それらの番号の後に(D)で示す。購入可能な代表的粘度調節剤を下表1に挙げる。
これらの成分は、潤滑油の低温品質を改善するのに特に有用である。好ましい流動点降下剤は、アルキルナフタレンである。流動点降下剤は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,880,553号および4,753,745号に開示されている。PPDは、一般に、潤滑組成物に応用されて低温度および低剪断速度で測定される粘度を低減する。流動点降下剤は、好ましくは、0.1〜5重量%の範囲で使用される。潤滑液の低温度、定剪断速度でのレオロジーを評価するのに使用される試験の例には、ASTM D97(流動点)、ASTM D2983(ブルックフィールド粘度)、D4684(ミニ−ロータリー粘度計)およびD5133(走査型ブルックフィールド)が含まれる。
購入できる流動点降下剤の例およびそれらの化学類型を表2に挙げる。
また、潤滑組成物には、多くの場合好ましくは、清浄剤が含まれる。本発明で使用する場合、清浄剤は、好ましくは有機酸の金属塩である。清浄剤の有機酸部分は、好ましくは、スルホン酸、カルボン酸、石炭酸、またはサリチル酸である。清浄剤の金属部分は、好ましくは、アルカリまたはアルカリ土類金属である。好ましい金属は、ナトリウム、カルシウム、カリウム、およびマグネシウムである。好ましくは、清浄剤は、塩基過剰であり、これは、中性金属塩を形成するのに必要な金属を超えて化学量論的に過剰な金属が存在することを意味する。
また、潤滑組成物は、好ましくは、少なくとも1種の亜リン酸、亜リン酸塩、亜リン酸エステル、または硫黄含有類似体を始めとするそれらの誘導体を、好ましくは0.002〜1.0重量%の量で含むことができる。亜リン酸、それらの塩、エステルまたは誘導体には、亜リン酸エステルまたはその塩、ホスファイト、リン含有アミド、リン含有カルボン酸またはエステル、リン含有エーテル、およびこれらの混合物から選択される化合物が含まれる。
化合物の1つの部類は、O,O−ジアルキルホスホロジチオアートとマレイン酸またはフマル酸との付加物である。該化合物は、例えば、O,O−ジ(2−エチルヘキシル)S−(1,2−ジカルボブトキシエチル)ホスホロジチオアートに関して米国特許第3,359,203号に記載されているような既知の方法で調製できる。
(ii)Ciba Geigy Corp.からIRGALUBE(登録商標)63として購入可能であるもののような、カルボン酸のジチオリン酸エステル、
(iii)Ciba Geigy Corp.からIRGALUBE(登録商標)TPPTとして購入可能であるもののような、トリフェニルホスホロチオナート、および
(iv)そのアルキル基が4〜8個の炭素原子を含むメチレンビス(ジアルキルジチオカルバメート)。例えば、メチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)がR.T.Vanderbilt Co.Inc.からVANLUBE 7723(登録商標)として購入可能である。
リン化合物の好ましい群は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,354,484号に記載されているような、ジアルキルリン酸モノアルキルの第1級アミン塩である。85%リン酸は、完全に製剤されたATFパッケージに添加するための好ましい化合物であり、好ましくは、ATFの重量を基準にして約0.01〜0.3重量%の濃度で含められる。
消泡剤は、シリコーンまたはフルオロシリコーンとして、当技術分野で周知である。このような消泡剤は、Dow Corning Chemical CorporationおよびUnion Carbide Corporationから入手できる。好ましいフルオロシリコーン消泡剤製品は、Dow FS−1265である。好ましいシリコーン消泡剤製品は、Dow Corning DC−200およびUnion Carbide UC−L45である。組成物に単独でまたは混合物の状態で含めることのできるその他の消泡剤は、PC−1244として知られる、ウェストバージニア州ニトロのMonsanto Polymer Products Co.から入手できるポリアクリレート系消泡剤である。また、ミシガン州ファーミントンヒルズのOSI Specialties Inc.から入手できるシロキサンポリエーテルコポリマー消泡剤も含めることができる。1つのこのような材料は、SILWET−L−7220として販売されている。消泡剤製品は、好ましくは、本発明の組成物中に、オイルを除いた基準である有効成分として5〜80ppmの濃度で含められる。
錆抑制剤の実施形態には、アルキルナフタレンスルホン酸の金属塩が含まれる。
任意選択で添加してもよい銅腐食抑制剤の実施形態には、チアゾール、トリアゾールおよびチアジアゾールが含まれる。このような化合物の例となる実施形態には、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、2−メルカプト−ベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルチオ−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルジチオ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ヒドロカルビルチオ)−1,3,4−チアジアゾール、および2,5−ビス(ヒドロカルビルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールが含まれる。
以下の実施例は、本発明を例示する目的で提供され、本発明を制限することを意図したものではない。パーセントおよび部は、特記しない限り、すべて重量を基準とする。
500mLの丸底フラスコに、水(23.5g)、(2−エチルヘキシル)トリデシルアミン(70.7g、0.226モル)およびErgon Hygoldオイル(8.8g)を仕込む。混合物を約20℃に冷却し、次いで、十分に撹拌しながら三酸化モリブデン(16.2g、0.113モル)を添加する。冷却浴を使用して、二硫化炭素(18.0g、0.237モル)を、反応温度が45℃を超えない速度で添加する。すべての二硫化炭素を添加した後、混合物を、55〜60℃で30分間撹拌し、次いで4.5時間加熱還流する。次いで、蒸留のためにコンデンサーを取り付け、混合物を加熱してほとんどの水を留去する。次いで、徐々に十分な真空とし、温度を125〜130℃で2.5〜3時間維持する。真空を解除し、Ergon Hygold 100オイル(100g)を添加する。次いで、生成物を80℃で吸引濾過し、澄明の暗褐色液体(BT−521−144)を得る。
500mLの丸底フラスコに、水(23.5g)、イソデシルオキシプロピル−イソプロピルアミン(Tomah3 ProductsからSA−14,3−エーテルアミンとして入手できる)(55.3g、〜0.23モル)およびUninap 100SDオイル(8.8g)を仕込む。混合物を約20℃に冷却し、次いで、十分に撹拌しながら三酸化モリブデン(16.2g、0.113モル)を添加する。冷却浴を使用して、二硫化炭素(18.0g、0.237モル)を、反応温度が30℃を超えない速度で添加する。すべての二硫化炭素を添加した後、混合物を約6.5時間加熱還流する。次いで、蒸留のためにコンデンサーを取り付け、混合物を加熱してほとんどの水を留去する。徐々に十分な真空とし、温度を125〜130℃で30分間維持する。真空を解除し、さらなるUninap 100SDオイル(41.2g)を添加し、生成物をまだ熱い間に吸引濾過し、澄明の暗赤−琥珀色の液体(BT−521−167)を得る。
500mLの丸底フラスコに、水(23.5g)、アルコキシプロピル−イソプロピルアミン(アルキル=C12〜C15)(Tomah3 ProductsからSA−19,3−エーテルアミンとして入手できる)(80.0g、〜0.23モル)およびUninap 100SDオイル(8.8g)を仕込む。混合物を約25℃に冷却し、次いで、十分に撹拌しながら三酸化モリブデン(16.2g、0.113モル)を添加する。冷却浴を使用して、二硫化炭素(18.0g、0.237モル)を、反応温度が40℃を超えない速度で添加する。すべての二硫化炭素を添加した後、混合物を約3.5時間加熱還流する。次いで、蒸留のためにコンデンサーを取り付け、混合物を加熱してほとんどの水を留去する。徐々に十分な真空とし、温度を125〜130℃で30分間維持する。真空を解除し、生成物をまだ熱い間に吸引濾過し、澄明の暗赤−琥珀色の液体(BT−521−177)を得る。
本発明は、本発明のジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを含有する潤滑組成物、および潤滑組成物中での本発明化合物の改善された溶解性に関する。表1のデータは、本発明化合物が、Infineumオイル中、−10℃で、対称アミン系モリブデンDTC、MOLYVAN(登録商標)822よりもはるかにより良好な溶解性を有し、90日間の全試験期間中、溶液のままで留まることを示している。
この実施例で使用する摩擦特性試験法は、ASTM法D5707「高振動数、直線振動(SRV)試験機を使用する潤滑グリースの摩擦および磨耗特性測定」の下、ASTM基準アニュアルブック2004のセクション5、石油製品、潤滑油、および化石燃料、05.03巻に由来する。この試験は、この方法の中で試験方法の概要に「本試験方法は、試験ディスクに対して一定の荷重の下で振動する試験球を使用するSRV試験機で実施される」と記載されている。この試験は、時間を2時間から1時間に短縮したこと以外は、最初の試験説明から修正しなかった。本方法の「範囲」の中で、「本試験方法は、類似の試験条件下で液体潤滑油の磨耗保護能力および摩擦係数を判定するのに使用することもできる」と述べられている。後記のグラフに試験条件を示す。添加剤製剤によって基油の摩擦係数を低減することは、潤滑油製剤で所望される目標である。ジチオカルバミン酸モリブデンは、これを達成することが知られているが、この摩擦をさらにいっそう低減することが望ましい。後記のグラフは、この発明のさらなる改善を立証している。市販C8/C13と記載されている化合物は、2種の対称アミンからTanakaの特許により調製された非対称ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンである。結果を図1にグラフで示す。
本発明化合物は、驚くべきことに、対称アミンから調製されるジチオカルバミン酸モリブデン、例えばMOLYVAN822よりも同一のモリブデン濃度でかなり低い粘度を示し、そのため、より容易に添加剤を取り扱うことができる(従来技術を超えるさらなる改善)。実施例1、2および3の化合物は、それぞれ、添加する希釈オイルの量を変えることによって3種の異なるモリブデン濃度で調製した。粘度を測定し、図2でモリブデン濃度に対してプロットした。図2は、粘度対モリブデン含有量の曲線が本発明のBT−521−144、BT−521−167およびBT−521−177の化合物に対してよりもC13/C13MOLYVAN822に対してはるかにより鋭く立ち上がっていることを示している。
Claims (19)
- 式R1−NH−R2(ここで、R1およびR2は異なり、C3〜C19のアルキル基から独立に選択される)の非対称ジアルキルアミンを含む少なくとも1種のジアルキルアミン、
二硫化炭素、および
モリブデン供給源
の反応生成物を含有する、潤滑油組成物のための添加剤。 - 非対称ジアルキルアミンが、(2−エチルヘキシル)トリデシルアミン、イソデシルオキシプロピル−イソプロピルアミンおよびアルキルオキシプロピル−イソプロピルアミン(ここで、アルキルはC12〜C15の1種または複数である)の1種または複数からなる群から選択される、請求項1に記載の添加剤。
- R3がR4と異なる、請求項3に記載の組成物。
- R1およびR3が2−エチルヘキシルであり、かつR2およびR4がトリデシルである、請求項4に記載の組成物。
- R1およびR3がイソデシルオキシプロピルであり、かつR2およびR4がイソプロピルアミンである、請求項4に記載の組成物。
- R1およびR3がアルキルオキシプロピル(ここで、アルキルは、C12〜C15の1種または複数である)であり、かつR2およびR4がイソプロピルアミンである、請求項4に記載の添加剤。
- 添加剤のモリブデン含有量が約12〜15重量%である、請求項3に記載の組成物。
- 第1ジチオカルバミン酸モリブデンの量が、第1および第2ジチオカルバミン酸モリブデンの総重量の少なくとも約20重量%である、請求項9に記載の潤滑組成物。
- 第1ジチオカルバミン酸モリブデンの量が、第1および第2ジチオカルバミン酸モリブデンの総重量の少なくとも約15重量%である、請求項13に記載の方法。
- 第1ジチオカルバミン酸モリブデンの量が、第1および第2ジチオカルバミン酸モリブデンの総重量の少なくとも約20重量%である、請求項14に記載の方法。
- 式R1−NH−R2(ここで、R1およびR2は、C3〜C19のアルキル基から独立に選択される)の非対称ジアルキルアミンを含む少なくとも1種のジアルキルアミン、
二硫化炭素、および
モリブデン供給源
を反応させることを含む、粘度が改善されおよび/または摩擦の低下したジチオカルバミン酸モリブデンの調製方法。 - ジチオカルバミン酸モリブデンが改善された粘度を有する、請求項14に記載の方法。
- 第1ジチオカルバミン酸モリブデンの量が、第1および第2ジチオカルバミン酸モリブデンの総重量の少なくとも約20重量%である、請求項18に記載の添加剤組成物。
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