JP2019516839A - 促進酸添加後の遅延を用いたカルシウムスルホネート及びカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物及び製造方法 - Google Patents

促進酸添加後の遅延を用いたカルシウムスルホネート及びカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物及び製造方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】過塩基性カルシウムスルホネート又はカルシウムマグネシウムスルホネートグリースを作製する方法であって、DDBSAのような促進酸の少なくとも一部の添加と、次に続いて加えられる成分の少なくとも一部の添加との間に1又は複数の遅延期間を用いている。遅延期間は、温度調節遅延又は保持遅延期間であってよい。過塩基性カルシウムスルホネート又はカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物は、0.5%乃至5%の促進酸を含んでおり、カルシウムヒドロキシアパタイトの量を低減して、カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムに起因した全水酸化物等価塩基度の約10%乃至25%の水酸化物等価塩基度をもたらす一方で、高い滴点を維持する。

Description

[関連出願の参照]
本出願は、2016年5月18日に出願された米国仮特許出願第62/338,193号について利益及び優先権を主張している。
[1.技術分野]
本発明は、過塩基性カルシウムスルホネートグリース及び過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリースに関しており、それらグリースは、滴点が高く、増ちょう剤収率(thickener yield)が良好なスルホネート系グリースを生成するために、促進酸の添加とその後の1又は複数の他の成分の添加との間に1又は複数の遅延期間を設けて作製されている。本発明はまた、以下の方法又は成分の1又は複数と組み合わせて促進酸遅延期間を使用することによって作製されるこのようなグリースに関する:(1)コンプレックス化酸(complexing acid)と反応するためのカルシウム含有塩基として、カルシウムヒドロキシアパタイト及び/又は付加結晶性炭酸カルシウムを加えること;(2)アルカリ金属水酸化物の添加;(3)非水性変換剤の遅延添加;(4)マグネシウムスルホネートの遅延添加;又は(5)マグネシウムスルホネートの分割添加。
[2.関連技術の説明]
過塩基性カルシウムスルホネートグリースは、長年にわたって確立されているグリースのカテゴリである。そのようなグリースを作製する1つの公知の方法は、「プロモーション(promotion)」及び「変換(conversion)」の工程を含む二工程処理である。一般に、第1の工程(「プロモーション」)は、塩基源としての酸化カルシウム(CaO)又は水酸化カルシウム(Ca(OH))の化学量論過剰量を、アルキルベンゼンスルホン酸、二酸化炭素(CO)、及び他の成分と反応させて、非晶質炭酸カルシウムが分散した油溶性過塩基性カルシウムスルホネートを生成するものである。これらの過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、一般に、澄明で輝いており、ニュートンレオロジーを有している。それらは、僅かに濁っている場合もあるが、そのようなばらつきは、過塩基性カルシウムスルホネートグリースの調製における使用を妨げるものではない。本開示の目的に関して、「過塩基性油溶性カルシウムスルホネート」及び「油溶性過塩基性カルシウムスルホネート」並びに「過塩基性カルシウムスルホネート」の用語は、カルシウムスルホネートグリースを作製するのに好適な任意の過塩基性カルシウムスルホネートを指す。
一般に、第2の工程(「変換」)は、必要であれば、初期グリースが非常に硬くなるのを避けるために適切な基油(鉱油など)と共に、プロピレングリコール、イソプロピルアルコール、水、蟻酸又は酢酸などの変換剤をプロモーション工程での産物に加えて、非常に微粉である結晶性炭酸カルシウムの分散物(カルサイト)へと、過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる非晶質炭酸カルシウムを変換するものである。酢酸又は他の酸が変換剤として使用される場合、典型的には、水と別の非水性変換剤(アルコールのような第3の変換剤)とが更に使用される。或いは、水のみが(第3の変換剤を用いずに)加えられる場合には、変換は、典型的には、加圧容器内で起こる。過塩基性とするために、過剰な水酸化カルシウム又は酸化カルシウムが使用されるので、残存する少量の酸化カルシウム又は水酸化カルシウムも、油溶性過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる一部として存在しているかも知れず、それらは、初期グリース構造中に分散するであろう。変換によって形成された、極めて微粉の炭酸カルシウムは、コロイド分散としても知られ、カルシウムスルホネートと相互作用してグリース様粘ちょう性(grease-like consistency)を成す。二工程処理を通じて生成されるそのような過塩基性カルシウムスルホネートグリースは、「単純カルシウムスルホネートグリース(simple calcium sulfonate greases)」として知られており、例えば、米国特許第3,242,079号、米国特許第3,372,115号、米国特許第3,376,222号、米国特許第3,377,283号及び米国特許第3,492,231号に開示されている。
反応を注意深く制御することにより、これら2つの工程を組み合わせて単一の工程とすることも、従来技術において知られている。この一工程処理において、単純カルシウムスルホネートグリースは、二酸化炭素、並びに、促進剤(二酸化炭素と過剰量の酸化カルシウム又は水酸化カルシウムとの反応によって非晶質炭酸カルシウム過塩基化が生じる)、及び、変換剤(非晶質炭酸カルシウムを非常に微粉の結晶性炭酸カルシウムへと変換する)の双方として同時に作用する反応物系の存在下で、適当なスルホン酸が水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの何れかと反応することによって調製される。従って、グリース様粘ちょう性は、過塩基性油溶性カルシウムスルホネート(二工程処理における第1の工程の産物)が、実際に形成されて別産物として分離することのないような単一の工程で生じる。この一工程処理は、例えば、米国特許第3,661,622号、米国特許第3,671,012号、米国特許第3,746,643号及び米国特許第3,816,310号に開示されている。
単純カルシウムスルホネートグリースの他に、カルシウムスルホネートコンプレックスグリースも、従来技術において知られている。これらのコンプレックスグリースは、一般に、水酸化カルシウム又は酸化カルシウムなどのカルシウム含有強塩基を、二工程処理又は一工程処理の何れかで作製される単純カルシウムスルホネートグリースに加えて、化学量論等量まで、12−ヒドロキシステアリン酸、ホウ酸、酢酸又はリン酸などのコンプレックス化酸(変換前に加えられる場合には、変換剤であってもよい)と反応させることによって作製される。単純グリースに対して主張されているカルシウムスルホネートコンプレックスグリースの利点には、粘着性が低下すること、圧送性(pumpability)が改善されること、及び高温実用性が改善されることが含まれる。カルシウムスルホネートコンプレックスグリースは、米国特許第4,560,489号、米国特許第5,126,062号、米国特許第5,308,514号及び米国特許第5,338,467号に開示されている。
更に、(最終グリース中の過塩基性カルシウムスルホネートの割合をより少なくすることによって)改善された増ちょう剤収率及び滴点の両方をもたらす、カルシウムスルホネートコンプレックスグリース組成物とその製造方法とがあることが望ましい。本明細書では、用語「増ちょう剤収率」は、 潤滑グリース製造において一般的に使用される標準的な浸透試験ASTM D217又はD1403によって測定されるような、グリースに特定の所望の粘ちょう度を与えるために必要とされる高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの濃度である。用語「滴点」は、潤滑グリース製造に一般的に使用される標準滴点試験ASTM D2265を用いて得られた値を指す。公知の従来技術の組成物及び方法論の多くは、少なくとも575°Fの滴点を有し、NLGI No.2カテゴリに適したグリースを達成するために、(最終グリース生成物の重量比で)最低でも36%という量の過塩基性カルシウムスルホネートを必要とする。過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、カルシウムスルホネートグリースの製造において最も高価な成分の一つであり、従って、最終のグリースにおけて所望のレベルの硬度をなお維持しながら、この成分の量を低減する(それによって、増ちょう剤収率を高める)ことが望ましい。
十分に高い滴点を維持しながら増ちょう剤の収率を向上させる既知の幾つかの組成物及び方法がある。例えば、使用する過塩基性カルシウムスルホネートの量を実質的に減少させるために、多くの先行技術文献は高圧反応器を利用している。具体的には、過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合が36%未満で、ちょう度がNLGI No.2グレード内にある(又は、グリースの60往復混和ちょう度が265乃至295である)場合に、高圧反応器を要することなく、滴点が常に575°F以上である過塩基性カルシウムスルホネートグリースを得ることが望ましい。滴点は、潤滑グリースの高温実用限界についての、第一の且つ最も容易に定められる指針なので、より高い滴点が望ましいと考えられる。
また、必要とする過塩基性カルシウムスルホネートが36%未満である過塩基性カルシウムスルホネートグリースは、米国特許第9,273,265号及び第9,458,406号に記載された組成物及び方法を用いて達成される。‘265特許及び‘406特許は、コンプレックス過塩基性カルシウムスルホネートグリースを作製する際のコンプレックス化酸との反応のためのカルシウム含有塩基として、付加結晶性炭酸カルシウム及び/又は付加カルシウムヒドロキシアパタイト(付加水酸化カルシウム又は酸化カルシウムがあってもなくともよい)を使用することを教示している。これらの特許の以前に、公知の先行技術は、カルシウムスルホネートグリースの製造のための塩基性カルシウムの供給源として、或いは、カルシウムスルホネートコンプレックスグリースを形成するためのコンプレックス化酸との反応に必要な成分として、酸化カルシウム又は水酸化カルシウムの使用を決まって教示していた。公知の先行技術は、水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの添加が、コンプレックス化酸と完全に反応するのに十分な水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの全レベルを提供するのに十分な量(過塩基性油溶性カルシウムスルホネートに存在する量の水酸化カルシウム又は酸化カルシウムに足される場合)である必要があることを教示していた。また、公知の先行技術は一般に、炭酸カルシウムの存在(炭酸塩化後にカルシウムスルホネート中に分散された非晶質炭酸カルシウムの存在ではなく、別個の成分として、或いは、水酸化カルシウム又は酸化カルシウム中の「不純物」として)は、少なくとも2つの理由で避けられるべきであると教示していた。第1の理由は、炭酸カルシウムは一般に弱塩基であると考えられており、コンプレックス化酸と反応して最適なグリース構造を形成するのには不適切である。第2の理由は、未反応固体カルシウム化合物(炭酸カルシウム、水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを含む)の存在が変換プロセスを妨害し、その結果、未反応固体が変換前又は変換前に除去されない場合にはグリースが粗悪になることである。しかしながら、‘265特許及び‘406特許に記載されているように、本出願人は、別個の成分として(過塩基性カルシウムスルホネート中に含有する炭酸カルシウムの量に加えて)炭酸カルシウム、カルシウムヒドロキシアパタイト、又はそれらの組合せを、付加水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの有無に拘わらず、コンプレックス化酸と反応する成分として加えることで、優れたグリースを作製することを明らかにした。
‘265特許及び‘406特許に加えて、(過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる量の炭酸カルシウムに加えて)別個の成分として結晶性炭酸カルシウムの添加を開示する2つの先行技術文献があるが、(従来技術が教示するように)それらのグリースの増ちょう剤収率は低く、又は、ナノサイズの炭酸カルシウム粒子を必要とする。例えば、米国特許第5,126,062号は、コンプレックスグリースを形成する際に別個の成分として5乃至15%の炭酸カルシウムを加えることを開示しているが、コンプレックス化酸と反応させるために水酸化カルシウムの添加も必要とする。その付加炭酸カルシウムは、‘062特許において、コンプレックス化酸と反応する塩基を有する唯一の付加カルシウムではない。実際には、付加炭酸カルシウムは、コンプレックス化酸との反応のための塩基性反応物として明確に加えられていない。代わりに、付加水酸化カルシウムが、全てのコンプレックス化酸との反応のための特定のカルシウム含有塩基として必要とされている。更に、得られたNLGI No.2グリースは、36%乃至47.4%の過塩基性カルシウムスルホネートを含んでおり、この高価な成分は、かなりの量である。別の例では、中国公報CN101993767は、炭酸カルシウムのナノサイズ粒子(5乃至300nmの大きさ)を、過塩基性カルシウムスルホネートに加えることを開示しているが、コンプレックス化酸と反応させるために、炭酸カルシウムのナノサイズ粒子が反応物として加えられること、又は、カルシウム含有塩基のみが別個に加えられることを示していない。グリースの増ちょうにナノサイズの粒子を加えると、グリースが硬いままになり、これは、過塩基性カルシウムスルホネート中に含まれる非晶質炭酸カルシウムを変換することによって形成された結晶性炭酸カルシウムの微細分散とよく似ているが(‘467特許によれば、約20Å乃至5000Å又は約2nm乃至500nmであり得る)、付加炭酸カルシウムがより大きなサイズの粒子である場合よりも大幅にコストを増加させるであろう。この中国特許出願は、正しいナノ粒径を有する付加炭酸カルシウムの絶対的な必要性を非常に強調している。米国特許第9,273,265号に記載されている発明に基づく実施例のグリースで示されているように、コンプレックス化酸と反応するための唯一の付加カルシウム含有塩基として付加炭酸カルシウムを用いる場合に、非常に高価なナノサイズの粒子の使用を必要とすることなく、ミクロンサイズの炭酸カルシウムを加えることによって優れたグリースを形成することができる。
潤滑グリースの添加剤としてリン酸三カルシウムを使用する先行技術文献も存在している。例えば、米国特許第4,787,992号、米国特許第4,830,767号、米国特許第4,902,435号、米国特許第4,904,399号、及び米国特許第4,929,371号は全て、潤滑グリースの添加剤としてリン酸三カルシウムを使用することを教示している。しかしながら、‘406特許よりも前に、カルシウムスルホネート系グリースを含む潤滑グリースを作るために、酸と反応するカルシウム含有塩基として、約1100℃の融点を有しており、式Ca(POOH又は数学的に等価な式を有するカルシウムヒドロキシアパタイトの使用を教示する先行技術文献は存在していなかったと思われる。米国特許出願公開第2009/0305920号を含む、日本の昭和シェル石油に帰属する幾つかの先行技術文献があり、リン酸三カルシウム及びCa(POを含むグリースを記載しており、リン酸三カルシウムの源として、式[Ca(PO.Ca(OH)を有する「ヒドロキシアパタイト」に言及している。この「ヒドロキシアパタイト」への言及は、リン酸三カルシウムと水酸化カルシウムとの混合物として開示されていることから、‘406特許で開示されて特許請求の範囲に記載されており、式Ca(POOH又は数学的に等価な式を有しており、約1100℃の融点を有しているカルシウムヒドロキシアパタイトとは異なる。誤解を招く用語法ではあるが、カルシウムヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、及び水酸化カルシウムは、夫々異なる化学式、構造及び融点を有する異なる化学化合物である。一緒に混ぜると、2つの異なる結晶化合物であるリン酸三カルシウム(Ca(PO)と水酸化カルシウム(Ca(OH))は互いに反応しないか、異なる結晶化合物カルシウムヒドロキシアパタイト(Ca(POOH)を生成する。リン酸三カルシウム(式Ca(PO)の融点は1670℃である。水酸化カルシウムは融点を持たず、代わりに水分子を失って580℃で酸化カルシウムを形成する。このようにして形成された酸化カルシウムは、2580℃の融点を有する。カルシウムヒドロキシアパタイト(式Ca(POOH又は数学的に等価な式を有する)は、約1100℃の融点を有する。従って、用語法が如何にずさんであろうと、カルシウムヒドロキシアパタイトは、リン酸三カルシウムと同じ化合物ではなく、リン酸三カルシウムと水酸化カルシウムの単なる混合物ではない。
過塩基性カルシウムスルホネートグリースの作製において、二工程法を使用する公知の先行技術の大半は、通常は加熱前に全ての変換剤(水及び非水性変換剤)を同時に加えることを教示している。しかしながら、米国特許出願第14/990,473号は、水の添加と、非水性変換剤の少なくとも一部の添加との間に遅延が存在することで、増ちょう剤収率及び滴点の改善をもたらす方法を開示している。‘473出願以前では、幾つかの先行技術文献には、水の添加と非水性変換剤の少なくとも一部の添加との間の時間間隔(例外なく、十分に定義されていないか、全く定義されていない)が開示されている。例えば、米国特許第4,560,489号は、基油と過塩基性炭酸カルシウムを約150°Fまで加熱し、次に水を加え、次に混合物を約190°Fに加熱してから酢酸及びメチルセロソルブ(エチレングリコールの高毒性モノメチルエーテル)を加えるプロセス(実施例1乃至3)を開示している。得られたグリースは38%を超える過塩基性カルシウムスルホネートを含んでいる。‘489特許によれば38%未満の過酸化水素を使用することで柔らかいグリースが得られることから、‘489特許は、そこに開示されたプロセスの過塩基性カルシウムスルホネートの理想的な量は、約41乃至45%であると指摘している。‘489特許の実施例1で得られたグリースは、約570°Fの滴点しか有していない。‘489特許は、水の添加と非水性変換剤の添加との間の遅延期間を述べていないが、添加が150°Fからちょうど190°Fへの加熱の直後であったことを示している。‘489特許の滴点と増ちょう剤収率は望ましくない。
加えて、米国特許第5,338,467号及び第5,308,514号には、酢酸及びメタノールと共に使用される変換剤として、12−ヒドロキシステアリン酸のような脂肪酸を使用することが開示されており、脂肪酸の添加の遅延はないが、水の添加と酢酸及びメタノールの添加との間には幾らかのインターバルがある。‘514特許の実施例B及び‘467特許の実施例1は共に、水及び脂肪酸変換剤を他の成分(過塩基性カルシウムスルホネート及び基油を含んでいる)に加え、次に約140乃至145°Fに加熱して、その後、酢酸、続いてメタノールを加えるプロセスを開示している。次に、混合物は変換が完了するまで約150乃至160°Fに加熱される。両方の実施例における最終グリース生成物中の過塩基性カルシウムスルホネートの量は32.2であって、これは望ましいものより高い。これらの特許は、水及び脂肪酸の添加と酢酸及びメタノールの添加の間の遅延期間を述べていないが、添加は、不明な期間加熱された直後であることを示している。似たようなプロセスが、‘514特許の実施例Aと‘467特許の実施例Cとに開示されているが、全ての脂肪酸は変換後に加えられており、使用される非水性変換剤は、酢酸及びメタノールであって、水を伴った混合物が140乃至145°Fに加熱された後に加えられた。これらの実施例における過塩基性カルシウムスルホネートの量は、先の実施例よりも40%高い。理想的な増ちょう剤収率の結果を達成しないことに加えて、これらのプロセスは全て変換剤としてメタノールを使用しているので、環境面での欠点を有する。変換剤としての揮発性アルコールの使用は、グリース製造プロセスの後部でこれらの成分を大気に排出させる可能性があり、これは、世界中の多くの地域で禁止されている。ベントされない場合、アルコールは、水スクラビング又はウォータトラップによって回収されなければならず、その結果、危険な材料処分費用が発生する。このようなことから、好ましくは変換剤として揮発性アルコールを使用する必要がなく、より良好な増ちょう剤収率を達成する方法が必要とされている。
‘514特許の実施例10ではより良好な増ちょう剤収率が達成されるが、それらの結果を達成するための要件として、過剰な石灰の使用が教示されている。その例では、水及び過剰石灰を他の成分と共に加え、混合物を180乃至190°Fに加熱すると共に、加熱期間中にゆっくりと酢酸を加える。得られたグリースは、23%の過塩基性カルシウムスルホネートを含んでいた。この増ちょう剤収率は他のものよりも優れているが、‘514特許が要件として教示している過剰な石灰の使用を必要としないようにより改善する余地がある。
増ちょう剤収率が23%以下であるような‘514特許及び‘467特許の他の実施例は、変換中に加圧ケトルの使用を伴うか、水と非水性変換剤又はそれら両方の添加の間に「遅延」がない。これらの実施例は、水及び脂肪酸変換剤を加え、加熱せずに10分間混合し、次に加圧ケトル又は無加圧下で酢酸を加えることを含んでいる。これらの特許の何れも、酢酸の添加についての10分間のインターバルにおける利益又は利点、或いは、上記実施例における他の加熱遅延を認識しておらず、むしろ、これらの特許は、観察された収率向上の理由として、変換剤としての脂肪酸の使用と、変換前、変換後、又はそれら両方における脂肪酸の添加の利益とに焦点を当てている。更に、以下に説明するように、加熱を伴わないこの10分間の混合インターバルは、本明細書で使用される「遅延」ではないが、それら成分を同時に加える際には同時と考えられ、各成分の添加は少なくともある程度時間がかかり、瞬間的に起こることはないと認められる。
無水カルシウム−石鹸増粘グリースのような単純カルシウム石鹸グリースにアルカリ金属水酸化物を加えることも知られている。しかしながら、米国特許出願第15/130,422の開示の以前に、カルシウムスルホネートグリースにアルカリ金属水酸化物を加えることで、増ちょう剤収率の改善と高い滴点とがもたらされることは知られていない。何故ならば、この添加は、当業者には不要と考えられるからであろう。水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物を単純カルシウム石鹸グリースに加える理由は、一般的に使用される水酸化カルシウムは水溶性が低く、水溶性がより高い水酸化ナトリウムよりも弱い塩基であるからである。このために、付加した水に溶解した少量の水酸化ナトリウムは、石鹸形成脂肪酸(通常は、12−ヒドロキシステアリン酸又は12−ヒドロキシステアリン酸とオレイン酸などの非ヒドロキシル化脂肪酸との混合物)と素早く反応して、ナトリウム石鹸を形成すると言われている。この素早い反応は、「口火を切る(get the ball rolling)」と考えられている。しかしながら、水酸化カルシウムのようなカルシウム含有塩基と脂肪酸との直接反応は、カルシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製する際に何も問題になっていない。この反応は、存在する大量のカルシウムスルホネートの界面活性/分散性が高いことから、非常に容易に起こる。このように、先行技術では、コンプレックス化酸を水酸化カルシウムと反応させるために、カルシウムスルホネートグリースにアルカリ金属水酸化物を使用することは知られていない。
十分に高い滴点を維持する一方で、増ちょう剤収率を向上させる方法として、促進酸の添加とその他の成分の添加の間の遅延を用いて、スルホネート系グリースを作製することは以前から知られていなかった。向上した増ちょう剤収率と高い滴量とを有するスルホネート系グリースを作製する際に種々の成分と手法を組み合わせることも知られていない。例えば、促進酸遅延と、(1)全てを一度に加える、分割添加法、遅延添加法、又は分割添加法と遅延添加法の組合せを用いた過塩基性マグネシウムスルホネートの添加;(2)コンプレックス化酸と反応するカルシウム含有塩基(塩基性カルシウム化合物とも呼ばれる)としての、カルシウムヒドロキシアパタイト、付加結晶性炭酸カルシウム、又はそれらの組合せの使用(付加水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの有無に拘らない);(3)非水性変換剤の遅延添加;(4)アルカリ金属水酸化物の添加;又は(5)これらの方法及び成分の組合せ、と組み合わせることは知られていない。
本発明は、スルホネート系グリース、具体的には、過塩基性カルシウムスルホネートグリース及び過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリースと、そのようなグリースの製造方法に関しており、促進酸の少なくとも一部の添加と、次に加えられるその他の成分の少なくとも一部の添加との間での遅延を用いることで、増ちょう剤収率(許容される粘ちょう度測定値を維持しながら、必要とされる過塩基性カルシウムスルホネートが少ない)と、滴点によって示されるように、予想される高温有用性の両方の改善をもたらすものである。本明細書では、スルホネート系グリースは、(参照により本明細書の一部となる、同時係属中の米国特許出願第15/593,792号に記載されているような)過塩基性カルシウムスルホネートグリース又は過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリースに言及する。
好ましい一実施形態によれば、促進酸遅延期間は促進酸温度調節遅延であってよく、ここで、促進酸の少なくとも一部が他の成分に加えられて第1の混合物が形成されて、次に、当該混合物は、次の成分又は成分の一部を加える前に加熱又は冷却される。好ましい別の実施形態によれば、促進酸遅延は、促進酸保持遅延であってよく、ここで、第1の混合物は、次の成分又は成分の一部を加える前の期間、ある温度又は温度範囲内に保持される。好ましい別の実施形態によれば、スルホネート系グリースは、少なくとも1つの促進酸温度調節遅延と、少なくとも1つの促進酸保持遅延とを用いて作製される。促進酸の添加と次の成分の添加との間の30分以上の遅延は、どの成分が次に加えられる成分であるかに拘わらず、促進酸遅延である。次の添加成分が促進酸(例えば、マグネシウムスルホネート)と反応する場合、促進酸遅延期間は、30分未満、例えば約20分であってよい。
好ましい別の実施形態によれば、過塩基性カルシウムスルホネートが‘406特許に記載され規定されているような「低」品質であると考えられる場合でさえも、改善された増ちょう剤収率と、十分に高い滴点とが、スルホネート系グリースを作製するための既知の方法で既知の組成物と共に促進酸遅延が使用される場合に達成される。
好ましい別の実施形態によれば、スルホネート系グリースは、以下の成分又は方法の1又は複数と組み合わされて、1又は複数の促進酸遅延期間を用いて作製される。(1)過塩基性マグネシウムスルホネートを、過塩基性カルシウムスルホネートグリースを作製するための公知知の組成物又は方法に加えることであって、過塩基性カルシウムスルホネート及び過塩基性マグネシウムスルホネートの両方を成分として使用し、過塩基性マグネシウムスルホネートを一度に全部加えるか、分割添加を用いて加えるか、遅延添加法を用いて加えるか、又は分割添加と遅延添加の組合せを用いて加えること;(2)カルシウム含有塩基として付加水酸化カルシウム及び/又は付加酸化カルシウムを別々に加え、又は加えることなく、コンプレックス化酸と反応させるためのカルシウム含有塩基としてカルシウムヒドロキシアパタイト及び/又は付加炭酸カルシウムを加えること;(3)アルカリ金属水酸化物(最も好ましくは水酸化リチウム)の添加;又は(4)非水性変換剤の遅延添加。これらの追加の方法及び成分は、米国特許出願第13/664,768号(現在米国特許第9,458,406号)、第13/664,574号(現在は米国特許第9,273,265号)、第14/990,473号、第15/130,422号及び‘792特許に記載されており、これらは参照により、本明細書に組み込まれる。参照を容易にするために、‘473出願に記載されている非水性変換剤の添加に関する遅延期間/方法は、変換剤遅延期間又は変換剤遅延法(又は類似の用語)と呼ばれる。‘792出願に記載されている過塩基性マグネシウムスルホネートの添加に関する遅延は、マグネシウムスルホネート遅延期間又はマグネシウムスルホネート遅延法(又は類似の用語)と呼ばれる。促進酸に対する遅延は、促進酸遅延期間又は促進酸遅延法(又は類似の用語)と呼ばれる。好ましい一実施形態によれば、促進酸遅延期間は、マグネシウムスルホネート遅延期間と同時であってよい。何故ならば、促進酸の後に、少なくともマグネシウムスルホネートの一部を次の成分として加える場合、促進酸の添加は、促進酸遅延(即ち、促進酸の添加後の遅延)及びマグネシウムスルホネート遅延(即ち、マグネシウムスルホネートを加える前の遅延)の両方の開始を引き起こし得るからである。
[スルホネート系グリース組成物]
本発明の好ましい実施形態の1つによれば、過塩基性カルシウムスルホネートグリース又は過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物の何れかである単純又はコンプレックススルホネート系グリース組成物が提供され、当該組成物は、過塩基性カルシウムスルホネートと、過塩基性マグネシウムスルホネート(任意選択的)と、1又は複数種の変換剤(好ましくは、水と1又は複数種の非水性変換剤)と、少なくとも1種の促進酸とを含んでいる。好ましい別の実施形態によれば、スルホネート系の単純又はコンプレックスグリース組成物は、基油と、1又は複数種の付加カルシウム含有塩基と、1又は複数種のコンプレックス化酸(コンプレックスグリースが望まれている場合)とを更に含んでいる。
幾つかの好ましい実施形態によれば、カルシウムスルホネートグリース組成物又はカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物は、最終グリース生成物の重量%で以下の成分を含む(しかしながら、水、酸及びカルシウム含有塩基のような幾つかの成分は、最終グリース生成物に存在しないこと、又は、添加について示された濃度ではないことがある)。
Figure 2019516839
変換剤及び付加カルシウム含有塩基を含む、特定の成分の幾つか又は全ては、製造中における蒸発、揮発、又は他の成分との反応のために最終的な完成品に含まれないことがある。これらの量は、グリースが開放容器内で作られた場合のものである。カルシウムマグネシウムスルホネートグリースが圧力容器で作製される場合、より少量の過塩基性カルシウムスルホネートが使用されてよい。
本発明のこれらの実施形態において使用する高過塩基性油溶性カルシウムスルホネート(本明細書では、簡略化のために単に「カルシウムスルホネート」又は「過塩基性カルシウムスルホネート」とも呼ばれる)は、米国特許第4,560,489号、米国特許第5,126,062号、米国特許第5,308,514号及び米国特許第5,338,467号などの、従来技術に記載されている一般的なものであってよい。高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、そのような公知の方法に従って現場で作製されてよく、市販の製品として購入されてもよい。そのような高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、200以上、好ましくは300以上、最も好ましくは約400以上の全塩基価(TBN)値を有するであろう。市販のこの種の過塩基性カルシウムスルホネートには、Chemtura USA Corporationによって供給されるHybase C401;Kimes Technologies International Corporationによって供給されるSyncal OB 400及びSyncal OB 405−WO;Lubrizol Corporationによって供給されるLubrizol 75GR,Lubrizol 75NS,Lubrizol 75P,及びLubrizol 75WOが含まれるが、これらに限られるわけではない。過塩基性カルシウムスルホネートは、過塩基性カルシウムスルホネートの重量比で約28%乃至40%の分散非晶質炭酸カルシウムを含有しており、これは、カルシウムスルホネートグリースを作製するプロセスにおいて結晶性炭酸カルシウムに変換される。過塩基性カルシウムスルホネートはまた、過塩基性カルシウムスルホネートの重量比で約0%乃至8%の残留酸化カルシウム又は水酸化カルシウムを含有する。市販の過塩基性カルシウムスルホネートの大半はまた、過塩基性カルシウムスルホネートを取扱い及び処理するのが困難なほどに濃くならないように、希釈剤として約40%の基油を含有するであろう。過塩基性カルシウムスルホネート中の基油の量は、許容されるグリースを達成するために、変換前に追加の基油を(別個の成分として)加えることを不必要にすることがある。
使用される過塩基性カルシウムスルホネートは、本明細書で定義されるように高品質又は低品質であってよい。カルシウムスルホネート系グリースの製造のために市販されている幾つかの過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、従来技術のカルシウムスルホネート技術が使用される場合に、許容できないほど低い滴点を有する製品をもたらす。このような過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、本願を通して「低品質」の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートと称される。過塩基性カルシウムスルホネートの市販のバッチが使用されることを除いて全ての成分及び方法が同じである場合、より高い滴点(575°F以上)を有するグリースを生成する過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、本発明の目的に関して、「高」品質のカルシウムスルホネートであり、より低い滴点を有するグリースを生成するものは、本発明の目的において、「低」品質であると考えられる。これに関する幾つかの例が、‘406特許にて提供されており、当該出願は引用により本明細書の一部となる。高品質と低品質の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの比較化学分析が行われているが、この低い滴点の問題の正確な理由は証明されていないと思われる。市販の過塩基性カルシウムスルホネートの多くは高品質であると考えられるが、高品質又は低品質のカルシウムスルホネートを使用するか否かに拘わらず、増ちょう剤収率の向上とより高い滴点の両方を達成することが望ましい。改善された増ちょう剤収率及びより高い滴点の両方は、アルカリ金属水酸化物が使用される場合、特に本発明による変換剤の遅延添加法、マグネシウムスルホネートの分割添加法、及びマグネシウムスルホネートの遅延添加法と組み合わせることで、高品質又は低品質のカルシウムスルホネートの何れを用いても達成できることがわかった。
グリース製造において一般に使用されており且つ広く知られている、石油系の任意のナフテン鉱油又はパラフィン鉱油を、本発明の基油として使用してよい。市販の過塩基性カルシウムスルホネートの大半は、過塩基性スルホネートが濃くなって容易に取り扱うことができないことを避けるために、希釈剤として約40%の基油を既に含むであろうということから、基油は、必要に応じて加えられる。同様に、過塩基性マグネシウムスルホネートは、希釈剤として基油を含む可能性が高いであろう。過塩基性カルシウムスルホネート及び過塩基性マグネシウムスルホネート中の基油の量によっては、変換直後の所望のグリースのちょう度及び最終グリースの所望のちょう度次第で、追加の基油を加える必要はない。合成基油も本発明のグリースに使用することができる。そのような合成基油には、ポリアルファオレフィン(PAO)、ジエステル、ポリオールエステル、ポリエーテル、アルキル化ベンゼン、アルキル化ナフタレン、及びシリコーン油が含まれる。当業者には理解できるように、合成基油は、変換処理の間に存在すると、悪影響を及ぼすことがある。そのような場合、それらの合成基油は、最初は加えず、変換後などの、悪影響が排除され又は最小化される工程にてグリース製造処理に加えられる。ナフテン鉱基油又はパラフィン鉱基油が、その低コスト及び入手容易性の点から好ましい。加える基油(最初に加えるものと、所望のちょう度を達成するためにグリース処理で後に加えるものを含む)の総量は、グリースの最終重量に基づき、前記の表1の範囲内であることが好ましい。典型的には、別個の成分として加えられる基油の量は、過塩基性カルシウムスルホネートの量が減少するにつれて増加する。当業者に理解されるように、上記のような異なる基油の組合せもまた、本発明において使用されてよい。
本発明のこれらの実施形態に従ってカルシウムマグネシウムスルホネートグリースのために使用される過塩基性マグネシウムスルホネート(本明細書では、簡潔にするために単に「マグネシウムスルホネート」とも呼ばれる)は、先行技術において記載されている又は知られている典型的なものであってよい。過塩基性マグネシウムスルホネートはその場で作製されてよく、市販の過塩基性マグネシウムスルホネートが使用されてもよい。塩基性マグネシウムスルホネートは、典型的には、中性のマグネシウムアルキルベンゼンスルホネートと、相当量の過塩基化が炭酸マグネシウムの形態であるような過塩基化とを含んでよい。炭酸マグネシウムは、通常、非晶質(非結晶)形態であると考えられる。酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、又は酸化物と水酸化物の混合物の形態で、過塩基化の一部が存在してもよい。過塩基性マグネシウムスルホネートの全塩基価(TBN)は、好ましくは少なくとも400mg KOH/gであるが、より低いTBN値と、上記の過塩基性カルシウムスルホネートのTBN値について示されたものと同じ範囲の値も許容され得る。
本発明の他の好ましい実施形態では、変換に先だって、促進酸が混合物に加えられる。一般的に、炭素が8乃至16個のアルキル鎖長を有する、アルキルベンゼンスルホン酸などの好適な促進酸が、効率のよいグリース構造形成を促進するのに役立つかも知れない。最も好ましくは、このアルキルベンゼンスルホン酸は、ほとんどが炭素約12個の長さである混合のアルキル鎖長を含む。このようなベンゼンスルホン酸は、一般に、ドデシルベンゼンスルホン酸(DDBSA)と呼ばれる。この種の市販のベンゼンスルホン酸には、JemPak GK Inc.によって供給されるJemPak 1298 Sulfonic Acid、Pilot Chemical Companyによって供給されるCalsoft LAS−99、及び、Stepan Chemical Companyによって供給されるBiosoft S−101が含まれる。本発明においてアルキルベンゼンスルホン酸を使用する場合、アルキルベンゼンスルホン酸は、表1に示された範囲の量で変換前に加えられる。アルキルベンゼンスルホン酸を用いてカルシウムスルホネート又はマグネシウムスルホネートを現場で作製する場合、この実施形態に基づいて加えられる促進酸は、カルシウムスルホネートを作製するのに必要なものに加えられる。
水は、1つの変換剤として本発明の好ましい実施形態に加えられる。1又は複数種の他の非水性変換剤もまた、本発明のこれらの実施形態において加えられるのが好ましい。非水性変換剤には、水以外の任意の変換剤が含まれており、例えば、アルコール、エーテル、グリコール、グリコールエーテル、グリコールポリエーテル、カルボン酸、無機酸、有機硝酸塩、その他の多価アルコール及びそれらの誘導体、或いは、活性水素又は互変異性水素(tautomeric hydrogen)の何れかを含むその他の任意の化合物が含まれる。非水性変換剤には、希釈剤又は不純物として幾らかの水を含むそれらの剤も含まれる。それらは非水性変換剤として使用されてよいが、グリース製造プロセス中のガス抜きや洗浄したアルコールの有害廃棄処理に関連する環境上の懸念や制限から、メタノール又はイソプロピルアルコール或いは他の低分子量(即ち、より揮発する)アルコールなどのアルコールを使用しないことが好ましい。グリースの最終重量に基づいて、変換剤として加えられる水の総量は、表1に示された範囲内であるのが好ましい。変換後に水が更に加えられてよい。また、変換中にかなりの量の水を蒸発させるように十分に高い温度で開放容器内で変換が行われる場合、失われた水を置き換わる追加の水が加えられてよい。加えられる1又は複数種の非水性変換剤の総量は、グリースの最終重量を基準にして、表1に示された範囲内であるのが好ましい。典型的には、使用される非水性変換剤の量は、過塩基性カルシウムスルホネートの量が減少するにつれて減少する。使用される変換剤に応じて、それらの一部又は全部が製造プロセス中に揮発によって除去されてもよい。ヘキシレングリコール及びプロピレングリコールのような低分子量グリコールが特に好ましい。後述する本発明の一実施形態によるカルシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製するために、幾つかの変換剤がコンプレックス化酸としての役割を果たすこともあることに留意されたい。このような物質は、変換とコンプレックス化の両方の機能を同時に提供する。
本発明によるカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物の好ましい実施形態において、1又は複数種のカルシウム含有塩基も成分として加えられる。これらのカルシウム含有塩基は、コンプレックス化酸と反応して、コンプレックスカルシウムマグネシウムスルホネートグリースを形成する。カルシウム含有塩基は、カルシウムヒドロキシアパタイト、付加炭酸カルシウム、付加水酸化カルシウム、付加酸化カルシウム、或いは、これらの1又は複数の組合せを含んでよい。付加カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加炭酸カルシウムは、少量の付加水酸化カルシウムと共に一緒に使用されるのが最も好ましい。この好ましい実施態様に基づく、最終グリース生成物の重量%でのこれらの3種の付加カルシウム含有塩基の成分としての好ましい量は(これらの塩基は、酸と反応して最終グリース生成物中に存在しないが)、以下の通りである。
Figure 2019516839
好ましい実施形態では、コンプレックス化酸と反応するためのカルシウム含有塩基として使用されるカルシウムヒドロキシアパタイトは、変換前、変換後に加えられてよく、一部が変換前に加えられて、一部が変換後に加えられてよい。最も好ましくは、カルシウムヒドロキシアパタイトは、約1乃至20ミクロン、好ましくは約1乃至10ミクロン、最も好ましくは約1乃至5ミクロンの平均粒径で細かく分割されている。更に、カルシウムヒドロキシアパタイトは、十分な純度であって、得られるグリースの耐磨耗特性に顕著な影響を与えない程度の低いレベルでシリカやアルミナのような研磨汚染物を有するであろう。理想的には、最良の結果を得るためには、カルシウムヒドロキシアパタイトは、食品グレード又は米国薬局方グレードの何れかであるべきである。加えられるカルシウムヒドロキシアパタイトの量は、グリースの総重量を基準にして、表1(全カルシウム含有塩基)又は表2に示される範囲内であるのが好ましいが、必要ならば、変換とコンプレックス化酸との全ての反応とが完了した後に、更に加えられてよい。
本発明の別の実施形態によれば、カルシウムヒドロキシアパタイトは、コンプレックス化酸と完全に反応するには化学量論的に不十分な量で加えられてよい。この実施形態では、油不溶性固体付加カルシウム含有塩基として、微粉炭酸カルシウムが、好ましくは変換の前に、その後に加えられる任意のコンプレックス化酸におけるカルシウムヒドロキシアパタイトによって中和されない部分と完全に反応して中和するのに十分な量で加えられてよい。
好ましい実施形態によれば、カルシウムヒドロキシアパタイトは、コンプレックス化酸と完全に反応するには化学量論的に不十分な量で加えられてもよい。この実施形態では、油不溶性固体カルシウム含有塩基として、微粉炭酸カルシウム及び/又は酸化カルシウムが、好ましくは変換の前に、その後に加えられる任意のコンプレックス化酸における共添加(co-added)カルシウムヒドロキシアパタイトによって中和されない部分と完全に反応して中和するのに十分な量で加えられてよい。更に好ましい別の実施形態によれば、コンプレックス化酸と反応してカルシウムマグネシウムスルホネートグリースを作製するためのカルシウム含有塩基として、付加水酸化カルシウムと共にカルシウムヒドロキシアパタイトを組み合わせて使用する場合、‘406特許に記載されているグリースと比較して、必要とされるカルシウムヒドロキシアパタイトは少量である。‘406特許において、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムは、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムとカルシウムヒドロキシアパタイトとの総量によって与えられる水酸化物等価塩基度(hydroxide equivalent basicity)の75%以下の量で存在するのが好ましい。言い換えると、特に低品質過塩基性カルシウムスルホネートが使用される場合には、カルシウムヒドロキシアパタイトは、‘406特許に記載されたグリースの (ヒドロキシアパタイトカルシウムと付加水酸化カルシウム及び/又は付加酸化カルシウムの両方からの)付加水酸化物当量の全量の少なくとも25%に寄与することが好ましい。その量よりも少ないカルシウムヒドロキシアパタイトが使用される場合、最終グリースの滴点が損なわれることがある。しかしながら、本発明の種々の実施形態に基づいて、組成物に過塩基性マグネシウムスルホネートを加えると、十分に高い滴点をなお維持しながら、より少ないカルシウムヒドロキシアパタイトを使用することができる。本発明の好ましい実施形態に基づいて使用されるカルシウムヒドロキシアパタイトの量は、低品質過塩基性カルシウムスルホネートが使用される場合でも、水酸化物等価塩基度の25%未満、更には10%未満であってよい。これは、完成グリース中の過塩基性マグネシウムスルホネートの存在が、先行技術では予期されていない予想外の変化と化学構造の改善をもたらす1つの示唆である。カルシウムヒドロキシアパタイトは、典型的には、付加水酸化カルシウムと比較してはるかに高価であるので、これにより、滴点を有意に顕著にさせることなく、最終グリースの更なるコスト削減が可能となる。
別の実施形態では、炭酸カルシウムは、カルシウムヒドロキシアパタイト、水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムと共に加えられてよく、炭酸カルシウムは、コンプレックス化酸との反応前又は後に加えられてよく、或いは、コンプレックス化酸との反応前及び後の両方にて加えられてよい。カルシウムヒドロキシアパタイト、水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムの量が、加えられたコンプレックス化酸を中和するのに十分でない場合、炭酸カルシウムが、残存するコンプレックス化酸を中和するのに十分以上の量で加えられるのが好ましい。
本発明のこれらの実施形態では、カルシウム含有塩基として、単独で又は他のカルシウム含有塩基と組み合わせて使用される付加炭酸カルシウムは、約1乃至20ミクロン、好ましくは約1乃至10ミクロン、最も好ましくは約1乃至5ミクロンの平均粒径で細かく分割されている。更に、付加炭酸カルシウムは、十分な純度の結晶性炭酸カルシウム(最も好ましくはカルサイト)であるのが好ましく、得られるグリースの耐摩耗性に著しく影響を与えない程度に低いレベルのシリカ及びアルミナのような研磨汚染物を有している。理想的には、最良の結果を得るために、炭酸カルシウムは食品グレード又は米国薬局方グレードの何れかであるべきである。付加炭酸カルシウムの添加量は、グリースの最終重量に基づいて、表1(全カルシウム含有塩基)又は表2に示される範囲内であるのが好ましい。これらの量は、過塩基性カルシウムスルホネート中に含まれる分散炭酸カルシウムの量に加えて別個の成分として加えられる。本発明の好ましい別の実施形態によれば、付加炭酸カルシウムは、コンプレックス化酸と反応するための唯一の付加カルシウム含有塩基成分として、変換前に加えられる。追加の炭酸カルシウムが、変換後に、本発明の単純又はコンプレックスグリースの実施形態の何れかに加えられてよく、コンプレックスグリースの場合には全てのコンプレックス化酸との反応が完了した後に加えられてよい。しかしながら、本明細書では、付加炭酸カルシウムとは、本発明のコンプレックスグリースを作製する場合に、変換前に加えられ、コンプレックス化酸と反応するカルシウム含有塩基の1つ又は唯一のものである炭酸カルシウムを称している。
変換前又変換後に加えられた付加水酸化カルシウム及び/又は付加酸化カルシウムは、別の実施形態によれば、約1乃至20ミクロン、好ましくは約1乃至10ミクロン、最も好ましくは約1乃至5ミクロンの平均粒子径で細かく分割されている。更に、水酸化カルシウム及び酸化カルシウムは十分な純度であって、得られるグリースの耐磨耗特性に著しく影響を与えない程度に低いレベルでシリカ及びアルミナのような研磨汚染物を有する。理想的には、最良の結果を得るために、水酸化カルシウムと酸化カルシウムは、食品グレード又は米国薬局方グレードの何れかであるべきである。水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムの総量は、グリースの全重量に基づいて、表1(全カルシウム含有塩基)又は表2に示される範囲内であるのが好ましい。これらの量は、過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる残留水酸化カルシウム又は酸化カルシウムの量に加えて別個の成分として加えられる。最も好ましくは、使用されるコンプレックス化酸の総量に対する過剰量の水酸化カルシウムは、変換前に加えられない。更に別の実施形態によれば、コンプレックス化酸と反応させるために水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを加える必要はなく、付加炭酸カルシウム又はカルシウムヒドロキシアパタイトの何れかが、このような反応のために加えられた唯一のカルシウム含有塩基として使用されてよく、そのような反応のために併用されてよい。
1又は複数種のアルカリ金属水酸化物もまた、本発明のカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物の好ましい実施形態における成分として、任意選択的に加えられる。任意選択的な付加アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、又はそれらの組合せを含んでいる。水酸化リチウムが、本発明の一実施形態に基づく過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリースと共に使用されるアルカリ水酸化物であるのが最も好ましい。付加過塩基性マグネシウムスルホネートと組み合わせると、水酸化リチウムは、水酸化ナトリウムと同様に、又はそれよりも良好に作用し得る。これは予想外である。‘422出願に開示されているように、過塩基性カルシウムスルホネートのみが使用される場合、水酸化リチウムは水酸化ナトリウムと同様に作用するようには見えなかったからである。 これは、最終グリース中の過塩基性マグネシウムスルホネートの存在が、先行技術では予期されない予想外の特性をもたらすという更に別の示唆である。付加アルカリ金属水酸化物の総量は、好ましくは表1に示す範囲内である。カルシウム含有塩基と同様に、アルカリ金属水酸化物は、コンプレックス化酸と反応して、最終グリース生成物に存在するコンプレックス化酸のアルカリ金属塩を生じる。上記の好ましい量は、最終グリース中にアルカリ金属水酸化物が存在しなくても、最終グリース生成物の重量に対して原料成分として加えられる量である。
過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリースの製造方法の好ましい一実施形態によれば、アルカリ金属水酸化物は、他の成分に加えられる前に水に溶解される。アルカリ金属水酸化物を溶解させるために使用される水は、変換剤として使用される水又は変換後に加えられる水であってよい。他の成分に加える前にアルカリ金属水酸化物を水に溶解させることが最も好ましいが、水に最初に溶解させることなく他の成分に直接加えてもよい。
長鎖カルボン酸、短鎖カルボン酸、ホウ酸、リン酸のような1又は複数種のコンプレックス化酸も、コンプレックスカルシウムマグネシウムスルホネートグリースが所望される場合に加えられる。コンプレックス化酸総量の好ましい範囲は、約2.8%乃至14%であり、最終グリース生成物の重量%の成分としての特定の種類のコンプレックス化酸の好ましい量は、以下の通りである (これらの酸は塩基と反応し、最終グリース生成物中には存在しない)。
Figure 2019516839
本発明での使用に適する長鎖カルボン酸は、少なくとも12個の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸を含む。好ましくは、長鎖カルボン酸は、少なくとも16個の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸を含む。最も好ましくは、長鎖カルボン酸は、12−ヒドロキシステアリン酸である。長鎖カルボン酸の総量は、グリースの最終重量に基づき、表3に示す範囲内にあるのが好ましい。
本発明に従った使用に適する短鎖カルボン酸は、8個以下、好ましくは4個以下の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸を含む。最も好ましくは、短鎖カルボン酸は酢酸である。短鎖カルボン酸の総量は、表3に示す範囲内にあるのが好ましい。本発明に従うグリースの製造に使用する水又は他の成分と反応して、長鎖カルボン酸又は短鎖カルボン酸を生成すると期待することができる任意の化合物も、使用に適する。例えば、無水酢酸を使用することは、混合物に存在する水との反応で、コンプレックス化酸として使用する酢酸を生成するであろう。同様に、12−ヒドロキシステアリン酸メチルを使用することは、混合物に存在する水との反応で、コンプレックス化酸として使用する12−ヒドロキシステアリン酸を生成するであろう。これに代えて、混合物に十分な水が存在しない場合には、追加の水を混合物に加えてそれら成分と反応させて、必要なコンプレックス化酸を形成してよい。更に、酢酸及び他のカルボン酸は、それが加えられる時に応じて、変換剤又はコンプレックス化酸又はその両方として使用できる。同様に、幾つかのコンプレックス化酸(‘514特許及び‘467特許中の12−ヒドロキシステアリン酸など)も、変換剤として使用できる。
本実施形態においてコンプレックス化酸としてホウ酸を使用する場合、その量は、表3に示す範囲内にあるのが好ましい。ホウ酸は、まず水に溶解若しくは懸濁させて、或いは水なしで、加えられてよい。好ましくは、ホウ酸は、製造処理において水が残存している間に加えることになるであろう。これに代えて、公知の無機ホウ酸塩の何れかを、ホウ酸の代わりに使用してもよい。同様に、ホウ酸化アミン、ホウ酸化アミド、ホウ酸化エステル、ホウ酸化アルコール、ホウ酸化グリコール、ホウ酸化エーテル、ホウ酸化エポキシド、ホウ酸化尿素、ホウ酸化カルボン酸、ホウ酸化スルホン酸、ホウ酸化エポキシド、ホウ酸化過酸化物などの、既存のホウ酸化有機化合物を、ホウ酸の代わりに使用してもよい。コンプレックス化酸としてリン酸を使用する場合、表3に示す範囲内にある量が加えられるが好ましい。本明細書に記載の種々のコンプレックス化酸の割合は、純粋な活性化合物に関している。これらのコンプレックス化酸の何れかが希釈された形態で入手可能な場合、それらは、それでも本発明における使用に適するかも知れない。しかしながら、そのような希釈されたコンプレックス化酸の割合は、希釈率を考慮して、実際の活性成分が指定の割合になるように、調整することが必要であろう。
グリース製造分野において一般に認められている他の添加剤もまた、本発明の単純グリースの実施形態又はコンプレックスグリースの実施形態の何れかに加えることができる。このような添加剤には、錆防止剤及び腐食防止剤、金属不活性化剤、金属不動態化剤、酸化防止剤、極圧添加剤、耐摩耗性添加剤、キレート剤、ポリマー、粘着付与剤、染料、化学マーカー、香り付加剤、及び蒸発性溶媒が含まれる。後のカテゴリは、オープンギア用潤滑剤及び編組ワイヤーロープ用潤滑剤を作製する場合に特に有用であり得る。そのような任意の添加剤を含むことは、依然として本発明の範囲内であると理解されるべきである。成分の割合は、特に示されていない限り、完成したグリースの最終重量に基づくものであるが、その量の成分は、反応又は揮発により最終グリース生成物に存在しなくてもよい。
これらの好ましい実施形態によるカルシウムスルホネートコンプレックスグリースは、少なくとも575°F、より好ましくは650°F以上の滴点を有するNLGI No.2グレードのグリースであるが、No.000乃至No.3の他のNLGIグレードのグリースもまた、当業者に理解されるように、これらの実施形態に従って改変されてよい。本発明に基づく好ましい方法及び成分の使用は、(100%カルシウムに基づく)大抵のカルシウムスルホネート系グリースと比較して、高温せん断安定度を改善するようである。
[促進酸遅延を伴うスルホネート系グリースの製造方法]
スルホネート系グリース組成物は、好ましくは、本明細書に記載の本発明の方法に従って作製される。好ましい一実施形態では、この方法は、(1)過塩基性カルシウムスルホネートと基油とを混ぜる工程;(2)任意選択的に、過塩基性マグネシウムスルホネート(変換前に一度に加えてよい)を、分割添加法、マグネシウムスルホネート遅延期間、又は、分割添加及びマグネシウムスルホネート遅延期間の組合せを用いて加えて混ぜる工程;(3)任意選択的に、他の成分を加える前に、好ましくは水に予め溶解させたアルカリ金属水酸化物を加えて混ぜる工程;(4)1又は複数種のカルシウム含有塩基を加えて混ぜる工程;(5)1又は複数種の非水性変換剤を加えて混ぜて、任意選択的に変換剤として水を加えて混ぜる工程であって、変換前に加えられた場合には工程3からの水を含んでいてもよい工程;(6)1又は複数種の促進酸を加えて混ぜる工程であって、促進酸の添加と他の成分の少なくとも一部の添加との間に1又は複数の促進酸遅延期間が存在する、工程;(7)コンプレックスカルシウムマグネシウムグリースが所望される場合には、1又は複数種のコンプレックス化酸を加えて混ぜる工程、(8)変換が起こるまで、これらの成分の幾つかの組合せを加熱する工程と、を含んでいる。任意選択的な追加の工程は、(9)必要に応じて、任意選択的に変換後に更なる基油を混ぜる工程;(10)混ぜて、最終生成物の品質を最適化するのに十分高い温度まで加熱して、水及び揮発性反応副産物の除去を確実にする工程;(11)必要に応じて、追加の基油を加えながらグリースを冷却する工程;(12)望まれる場合、当該分野で周知である残りの所望の添加剤を加える工程;(13)必要であれば、最終グリースをミリングして、最終的に滑らかな均一な製品を得る工程と、を含んでいる。
工程(3)、(4)及び(7)の各成分は、変換前又は変換後に加えられてよく、或いは、一部が変換前に、別の一部が変換後に加えられてよい。工程6で加えられる促進酸は、変換前に、促進酸の添加と次の成分の添加との間で促進酸遅延期間を伴って加えられるのが好ましい。促進酸及びアルカリ金属水酸化物が使用される場合、促進酸は、アルカリ金属水酸化物が加えられる前に混合物に加えられることが好ましい。最も好ましくは、本発明の方法において使用される特定の成分及び量は、本明細書に記載の組成物の好ましい実施形態に従う。幾つかの成分は他の成分の前に加えられることが好ましいが、本発明の好ましい実施形態では、(変換剤遅延法が使用されている場合に、工程5において非水変換剤の前に水が加えられる以外に)他の成分に対する成分の添加の順序は重要ではない。
これらの最終工程9乃至13の順序とタイミングは重要ではないが、変換後に水を素早く除去することが好ましい。通常、グリースは、250°F乃至300°F、好ましくは300°F乃至380°F、最も好ましくは380°F乃至400°Fに加熱されて(加圧下ではなく開放条件下が好ましいが、加圧されてもよい)、変換剤として最初に加えられた水が除去され、グリースの形成中の化学反応で生じる水も除去される。製造中においてグリースバッチ中に長時間水があると、増ちょう剤収率、滴点又はその両方が低下し、そのような悪影響は、水を迅速に除去することで回避できる。ポリマー添加剤がグリースに加えられる場合、グリース温度が300°Fに達するまで ポリマー添加剤を加えないことが好ましい。ポリマー添加剤は、十分な濃度で加えると水の効果的な揮発を妨げる。故に、ポリマー添加剤は、好ましくは、全ての水が除去された後にのみグリースに加えられるべきである。製造中に、グリースの温度が好ましい300°Fに達する前に全ての水が除去されたと判断できる場合には、その後にポリマー添加剤を加えることが好ましい。
好ましい一実施形態によれば、1又は複数種の促進酸の添加とその後の1又は複数種の他の成分(又はその一部)の添加との間に、1又は複数の遅延期間が存在する。‘473出願及び‘792出願に記載された遅延期間と同様に、これらの遅延期間は、温度調節遅延期間又は保持遅延期間であってよく、また、複数の遅延期間があってよい。この促進酸遅延添加法では、遅延は、促進酸の全ての添加に続いてよく、又は、促進酸の一部の添加に続いてよい。
例えば、第1の促進酸温度調節遅延期間は、1又は複数種の促進酸が加えられた後、次の成分(又はその一部)の添加前であって、混合物をある温度又は範囲(第1の促進酸温度)に加熱するのに要する時間量である。第1の促進酸保持遅延期間は、別の温度に加熱又は冷却される前、或いは、次の成分又は促進酸の次の部分が加えられる前において、混合物が第1の促進酸温度(周囲温度であってもよい)に保持される時間である。第2の促進酸温度調節遅延期間は、第1の保持遅延期間後において、混合物を別の温度又は温度範囲(第2の促進酸温度)に加熱又は冷却するのに要する時間量である。第2の促進酸保持遅延期間は、混合物を別の温度に加熱又は冷却する前、又は、マグネシウムスルホネートの少なくとも別の部分を加える前に、第2の促進酸温度で保持される時間量である。追加の促進酸温度調節遅延期間又は促進酸保持遅延期間(即ち、第3の促進酸温度調節遅延期間)は、同じパターンに従う。通常、各促進酸温度調節遅延期間の持続時間は、約30分乃至24時間、又はより典型的には約30分乃至5時間である。しかしながら、促進酸温度調節遅延期間の持続時間は、グリースバッチのサイズと、バッチの混合及び加熱に使用される装置と、開始温度と最終温度の間の温度差とによって変化することは、当業者には理解できるであろう。
促進酸の添加と次の成分の添加との間の30分以上の遅延は、どの成分が次の添加成分であるかに拘わらず、促進酸遅延である。促進酸の添加と次の添加成分の添加との間に温度調節がある場合、遅延は30分よりも短くてよい。更に、次の添加成分が(例えば、マグネシウムスルホネートのように)促進酸と反応する場合、促進酸遅延期間は、加熱を行わなくても、30分未満、例えば約20分とすることができる。促進酸の後に反応成分が加えられて、促進酸の添加と反応成分の添加の間に温度調節があるならば、その後、反応成分が直後の添加成分でない場合であっても(即ち、促進酸の後に加えられる2番目、3番目、4番目などの成分としてその反応成分が加えられていても)、また、促進酸と次の添加成分(促進酸の後に最初に加えられる成分)との間に遅延期間がない場合であっても、促進酸遅延期間が存在する。それは、促進酸後に暫時の温度調節を行わずに30分未満で加えられるからである。反応成分がマグネシウムスルホネートである場合、その後、後述するように、マグネシウムスルホネートの遅延期間も存在する。
全ての促進酸遅延期間は、次の添加成分の添加で終了するが、プロセス中にて促進酸に反応する成分(例えば、マグネシウムスルホネート)が後の時点で(促進酸の後に加えられる2番目、3番目などの成分として)加えられて、促進酸遅延が、マグネシウムスルホネートの添加まで継続する場合を除く。この場合、遅延は、温度調節があるか否か、又は、促進酸の添加とマグネシウムスルホネートの添加の間である温度に保持される時間によって決定される。例えば、促進酸を加えた直後に温度を変えずに他の3種の成分を加えてから、マグネシウムスルホネートを加えると、単一の促進酸保持遅延があって、それは、マグネシウムスルホネートが4番目の添加成分であったとしても、促進酸の添加とマグネシウムスルホネートの添加の間の時間量である。マグネシウムスルホネートが後に加えられる反応成分である場合、(後述するように)促進酸遅延期間と重なるマグネシウムスルホネート遅延も存在するであろう。
促進酸の添加と、(次に続いて加えられる成分としての)マグネシウムスルホネート、カルシウムヒドロキシアパタイト、又は炭酸カルシウムの添加との間に促進酸遅延期間が起こるのが最も好ましい。その他の成分もまた、促進酸遅延後に次に加えられる成分として機能してよい。好ましい別の実施形態によれば、変換剤としての水は、促進酸遅延期間中における他の成分の混合物中に存在しない。水は、促進酸遅延期間の後に次に続く成分として加えられずに、次に続く成分の後のある時点で加えられるのが最も好ましい。
好ましいその他の実施形態では、促進酸遅延法は、以下の成分及び/又は方法の1又は複数と組み合わせられる:(1)全てを一度に行う、或いは、分割添加法を用いた、遅延マグネシウムスルホネート添加法を用いた、又は、‘792出願に記載されているように、分割添加法と遅延マグネシウムスルホネート添加法の組合せを用いたマグネシウムスルホネートの添加;(2)コンプレックス化酸と反応するカルシウム含有塩基として、カルシウムヒドロキシアパタイト及び/又は付加炭酸カルシウムの添加(‘265特許及び406特許、並びに本明細書に記載されているように、カルシウム含有塩基として付加水酸化カルシウム及び/又は付加酸化カルシウムを別個に加えても加えなくともよい);(3)‘473出願及び本明細書に記載の非水性変換剤の遅延添加;(4)‘422号出願及び本明細書に記載のアルカリ金属水酸化物(最も好ましくは水酸化リチウム)の添加;又は、(5)それらの組合せ。
[過塩基性マグネシウムスルホネートの添加法]
好ましい一実施形態によれば、過塩基性カルシウムスルホネートグリースは、コンプレックスグリース又は単純グリースの何れかであって、過塩基性マグネシウムスルホネートを、公知の組成物に、又は、過塩基性カルシウムスルホネートグリースの製造方法に加えることによって作製され、過塩基性カルシウムスルホネート及び過塩基性マグネシウムスルホネートの両方が成分として含まれる。カルシウムマグネシウムスルホネートグリースは、好ましくは、99.9:0.1乃至60:40の比の範囲で、より好ましくは、99:1乃至70/30の比の範囲で、最も好ましくは、90:10乃至80:20の比の範囲で、過塩基性カルシウムスルホネート及び過塩基性マグネシウムスルホネートを成分として含んでいる。過塩基性カルシウムスルホネートの量に対する過塩基性マグネシウムスルホネートの他の量が採用されてもよい。
好ましい一実施形態によれば、付加マグネシウムスルホネートは、変換前に、好ましくは過塩基性カルシウムスルホネートと添加される基油とを混ぜた直後に、全てを一度に加えられてよい。好ましい別の実施形態によれば、更に後述するように、水又はその他の反応成分の添加と、変換前に加えられるマグネシウムスルホネートの少なくとも一部の添加との間に、遅延期間が存在してよい。好ましい別の実施形態によれば、マグネシウムスルホネートの一部は、変換前に(好ましくは、最初に、過塩基性カルシウムスルホネートと付加された基油とを混ぜた直後に、又は変換の開始前に)、また、別の部分が変換後に追加される前に(変換が完了した直後、或いは、変換後に全ての追加のカルシウム含有塩基及びコンプレックス化酸が加えられた後(コンプレックスグリースを作製する場合)、又は混合物の加熱後及び/又は冷却後に)加えられてよい。
好ましい別の実施形態によれば、‘792出願に記載されているように、水又は他の反応成分(例えば、酸、塩基、又は非水性変換剤)の添加と、その後の過塩基性マグネシウムスルホネートの少なくとも一部の添加との間に、1又は複数の遅延期間が存在する。このマグネシウムスルホネート遅延添加法では、1又は複数の遅延が、全てのマグネシウムスルホネートの添加の前に先行してよく、分割添加法も使用される場合には、1又は複数の遅延は、マグネシウムスルホネートの任意の部分の添加に先行してよく、各部分の添加に先行してもよい。1又は複数のマグネシウムスルホネート遅延期間は、温度調節遅延期間又は保持遅延期間或いはそれら両方であってもよい。
例えば、第1のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間は、水又は他の反応成分の一部が加えられた後、マグネシウムスルホネートの添加前であって、混合物をある温度又は温度範囲(第1のマグネシウムスルホネート温度)に加熱するに要する時間量である。第1のマグネシウムスルホネート保持遅延期間は、混合物が第1のマグネシウムスルホネート温度で保持されてから、別の温度に加熱又は冷却されるまで、又は少なくともマグネシウムスルホネートの一部を加えるまでの時間量である。第2のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間は、混合物を別の温度又は温度範囲(第2のマグネシウムスルホネート温度)に加熱又は冷却するのに要する第1の保持遅延期間後の時間量である。第2のマグネシウムスルホネート保持遅延期間は、混合物が第2のマグネシウムスルホネート温度で保持されてから、別の温度に加熱又は冷却されるまで、又は、マグネシウムスルホネートの少なくとも別の一部を加えるまでの時間である。更なるマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間又はマグネシウムスルホネート保持遅延期間(即ち、第3のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間)は、同じパターンに従う。典型的には、各マグネシウムスルホネートの温度調節遅延期間は、約30分乃至24時間、より典型的には約30分乃至5時間である。しかしながら、マグネシウムスルホネートの温度調節遅延期間の持続時間は、グリースバッチの大きさと、バッチの混合及び加熱に使用される装置と、開始温度と最終温度の間の温度差とに依存して変化することは当業者には理解できるであろう。
通常、マグネシウムスルホネート保持遅延期間には、温度調節遅延期間が前後し、又はその逆が行われるであろうが、2つの保持遅延期間が連続してよく又は2つの温度調節期間が連続してもよい。例えば、マグネシウムスルホネートの一部を加える前であって、水又は反応成分を加えた後に、混合物は、周囲温度で30分間保持されてよく(第1のマグネシウムスルホネート保持遅延期間)、そして、混合物は、マグネシウムスルホネートを更に加える前に周囲温度で更に1時間保持し続けられてもよい(第2のマグネシウムスルホネート保持遅延期間)。加えて、混合物は、マグネシウムスルホネートの少なくとも一部を加える前であって、水又は他の反応成分を加えた後に、第1の温度に加熱又は冷却されてよく(第1のマグネシウムスルホネートの温度調節期間)、その後、混合物は、第2の温度に加熱又は冷却されて、そして、更なるマグネシウムスルホネートが加えられる(第2のマグネシウムスルホネート温度調節期間、中間の保持期間なし)。更に、マグネシウムスルホネートの一部を各遅延期間後に加える必要はないが、添加前又は添加間の遅延期間が省略されてもよい。例えば、マグネシウムスルホネートの一部を加える前に、混合物をある温度に加熱し(第1のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間)、その温度である期間、保持して(第1のマグネシウムスルホネート保持遅延期間)、その後、マグネシウムスルホネートが加えられる。
好ましい一実施形態によれば、第1のマグネシウムスルホネートの温度は、周囲温度又は別の温度であってよい。その後のマグネシウムスルホネートの温度は、従前の温度よりも高く、又は低くてよい。混合物がある温度又は温度範囲に到達した直後に、マグネシウムスルホネートの一部が、水又は他の反応成分を含む混合物に加えられると、その後、その特定の温度と、マグネシウムスルホネートのその部分とについて、マグネシウムスルホネート保持遅延期間は存在しない。しかしながら、その温度又は温度範囲である期間保持した後に、マグネシウムスルホネートの別の部分が加えられると、その後、その温度及びその部分について、マグネシウムスルホネートのマグネシウムスルホネート保持期間が存在する。マグネシウムスルホネートの一部は、任意のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間又はマグネシウムスルホネート保持遅延期間の後に加えられてよく、マグネシウムスルホネートの別の一部は、別のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間又はマグネシウムスルホネート保持遅延期間の後に追加されてよい。更に、水、1つの反応成分又はその一部の添加が、ある1つのマグネシウムスルホネート遅延期間の出発点であってよく、その後の水、同じ反応成分、異なる反応成分又はその一部の添加が、別のマグネシウムスルホネート遅延期間の出発点であってよい。
好ましい別の実施形態では、‘792出願に記載されているように、過塩基性マグネシウムスルホネートの全量は、二段階で加えられる(分割添加法)。最初の部分は、プロセスの開始時又はその近くに(変換が完了する前、好ましくは変換が開始される前)に加えられ、2番目の部分は、グリース構造が形成された後に(変換が完了した後、又は変換後の加熱及び/又は混合物の冷却後に)加えられる。分割添加法が使用される場合、変換前に加えられる最初の部分として(グリースの最終重量を基準として)約0.1乃至20%のマグネシウムスルホネートを加えることが好ましく、約0.5乃至15%がより好ましく、更に好ましくは約1.0乃至10%である。表1に示される範囲の総量を与えるように、マグネシウムスルホネートの残部を変換後に加えるのが好ましい。全マグネシウムスルホネートの約0.25乃至95%が最初の部分で加えられるのが好ましく、全マグネシウムスルホネートの約1.0乃至75%がより好ましく、全マグネシウムスルホネートの約10乃至50%が最初の部分で加えられるのが最も好ましい。
過塩基性マグネシウムスルホネート分割添加法はまた、マグネシウムスルホネート遅延添加法と組み合わせられてよい。好ましい組合せ手法では、過塩基性マグネシウムスルホネートの最初の部分は、冒頭から加えられないが、水又は1又は複数種の反応成分の添加後であって、そして変換が開始する前に加えられて、水又は他の反応成分の添加とマグネシウムスルホネートの最初の部分の添加との間に、1又は複数のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間及び/又はマグネシウムスルホネート保持期間がある。変換が完了した後、水又は更なる反応成分の追加前(更なるマグネシウムスルホネート遅延期間なし)、或いは、更なる水又は他の反応成分の添加後(更なるマグネシウムスルホネート遅延期間。これは、1又は複数のマグネシウムスルホネート温度調節遅延期間及び/又はマグネシウムスルホネート保持遅延期間を含んでよい)に、2番目の部分が加えられる。
好ましい別の実施形態によれば、促進酸遅延及びマグネシウムスルホネート遅延が同時に用いられる。この実施形態では、過塩基性カルシウムスルホネートと基油の初期混合物に促進酸が加えられる場合に、マグネシウムスルホネートは存在しない。基油、過塩基性カルシウムスルホネート及び促進酸の初期混合物は十分に混ぜられて、マグネシウムスルホネートを加える前に、促進酸が過塩基性カルシウムスルホネートと反応することを可能にする。促進遅遅延期間及びマグネシウムスルホネート遅延期間の両方であるこの遅延期間の後、マグネシウムスルホネートの少なくとも一部が加えられる。遅延に関する前述の種々の種類と組合せとは、促進酸の添加とマグネシウムスルホネートの添加の間の遅延に関して、この実施形態において、同様に適用可能である。加えられるマグネシウムスルホネートが、加えられるべきマグネシウムスルホネートの2つの部分のうちの最初の部分だけであり、2番目の部分が後で加えられる場合には、上述のように、マグネシウムスルホネート分割添加法も使用されるであろう。促進酸遅延とマグネシウムスルホネート遅延が同時に行われる場合、少なくともスルホネートの最初の部分(又は全て)が加えられるまで、水は変換剤として加えられないことが最も好ましい。促進酸遅延法及びマグネシウムスルホネート遅延法のこの特定の混合使用の重要性は、これらの方法のこのよう混合使用によって、促進酸がカルシウムスルホネートと反応するが、マグネシウムスルホネートと反応しないことを可能にする点にある。促進酸の添加とマグネシウムスルホネートの最初の部分との間の遅延は、20乃至30分又はそれ以上であってよい。20分のようなより短い遅延であっても、温度調節が無くとも、本明細書での真の遅延期間として適正であろう。これは、促進酸をカルシウムスルホネート(好ましい別の実施形態による促進酸の前にマグネシウムスルホネートの一部が加えられる場合は、マグネシウムスルホネート)と反応させる反応は通常、非常に容易であって、通常の周囲温度でさえ、混合すると急速に起こると予想されるからである。本明細書に記載されるような、促進酸の添加とマグネシウムスルホネートの最初の部分(又は全て)との間の任意の意図的な遅延は、促進酸と既に存在するカルシウムスルホネートとの反応を十分に可能にし、促進酸遅延期間及びマグネシウムスルホネート遅延期間として適切である。
[カルシウム含有塩基添加法]
好ましい幾つかの実施形態では、1又は複数種のカルシウム含有塩基を加える工程は、以下の工程のうちの1つを含んでいる:(a)加えられる唯一のカルシウム含有塩基として、微粉カルシウムヒドロキシアパタイトを変換前に混ぜる工程;(b)ある実施形態に基づいて、微粉カルシウムヒドロキシアパタイトと炭酸カルシウムとを、その後に加えられるコンプレックス化酸と完全に反応して中和するのに十分な量で混ぜる工程;
(c)微粉カルシウムヒドロキシアパタイト及び水酸化カルシウムと、及び/又は、酸化カルシウムとを、後で加えられるコンプレックス化酸と完全に反応して中和するのに十分な量で混ぜる工程であって、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムは、好ましくは、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムとカルシウムヒドロキシアパタイトとの総量によって与えられる水酸化物等価塩基度(hydroxide equivalent basicity)の90%以下の量で存在する、工程;(d)本発明の別の実施形態に基づいて、付加炭酸カルシウムを変換後に混ぜる工程;(e)本発明の更に別の実施形態に基づいて、変換後にカルシウムヒドロキシアパタイトを、変換後に加えられた任意のコンプレックス化酸と完全に反応して中和するのに十分な量で混ぜる工程;(f)不油溶性固体カルシウム含有塩基として微粉炭酸カルシウムを変換前に混合し、その後に加えられたコンプレックス化酸と十分に反応して中和するには不十分な量で微粉水酸化カルシウムアパタイト及び水酸化カルシウムと及び/又は酸化カルシウムとを混ぜる工程であって、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムは、好ましくは、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムとカルシウムヒドロキシアパタイトとの合計との総量で与えられる水酸化物等価塩基度の90%以下の量で存在しており、予め加えられた炭酸カルシウムは、その後に加えられる任意のコンプレックス化酸における、カルシウムヒドロキシアパタイト及び水酸化カルシウムと及び/又は酸化カルシウムとによって中和されていない部分と完全に反応して中和するのに十分な量で加えられる、工程。これらの実施形態は、変換剤遅延法、マグネシウムスルホネートの添加(全部を一度に添加、マグネシウムスルホネート分割添加法、マグネシウムスルホネート遅延法、又はそれらの組合せで)、アルカリ金属水酸化物添加法、又はそれらの任意の組合せと組み合わされてよい。
[変換剤遅延法]
本明細書に記載の過塩基性マグネシウムスルホネート添加及び他の方法と組み合わせて使用されてよい好ましい実施形態では、変換剤遅延法が使用される。この実施形態では、この方法は、上記と同じ工程を含んでいるが、変換剤が水及び少なくとも1種の非水性変換剤を含んでおり、変換前の水の添加と1又は複数種の他の非水性変換剤の少なくとも一部の添加との間に1又は複数の遅延期間が存在する点で異なる(変換剤遅延法)。マグネシウムスルホネート遅延法と同様に、変換剤遅延法は、変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間、或いはそれらの両方を含んでよい。製造プロセス中に蒸発減を補うために変換前に追加の水が加えられる場合、それらの添加は、遅延期間の再開始又は決定には用いられず、最初の添加のみが遅延期間の決定の出発点として用いられる。
変換剤遅延期間は、複数の温度調節遅延期間及び/又は複数の保持遅延期間を含んでよい。例えば、第1の変換剤温度調節遅延期間は、混合物をある温度又は温度範囲(第1の変換剤温度)に加熱するのに要する、水が加えられた後の時間量である。第1の変換剤温度保持期間は、混合物が第1の変換剤温度で保持されてから別の温度に加熱又は冷却されるまで、又は非水性変換剤の少なくとも一部を加えるまでの時間である。第2の変換剤温度調節遅延期間は、混合物を他の温度又は温度範囲(第2の変換剤温度)に加熱又は冷却するのに要する、第1の変換剤保持遅延期間後の時間である。第2の変換剤保持遅延期間は、混合物が第2の変換剤温度で保持されて、他の温度に加熱又は冷却されるまで、又は非水性変換剤の少なくとも一部を加えるまでの時間量である。追加の変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間(即ち、第3の変換剤温度調節遅延期間)は、同じパターンに従う。通常、各変換剤温度調節遅延期間の持続時間は、約30分乃至24時間、又はより典型的には約30分乃至5時間である。しかしながら、任意の変換剤温度調節遅延期間の持続時間は、グリースバッチのサイズと、バッチの混合及び加熱に使用される装置と、開始温度と最終温度の間の温度差とによって変化することは当業者には理解できるであろう。
通常、変換剤保持遅延期間は、変換剤温度調節遅延期間に前後し、その逆もあるが、2つの変換剤保持遅延期間が連続し、又は2つの変換剤温度調節期間が連続してもよい。例えば、混合物は、1つの非水性変換剤を加える前に、周囲温度で30分間保持されてよく(第1の変換剤保持遅延期間)、そして、同じ又は異なる非水性変換剤を加える前に周囲温度で更に1時間保持され続けてよい(第2の変換剤保持遅延期間)。更に、混合物を第1温度に加熱又は冷却した後に、非水性変換剤を加えてもよい(第1の変換剤温度調節期間)。次に混合物を第2温度に加熱又は冷却し、その後、同じ又は異なる非水性変換剤が加えられる(第2の変換剤温度調節期間、中間の保持期間なし)。更に、非水性変換剤の一部を各遅延期間後に加える必要はないが、添加前又は添加間の遅延期間を抜かしてよい。例えば、任意の非水性変換剤を加える前に、混合物をある温度に加熱し(第1の変換剤温度調節遅延期間)、そして、その温度である時間保持してよい(第1の変換剤保持遅延期間)。
好ましい一実施形態によれば、第1の変換剤温度は周囲温度又は別の温度であってよい。その後の温度は、従前温度よりも高くても低くてもよい。最終的な変換前温度(非加圧生成の場合)は、開放ケトルでの変換が典型的に起こる温度として、約190°F乃至220°F、又は、230°Fまでである。最終変換前の温度は190°F未満であってもよいが、このようなプロセス条件は通常、変換時間が著しく長くなって、増ちょう剤収率も低下することがある。非水性変換剤の一部が温度又は温度範囲に到達した直後に加えられる場合、その特定の温度及び非水性変換剤のその一部については、変換剤保持時間遅延は存在しない。しかしながら、その温度又は温度範囲で一定時間保持した後に別の一部が加えられる場合には、その温度及び非水性変換剤のその一部について変換剤保持期間遅延がある。1又は複数種の非水性変換剤の一部は、任意の変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間の後に加えられてよく、同じ又は異なる非水性変換剤の別の一部は、別の変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間の後に加えられてよい。
好ましい別の実施形態によれば、混合物が約190°F乃至230°Fの間の最終変換前温度範囲に加熱された後に、非水性変換剤の少なくとも一部が加えられる。好ましい別の実施形態によれば、非水変換剤は、水と実質的に同時に加えられず、任意の非水性変換剤を加える前に少なくとも1つの変換剤遅延期間が存在する。好ましい別の実施形態によれば、非水性変換剤の少なくとも1つが、上述したようなグリコール(例えば、プロピレングリコール又はヘキシレングリコール)又はその他の非酸性非水性変換剤である場合、その非水性変換剤の一部は、水と実質的に同時に加えられて、非水性変換剤の他の部分と、他の全ての非水性変換剤とは、少なくとも1つの変換剤遅延期間の後に加えられる。好ましい別の実施形態によれば、酢酸が変換前に加えられる場合、それは、水と実質的に同時に加えられ、変換剤遅延期間の後に別の(異なる)非水性変換剤が加えられる。好ましい別の実施形態によれば、アルコールは非水性変換剤としては使用されない。
好ましい一実施形態によれば、非水性変換剤の全部又は一部は、遅延期間の後に、(以下で説明するように、遅延期間に渡る継続的な添加とは対照的に、全てを一度に一括して)バッチ方式で加えられる。しかしながら、大規模又は商業規模の実施においては、材料の量が関係するため、そのような非水性変換剤のグリースバッチへのバッチ添加を完了するまでに時間がかかることに留意のこと。バッチ添加では、非水性変換剤をグリース混合物に加えるのに要する時間は、変換剤遅延期間とはみなされない。その場合、その非水性変換剤又はその一部を加える前の遅延は、非水性変換剤のバッチ添加の開始時に終了する。好ましい別の実施形態では、ある1つの非水性変換剤の少なくとも一部は、変換剤遅延期間(変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間の何れか)の経過中、連続的に加えられる。このような連続的な添加は、実質的に安定した流量で、又は変換剤温度調節遅延期間、変換剤保持遅延期間、若しくはそれら両方の間に、反復的、離散的、増分的な添加によって、非水性変換剤をゆっくりと加えることであってよい。その場合、非水性変換剤を完全に加えるのに要する時間は、非水性変換剤の添加が完了したときに終了する変換剤遅延期間に含まれる。更に好ましい別の実施形態によれば、ある1つの非水性変換剤の少なくとも一部は、変換剤遅延期間の後にバッチ方式で加えられ、同じ又は異なる非水性変換剤の少なくとも別の一部は、変換剤遅延期間中に連続的に加えられる。
本発明の範囲における変換剤遅延期間は、加熱を伴わない保持遅延期間を含んでよいが(例えば、混合物が、加熱前の第1保持遅延期間中に周囲温度に保持される場合)、変換剤としての水の添加と全ての非水性変換剤の添加との間の、その期間中の加熱を伴わない15分未満の短い時間は、本明細書で使用されているような「変換剤遅延」又は「変換剤遅延期間」ではない。本発明の目的のために、遅延期間中に加熱することなく、非水性変換剤の何れか又は全てを加えるための遅延は、少なくとも約20分、より好ましくは少なくとも約30分であるはずである。水の添加と非水性変換剤の一部の添加との間の20分未満の間隔は、その20分未満に加熱することなく、続いてより長い保持遅延期間があり又はそれに続いて加熱して、その後、その非水性変換剤の一部を加える又は異なる非水性変換剤の一部又は全部を加える場合、本発明の範囲における「変換剤遅延期間」に関係する。その場合、最初の短いインターバルは「変換剤遅延期間」ではないが、非水性変換剤の添加前における引き続くより長い保持遅延又は温度調節遅延は、本発明の目的における保持遅延期間又は温度調節遅延期間である。マグネシウムスルホネート遅延期間に関して、加熱を伴わない遅延は、特に、前に加えられた成分が酸(上述の反応成分)である場合には、20分より短くてよく、過塩基性カルシウムスルホネート(又は、過塩基性カルシウムスルホネート及びマグネシウムスルホネートの予め付加された一部)と加熱を要せずに反応するであろう。この場合、マグネシウムスルホネートの添加の遅延は、水がまだ加えられていないならば、その反応成分に対するものであろう。
更に、酢酸又は12−ヒドロキシステアリン酸が変換前に加えられる場合、これらの酸は、変換剤及びコンプレックス化酸の両方として二重の役割を果たすであろう。これらの酸が、より活性な別の非水性変換剤(例えばグリコール)と共に加えられると、酸は、主としてコンプレックス化酸の役割を果たし、より活性な剤は主として変換剤の役割を果たすと考えられ得る。このように、酢酸又は12−ヒドロキシステアリン酸が、より活性な変換剤と共に変換前に加えられる場合、水の添加と酢酸又は12−ヒドロキシステアリン酸の任意の部分の添加の間の経過時間は、本明細書で使用される用語としての変換剤遅延とは考えられない。その場合、水の変換前添加と他の非水性変換剤の任意の部分の変換前添加との間の変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間のみが、本発明の目的のための遅延と考えられる。酢酸又は12−ヒドロキシステアリン酸又はそれらの組合せが、使用される唯一の非水性変換剤であるならば、水の変換前添加と酢酸又は12−ヒドロキシステアリン酸の任意の部分の変換前添加との間の変換剤温度調節遅延期間又は変換剤保持遅延期間は、本発明の目的のための遅延となる。
これらの実施形態は、任意のカルシウム塩基添加法、マグネシウムスルホネートの添加(一度に添加、マグネシウムスルホネート分割添加法、マグネシウムスルホネート遅延法、又はそれらの組合せ)、アルカリ金属水酸化物添加法、又はそれらの任意の組合せと組み合わせられてよい。
[付加アルカリ金属水酸化物法]
更に好ましい別の実施形態によれば、カルシウムマグネシウムスルホネートグリースは、付加アルカリ金属水酸化物を用いて作製される。アルカリ金属水酸化物は、好ましくは水に溶解し、溶液は他の成分に加えられる。他の好ましい実施形態によれば、アルカリ金属水酸化物が加えられる場合、以下の工程の1又は複数が含まれる:(a)アルカリ金属水酸化物を、変換剤として加えられる水に溶解して、溶解したアルカリ金属水酸化物を含む水を、変換前に一度に加える(必要であれば、プロセス中に水を更に加えて蒸発損失を補う);(b)(i)水の第1の部分が変換剤として変換前に加えられ、水の第2の部分が変換剤として変換後に加えられ、且つ(ii)アルカリ金属水酸化物が水の第1の部分、第2の部分、又は両方に溶解している;(c)変換剤として、水が少なくとも2つの別々の変換前段階で加えられ、変換剤としての水の最初の添加と変換剤としての水の第2の添加の間に、1又は複数の温度調節工程追加成分の添加工程、又はそれらの組合せがなされて、アルカリ金属水酸化物は、変換剤としての水の最初又は1回目の添加、変換剤としての水の2回目又はそれ以後の添加、或いはそれら両方において溶解している。(d)加熱前にコンプレックス化酸の少なくとも一部を加える;(e)加熱前に全てのコンプレックス化酸を加える;(f)付加炭酸カルシウムが、コンプレックス化酸と反応するために加えられるカルシウム含有塩基として使用される場合、コンプレックス化酸の前に加えられる;(g)ヒドロキシアパタイトカルシウム、付加水酸化カルシウム、及び付加炭酸カルシウムが全て、コンプレックス化酸と反応するカルシウム含有塩基として使用される;(h)カルシウム含有塩基が加えられた後及び/又は変換前コンプレックス化酸の一部が加えられた後に、溶解したアルカリ金属水酸化物を含む水が加えられる;及び/又は(i)アルカリ金属水酸化物(又は別々に加えられたアルカリ金属水酸化物)溶解した水が加えられてから、少なくとも1つのコンプレックス化酸の一部が加えられる。これらの実施形態は、カルシウム塩基添加法、変換剤遅延法、マグネシウムスルホネートの添加(一度に添加、マグネシウムスルホネート分割添加法、マグネシウムスルホネート遅延法、又はそれらの任意の組合せを使用)、又はそれらの任意の組合せと組み合わされてよい。
[アルカリ金属水酸化物添加法と変換剤遅延法の組合せ]
種々の好ましい実施形態によれば、変換剤遅延法をアルカリ金属水酸化物添加法と組み合わせる場合、遅延期間の様々なバリエーションが、カルシウムマグネシウムスルホネートグリースを作製するために用いられてよい。例えば、以下の各々は、好ましい別の実施形態である:(a)非水性変換剤の少なくとも一部が水の第1の添加と共に(実質的に同時に)加えられ、同じ非水性変換剤及び/又は異なる非水性変換剤の少なくとも別の一部が、少なくとも1つの遅延期間の後に加えられる;(b)水と実質的に同時に非水性変換剤を加えず、少なくとも1つの遅延期間が非水性変換剤を加える前に存在する;(c)非水性変換剤の少なくとも一部が、混合物が約190°F乃至230°Fの間の最終の変換前温度範囲(変換が開放容器で起こる温度範囲。密閉容器内で行われる場合には、変換が起こる適切な温度範囲に混合物が加熱される)に加熱された後に加えられる;(d)少なくとも1種の非水性変換剤がグリコール(例えば、プロピレングリコール又はヘキシレングリコール)である場合、グリコールの一部は、水と実質的に同時に加えられ、グリコールの別の一部と、他の任意の非水性変換剤の全てとが少なくとも1つの遅延期間の後に加えられる;(e)酢酸が変換前に加えられる場合、それは水と実質的に同時に加えられ、別の(異なる)非水性変換剤が、遅延期間の後に加えられる;(f)1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部が、1又は複数の遅延期間の最後に加えられ、同じ及び/又は異なる非水性変換剤の別の一部が、より前の1又は複数の遅延期間の後に加えられる;(g)1又は複数種の非水性変換剤の全てが、1又は複数の遅延期間の最後に加えられる。
変換剤遅延法及びアルカリ金属水酸化物添加法とマグネシウムスルホネート付添加を組み合わせる好ましい別の実施形態は、(1)適当なグリース製造容器で、変換剤としての水と、分散した非晶質炭酸カルシウムを含有する高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートと、(必要であれば)任意選択的に適切な量の適切な基油と、1又は複数種のアルカリ金属水酸化物と、任意選択的に少なくとも1種の非水性変換剤の少なくとも一部とを混ぜて、第1混合物を形成する工程;(2)1又は複数の変換剤遅延期間中に、第1混合物をある温度又は温度範囲内に維持しながら、及び/又は、第1混合物の温度を調節して、それを別の温度又は温度範囲に加熱又は冷却しながら、混ぜる又は撹拌する工程;(3)任意選択的に、1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部を1又は複数の変換剤遅延期間の後又はそれらの間に第1混合物と混ぜて第2混合物を形成する工程;(4)第1混合物(非水性変換剤が工程(3)で加えられた場合には第2混合物)を変換温度(好ましくは190°F乃至230°Fの範囲内であり、開放容器の場合には、典型的な範囲の190°F乃至220°Fよりも高い)に加熱して、1又は複数の変換剤遅延期間の最後の期間中に第3の混合物を形成する工程;(5)工程(4)の後又はその工程中に、1又は複数の非水性変換剤の全て又は(存在する場合には)任意の残りの部分を混合する工程;(6)過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる非晶質炭酸カルシウムが非常に微粉の結晶性炭酸カルシウムに変換されるまで、変換温度範囲(開放容器の場合、好ましくは190°F乃至230°F)の温度を維持しながら混ぜ続けることによって第3混合物を変換する工程;(7)1又は複数種のカルシウム含有塩基を混合する工程;(8)必要に応じて促進酸を混合する工程;及び、(9)1又は複数種の適切なコンプレックス化酸を混ぜる工程;(10)(i)過塩基性カルシウムスルホネートと共に一度に、(ii)マグネシウムスルホネート遅延法を用いて、又は(iii)好ましくは工程(3)の前に全過塩基性マグネシウムスルホネートの少なくとも一部を第1混合物に加えることによって、分割添加法を用いて、過塩基性マグネシウムスルホネートを混合する工程。このプロセスにより、好ましいコンプレックスカルシウムマグネシウムスルホネートグリースが得られる。
工程(7)は、変換前又は変換後に実行されてよく、或いは、1又は複数種のカルシウム含有塩基の一部又は全部が変換前に加えられてよく、1又は複数種のカルシウム含有塩基の一部又は全部が、変換後に加えられてよい。工程(8)は、変換前の任意の時点で実行されてよい。工程(9)は、変換前又は変換後に実行されてよい。又は、1又は複数種のコンプレックス化酸の一部又は全部が変換前に加えられてよく、1又は複数種のコンプレックス化酸の一部又は全部が変換後に加えられてよい。最も好ましくは、組み合わされたこのアルカリ/変換剤遅延添加法は開放容器中で実施されるが、加圧容器中で実施されてもよい。最も好ましくは、1又は複数種のアルカリ金属水酸化物は、工程(1)にてそれらを加える前に変換剤として使用される水に溶解される。或いは、アルカリ金属水酸化物は、工程(1)にて省略されてよく、水に溶解して、変換前又は変換後にその溶液が加えられてよい。
本明細書に記載の組み合わされたアルカリ/変換剤遅延添加法の何れかの好ましい実施形態では、工程(1)、工程(3)、及び/又は工程(5)において加えられる非水性変換剤の任意の一部は、別の工程で加えられたものと同じ非水性変換剤であってよく、別の工程で加えられた任意の非水性変換剤とは異なっていてもよい。少なくとも1種の非水性変換剤の少なくとも一部が、(工程(3)又は工程(5)において)変換剤遅延期間後に加えられる場合、同じ非水性変換剤の別の一部、及び/又は、異なる1又は複数の非水性変換剤の少なくとも一部が、工程(1)、工程(3)及び/又は工程(5)の任意の組合せにて加えられてよい。組み合わされたアルカリ/変換剤遅延添加法の他の好ましい実施形態によれば、それらの工程では更に、(a)1又は複数種の非水性変換剤の1又は複数の全ては、工程(5)の遅延期間後に混合されて、工程(1)又は(3)では何も加えられない;(b)アルカリ/遅延添加法の好ましい別の実施形態によれば、1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部は、遅延の前に工程(1)にて第1混合物と共に加えられ、同じ又は異なる非水性変換剤の少なくとも一部が工程(3)及び/又は工程(5)において加えられる;(c)非水性変換剤は第1混合物と共に加えられず、1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部が、工程(3)及び工程(5)にて加えられる;(d)1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部は、工程(3)において1つの変換剤遅延期間の後又はその間に加えられ、そして同じ又は異なる非水性変換剤の少なくとも一部は、別の変換剤遅延期間(工程(3)の第2変換剤遅延期間及び/又は工程(5)の最終遅延期間)の後又はその間に加えられる;及び/又は,(e)工程(3)の1又は複数の変換剤遅延の後に、1又は複数種の非水性変換剤の少なくとも一部が加えられるが、工程(5)の最終的な変換剤遅延期間の後では、非水性変換剤は加えられない。
コンプレックスグリースを作製する工程(2)乃至(6)の順序は、組み合わされたアルカリ/遅延添加法を含む実施態様に関しては本発明の重要な特徴である。そのプロセスの他の幾つかの特徴は、本発明による好ましいカルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物を得るためには重要ではない。例えば、複数種のカルシウム含有塩基が互いに対して加えられる順序は重要ではない。また、変換剤としての水とカルシウム含有塩基とが加えられる温度は、許容可能なグリースを得るために重要ではないが、温度が190°F乃至200°F(密閉容器内で行われる場合に変換が起こる場合には他の温度範囲)に至る前に、それらが加えられるのが好ましい。2種以上のコンプレックス化酸が使用される場合、それらが変換前又は変換後の何れかにて加えられる順序も、通常は重要でない。
アルカリ/遅延添加法の好ましい別の実施形態は、適切なグリース製造容器にて、分散した非晶質炭酸カルシウムを含む高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートと、(必要であれば)適当な基油とを混合して、混ぜ始める工程を含んでいる。次に、1又は複数種の促進酸が加えられて、好ましくは約20乃至30分間混ぜられる。次に、カルシウムヒドロキシアパタイトの全てと、続いて水酸化カルシウムの一部と、次に炭酸カルシウムの全てとが加えられて、更に20乃至30分間混ぜられる。次に、酢酸の一部と12−ヒドロキシステアリン酸の一部とが加えられて、更に20乃至30分間混ぜられる(これらの成分は、変換剤であってもよいが、水の前に加えられるので、それらについての変換剤遅延期間はないことに留意)。次に、水に溶解した少量のアルカリ金属水酸化物を含んでおり、変換剤として使用される水を加え、190°F乃至230°Fの温度へと加熱しながら混ぜる(第1温度調節遅延期間及び最終遅延期間)。そして、ヘキシレングリコールの全てが非水性変換剤として加えられる。過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる非晶質炭酸カルシウムの非常に微粉の結晶性炭酸カルシウムへの変換が完了するまで、変換温度範囲(好ましくは190°F乃至230°F)で温度を維持しながら混ぜ続けることによって、混合物が変換する。変換後、残りの水酸化カルシウムを加え、約20乃至30分間混ぜる。次に、残りの酢酸と残りの12−ヒドロキシステアリン酸とを加えて、約30分間混ぜる。次に水に分散したホウ酸が加えられて、続いてゆっくりとリン酸が徐々に加えられる。次に、混合物が加熱されて水及び揮発性物質が除去されて、冷却され、必要に応じて更に基油が加えられて、グリースが下記のようにミリングされる。過塩基性カルシウムスルホネート及び基油と一度に最初に、或いは、マグネシウムスルホネート遅延添加法、分割添加法、又はマグネシウムスルホネート遅延添加法と分割添加法の組合せを用いて、過塩基性マグネシウムスルホネートも加えられる。追加の添加剤が、最終の加熱又は冷却工程中に加えられてよい。
アルカリ/遅延添加法の好ましい別の実施形態では、工程及び成分は上記のものと同じであるが、変換剤としての水を加えた後、及び非水性変換剤としてのヘキシレングリコールの全てを加える前に、混合物は、約160°Fに加熱され(第1変換剤温度調節遅延期間)、その温度で約30分間保持された後(第1変換剤保持遅延期間)、190°F乃至230°Fへの加熱が継続される(第2変換剤温度調節遅延期間と最終遅延期間)点で異なる。
アルカリ金属水酸化物添加及び変換剤遅延法の組合せのこれらの実施形態は、カルシウム塩基添加法及び/又はマグネシウムスルホネートの添加 (一度に添加、マグネシウムスルホネート分割添加法、マグネシウムスルホネート遅延法、又はそれらの任意の組合せが使用)と組み合わされてよい。
本明細書に記載の方法の好ましい実施形態は、グリース製造に一般的に使用されているような開放ケトル又は密閉ケトルの何れかで行われてよい。変換プロセスは、通常の大気圧下で又は密閉ケトルの加圧下で達成できる。開放ケトル(加圧下でない容器)での製造は、このようなグリース製造装置が一般的に入手可能である点で好ましい。本発明の目的のためには、開放容器は、上蓋又はハッチを有する又は有さない任意の容器であるが、そのような上蓋又はハッチは、蒸気気密ではなく、加熱中に顕著な圧力は発生しない。変換プロセス中に上蓋又はハッチが閉じた状態でこのような開放容器を使用することは、変換剤として必要なレベルの水を保持する一方で、水の沸点又はそれ以上の変換温度を概ね可能にするのに役立つ。このようなより高い変換温度は、当業者に理解されるように、単純及びコンプレックスカルシウムスルホネートグリースの両方の増ちょう剤収率を更に改善することができる。加圧ケトルでの製造もまた利用されてよく、増ちょう剤収率の更に大きな改善をもたらし得るが、加圧プロセスは、より複雑で制御が困難であり得る。更に、加圧ケトルでカルシウムマグネシウムスルホネートグリースを作製すると、生産性の問題が生じる可能性がある。加圧反応を利用することは、特定の種類のグリース(ポリ尿素グリースなど)にとっては重要であり、グリースプラントの大半では、限られた数の加圧容器しか利用できないであろう。加圧ケトルを使用して、加圧反応がそれほど重要ではないカルシウムマグネシウムスルホネートグリースを作製することは、これらの反応が重要な他のグリースを作製するプラントの能力を制限し得る。これらの問題は、開放容器では避けられる。
本発明の様々な実施形態に係る過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物と、当該組成物を作製する方法とについて、以下の実施例に関連して更に記載し、説明する。実施例12及び13で使用した過塩基性カルシウムスルホネートは、高品質過塩基性カルシウムスルホネートである。他の全ての実施例において使用した過塩基性カルシウムスルホネートは、‘406特許の実施例10及び11に使用されたものと同様の低品質カルシウムスルホネートである。
[実施例1−基準実施例(促進酸遅延無し。マグネシウムスルホネートの添加無し)]
‘406特許に記載されているカルシウムヒドロキシアパタイト組成物を用いてカルシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製した。この実施例では、過塩基性マグネシウムスルホネートは加えられていない。また、非水性変換剤遅延法もアルカリ金属水酸化物添加法も用いられていない。この実施例は、‘473出願の実施例8と同じである。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート264.98gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1(solvent neutral group 1)パラフィン系基油378.68gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO11.10gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、‘406の特許の実施例10及び11に用いられたものと同様の低品質カルシウムスルホネートである。加熱せずに、遊星攪拌パドル(planetary mixing paddle)を使用して混合を開始した。次に、主(primarily)C12アルキルベンゼンスルホン酸23.96gを加えた。20分間混ぜた後、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト50.62gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム3.68gを加え、30分間混ぜた。促進酸の添加とカルシウムヒドロキシアパタイトの添加の間の加熱のない短い混合時間は、促進酸保持遅延期間とは考えられない。なぜならば、カルシウムヒドロキシアパタイト(次の添加成分)は促進酸と反応しないと考えられ、促進酸の添加とカルシウムヒドロキシアパタイトの添加の間に僅か20分しかなかったからである。次の添加成分が反応すると考えられたならば(例えば、硫酸マグネシウム)、加熱を伴わないこの短い混合時間は、促進酸保持遅延期間であったであろう。また、20分の短いその混合時間が、加熱を伴うか、又はより長い混合時間であったならば、次の添加成分が何であるかに拘わらず、促進酸遅延期間と考えられるであろう。
次に、氷酢酸0.84gと12−ヒドロキシステアリン酸10.56gとを加え、10分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム55.05gを加え、5分間混ぜた。次に、ヘキシレングリコール13.34gと水39.27gとを加えた。190°Fの温度に達するまで混合物を加熱した。フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F〜200°Fの温度に45分間保持した。同じ水酸化カルシウム7.34gを加えて、10分間混ぜた。次に、氷酢酸1.59gを加えた後、12−ヒドロキシステアリン酸27.22gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合された後、ホウ酸9.37gを熱水50gに混合し、その混合物をグリースに加えた。
グリースがしつこい(heaviness)ために、同じパラフィン系基油62.29gを更に加えた。次に、75%リン酸水溶液17.99gを加えて、混ぜて反応させた。パラフィン系基油46.90gを更に加えた。次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー22.17gをクラム形成固体(crumb-formed solid)として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム33.30gを加えた。グリースの温度が200°Fに冷めると、アリールアミン酸化防止剤2.27gとポリイソブチレンポリマー4.46gとを加えた。同じパラフィン系基油55.77gを追加した。グリースが170°Fの温度に達するまで攪拌を続けた。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、281であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は24.01%であった。滴点は、>650°Fであった。
[実施例2−基準実施例(促進酸遅延無し。マグネシウムスルホネートの添加無し。但し、変換剤遅延法を使用)]
カルシウムスルホネートコンプレックスグリースを、‘406特許に記載されたカルシウムヒドロキシアパタイト組成物を用いて調製した。変換剤遅延法を使用したこと以外は、実施例1と同様である。グリースを約190°F〜200°Fの温度に加熱し、その温度で30分間保持するまで、ヘキシレングリコールの添加を遅らせた。この実施例では、過塩基性カルシウムスルホネートの一部と置換するために、過塩基性マグネシウムスルホネートを加えていない。アルカリ金属水酸化物添加法は使用しなかった。この実施例は、‘473出願の実施例9と同じである。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート264.04gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油378.21gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO11.15gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、前記実施例1のグリースに使用されたものと同じであり、‘406の特許の実施例10及び11に用いられたものと同様の低品質カルシウムスルホネートであった。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸23.91gを加えた。20分間混ぜた後(繰り返すが、次の成分がカルシウムヒドロキシアパタイトであるために、促進酸遅延期間ではない)、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト50.60gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム3.61gを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸0.83gと、12−ヒドロキシステアリン酸10.56gとを加え、10分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム55.05gを加え、5分間混ぜた。次に水38.18gを加えた。混合物をその温度が190°Fに達するまで加熱した。これは、‘473出願に記載された変換剤温度調節遅延に相当する。190°F〜200°Fで30分間温度を保持した。これは、‘473出願に記載された変換剤保持遅延を表す。次に、ヘキシレングリコールを13.31g加えた。フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F〜200°Fの温度に45分間保持した。蒸発により失われた水に代わる16mlの水を追加した。次に、同じ水酸化カルシウム7.39gを加えて、10分間混ぜた。次に氷酢酸1.65gを加えて、続いて12−ヒドロキシステアリン酸27.22gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合された後、グリースがしつこくなったため、同じパラフィン系基油54.58gを追加した。次にホウ酸9.36gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。
グリースがしつこいために、同じパラフィン系基油59.05gを更に加えた。次に、75%リン酸水溶液18.50gを加えて、混ぜて反応させた。更に、パラフィン系基油52.79gを加えた。次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー22.25gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム33.15gを加えた。グリースが200°Fの温度に冷却されると、アリールアミン酸化防止剤2.29gとポリイソブチレンポリマー4.79gとを加えた。同じパラフィン系基油108.11gを追加した。グリースが170°Fの温度に達するまで攪拌を続けた。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、272であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は21.78%であった。滴点は、>650°Fであった。このように、このグリースは、実施例1のグリースと比べて、増ちょう剤収率が優れていた。実施例1及び2のグリースは、過塩基性マグネシウムスルホネートを含む次のグリース実施例の基準グリースとして供される。
[実施例3(基準実施例−促進酸遅延無し。しかしながら、マグネシウムスルホネート分割添加、変換剤遅延法及びアルカリ金属水酸化物添加を使用)]
他のグリースの実施例と比較するために、変換剤遅延法及びアルカリ金属水酸化物添加と組み合わせたマグネシウムスルホネート分割添加法を用いてグリースを作製した。具体的には、このグリースでは、過塩基性マグネシウムスルホネート全体の23.3%しか変換前に最初に加えられなかった。残りの過塩基性マグネシウムスルホネートは、変換後に、残りの全てのコンプレックス化酸を反応させた後、しかしながら、バッチを最高処理温度390°Fに加熱する直前に、加えられた。最終グリース中の水酸化リチウムの濃度は0.11%(wt)であった。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート264.20gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油348.22gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO11.65gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネート27.01gを加えた(変換前に加えたマグネシウムスルホネートの第1の部分)。これは、前述の実施例のグリースで使用されたものと同じ過塩基性マグネシウムスルホネート、つまり、‘792の出願で使用されているマグネシウムスルホネート“A”であった。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。15分後、主C12アルキルベンゼンスルホン酸26.56gを加えた。20分間混ぜた後、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト50.64gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム3.68gを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸0.91gと、12−ヒドロキシステアリン酸10.61gとを加え、10分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム55.09gを加え、5分間混ぜた。次に、水酸化リチウム一水和物粉末1.32gを水42.19gに溶かし、溶液をバッチに加えた。温度が190°F〜200°Fになるまで混合物を加熱した(変換剤温度調節遅延期間)。この温度で30分間、バッチを混合した(変換剤保持遅延期間)。次に、水30mlとヘキシレングリコール29.28gを加えた。
20分後、バッチが増ちょうし始めたことが観察された。続く45分間に、蒸発により失われた水の代わりに水70mlを追加した。フーリエ変換赤外(FTIR)分光が、非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示した。同じ水酸化カルシウムの7.44g部分を加え、約10分間混ぜた。次に、氷酢酸1.74gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸27.14gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合するまで、グリースを15分間まぜた。その間、グリースが増ちょうし続けたので、同じパラフィン系基油40.79gを加えた。次に、ホウ酸9.35gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。次に、75%リン酸水溶液17.72gを加えて、混ぜて反応させた。同じパラフィン系基油22.76gを追加した。次に、同じ過塩基性マグネシウムスルホネート86.77gを加えた(変換後に加えられたマグネシウムスルホネートの第2の部分)。
混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー22.22gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム33.35gを加えた。バッチが170°Fの温度に冷却されると、アリールアミン酸化防止剤2.50gとポリイソブチレンポリマー4.85gとを加えた。同じパラフィン系基油102.08gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させた後、このグリースの60往復混和ちょう度は、275であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は20.68%であった。滴点は、>637°Fであった。
[実施例4(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート分割添加;変換剤遅延添加;アルカリ金属水酸化物添加)]
カルシウムマグネシウムスルホネートコンプレックスグリースは、マグネシウムスルホネート分割添加法、変換剤遅延添加及びアルカリ金属水酸化物添加と組み合わせて促進酸遅延法を用いていた。このグリースは、促進酸遅延法を使用したことを除いて、実施例3のグリースと同様である。過塩基性マグネシウムスルホネートに対する過塩基性カルシウムスルホネートの総量の比は約70/30であり、過塩基性カルシウムスルホネートに対する過塩基性マグネシウムスルホネートの最初の変換前比は、分割添加法を用いて約90/10であった。過塩基性マグネシウムスルホネートの第2の部分は、全てのコンプレックス化酸が加えられ、反応した後に、しかしながら、バッチをその最高温度に加熱する直前に加えられた。DDBSA(促進酸)を加えた後、初期混合物を16時間静置してから次の工程に進み、次の成分を加えた。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート264.22gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油348.81gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO11.14gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネート26.41gを加えた。これは、実施例3のグリースに用いられたものと同じ過塩基性マグネシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート“A”である。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。15分後、主C12アルキルベンゼンスルホン酸26.79gを加えた。バッチを30分間混ぜた。その後、混ぜることを停止し、更に16時間、バッチに何もしなかった(第1の促進酸保持遅延)。翌朝、バッチを混ぜ始めた。その後、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト50.60gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム3.61gを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸0.91gと、12−ヒドロキシステアリン酸10.68gとを加え、10分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム55.04gを加え、5分間混ぜた。
その後、水酸化リチウム一水和物粉末1.32gを水42.25gに溶かし、溶液をバッチに加えた。混合物を190°F〜200°Fの温度に達するまで加熱した(第1の変換剤温度調節遅延)。バッチをこの温度で30分間混ぜた(変換剤保持遅延期間)。この後、水30mlとヘキシレングリコール29.59gを加えた。25分後、バッチが増ちょうし始めたことが観察された。続く45分間に、水40mlを加えて、蒸発により失われた水と置き換えた。そして、フーリエ変換赤外(FTIR)分光が、非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示した。同じ水酸化カルシウムの7.46gの部を加えて、10分間混ぜた。次に氷酢酸1.73gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸27.06gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを10分間混ぜた。ホウ酸9.36gを熱水50gに混合し、その混合物をグリースに加えた。グリースがしつこくなり続けたので、同じパラフィン系基油70.03gを追加した。次に、75%リン酸水溶液17.66gを加え、混ぜて反応させた。次に、同じ過塩基性マグネシウムスルホネート86.77gを加えた。
次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー22.60gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム33.00gを加えた。バッチが冷却されて170°Fになると、アリールアミン酸化防止剤2.22gとポリイソブチレンポリマー4.59gとを加えた。同じパラフィン系基油188.39gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、283であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は20.32%であった。滴点は、>650°Fであった。
[実施例5(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート分割添加;変換剤遅延添加;アルカリ金属水酸化物添加)]
別のグリースを、先の実施例4のグリースと同様に作製した。唯一の有意な違いは、DDBSAの添加と次の成分の添加の間の遅延が13日間であったことであった。その間、バッチは、周囲実験室温度でミキサー内で蓋をされ、静置されたままであった。最終的にミリングされたグリースの60往復混和ちょう度は、265であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は19.37%であった。混和ちょう度と過塩基性カルシウムスルホネート濃度の間の通例的な逆線形関係を用いると、促進酸遅延法が使用されなかった先の実施例3のグリースと同じ値の混和ちょう度をもたらすために、追加の基油を加えた場合、この実施例のグリースは、18.7%の過塩基性カルシウムスルホネート濃度を有していたであろう。滴点は、635°Fであった。このように、周囲実験室温度でのこの極端な遅延(その遅延中の加熱無し)は、実施例3及び4のグリースと比較して、増ちょう剤収率の更なる改善をもたらした。滴点は良好なままであった。
[実施例6(促進酸遅延添加;変換剤遅延添加)]
促進酸遅延法を更に検討するために、過塩基性マグネシウムスルホネートを使用せずカルシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製した。このグリースは、‘406特許に教示された組成に従って作製された。変換剤遅延法も用いた。DDBSAの最初の添加とその次の成分の添加との間で、48時間の周囲温度遅延を使用した。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート112.55gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油180.95gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO10.15gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸21.85g(促進酸)を加えた。バッチを30分間混ぜた。その後、混ぜることを停止し、48時間、バッチに何もしなかった(第1の促進酸保持遅延期間)。この遅延の後、バッチを混ぜ始めた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト46.01gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム3.61gを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸0.99gと、12−ヒドロキシステアリン酸10.86gとを加え、15分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム50.02gを加え、5分間混ぜた。
次に水30.0gを混合物に加えた。温度が190°F〜200°Fに達するまで混合物を加熱した(第1の変換剤温度調節遅延)。次に、バッチをこの温度域で30分間混ぜた(第1の変換剤保持遅延)。この後、水10mlとヘキシレングリコール12.30gとを加えた。続く45分間に、水160mlを6回に分けて加えて、蒸発により失われた水に代えた。この期間の終わりに、バッチの温度は240°Fに上昇した。その後、フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示した。次に、同じ水酸化カルシウム7.35gを加えて、10分間混ぜた。次に氷酢酸を1.25g加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸を22.75g加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを15分間混ぜた。ホウ酸8.53gを熱水40mlに混合し、その混合物をグリースに加えた。75%リン酸水溶液16.79gを加えて、混ぜて反応させた。バッチの重さが増加したため、パラフィン系基油57.23gを更に加えた。
バッチのしつこさが増加したので、同じパラフィン系基油26.40gを更に加えた。次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー20.05gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウムを30.14g加えた。バッチが冷却されて170°Fになると、アリールアミン酸化防止剤2.40gとポリイソブチレンポリマー5.01gとを加えた。同じパラフィン系基油149.99gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、287であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は、15.21%であった。滴点は、>650°Fであった。このグリースは、‘265又は‘406特許又は‘473又は‘422出願に記載されている他のグリースよりも有意に優れた増ちょう剤収率を有していたことに留意すべきである。更に、この実施例5よりも優れた増ちょう剤収率を有しており、開放大気圧下で作製され、従来技術に記載された公知のカルシウムスルホネートグリースは存在していない。従って、促進酸遅延法は、増ちょう剤収率の改善をもたらす。
[実施例7(基準実施例−促進酸遅延無し。しかし、マグネシウムスルホネート添加及び変換剤遅延法を使用)]
比較のために、促進酸遅延期間無しでカルシウムマグネシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製した。このグリースは、マグネシウムスルホネート添加及び変換剤遅延法を用いた。過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの比は、約90/10であった。同様に、変換剤遅延法を使用した。過塩基性マグネシウムスルホネート分割添加技術は使用しなかった。その代わりに、過塩基性マグネシウムスルホネートは全て、変換が始まる前に最初に加えられた。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート360.28gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油489.74gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO15.58gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネートDを36.87g加えた。これは、‘792出願で使用されたいたものと同じ過塩基性マグネシウムスルホネートDである。
加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸36.50gを加えた。20分間混ぜた後(繰り返すが、加熱を伴わないこの短い混合期間は、次の添加成分がカルシウムヒドロキシアパタイトであるため、促進酸遅延期間ではない)、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト69.40gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム4.98gを加え、30分間混ぜた。
次に、氷酢酸1.28gと、12−ヒドロキシステアリン酸14.38gとを加え、10分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム75.25gを加え、5分間混ぜた。次に、水58.06gを混合物に加えた。温度が190°F〜200°Fに達するまで混合物を加熱した(変換剤温度調節遅延)。次に、バッチをこの温度域で30分間混ぜた(変換剤保持遅延)。混合物が30分の保持遅延中に増ちょうしているように見えたことに注目した。
次に、水50mlを追加して、蒸発により失われた水に代えた。次に、ヘキシレングリコール20.85gを加えた。ほんの数分以内に、バッチは、同じパラフィン系基油178.57gが加えられた時点まで増ちょうしていた。次に、フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F〜200°Fの温度に45分間、バッチを保持した。その時間中に、蒸発により失われた水に代わる水30mlを加えた。次に、同じ水酸化カルシウム7.43gを加えて、10分間混ぜた。次に、氷酢酸2.40gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸を37.35g加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを15分間混ぜた。ホウ酸12.75gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。バッチのしつこさが増したため、次に、75%リン酸水溶液24.38gを加えて、混ぜて反応させた。
次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー30.39gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム45.46gを加えた。バッチが170°Fに冷却されると、アリールアミン酸化防止剤3.02gとポリイソブチレンポリマー6.71gとを加えた。同じパラフィン系基油266.07gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、265であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は20.68%であった。滴点は、>650°Fであった。
[実施例8(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート分割添加;変換剤遅延添加)]
過塩基性マグネシウムスルホネート添加法及び促進酸遅延を使用した以外は、実施例7と同様にして、別のグリースを作製した。過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの最終比は約90/10であった。過塩基性マグネシウムスルホネート全体の10%のみを変換が始まる前に加えた。過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの初期比(変換前)は、約100/1であった。この実施例では、最初のパラフィン系基油、PAO、過塩基性カルシウムスルホネート、過塩基性マグネシウムスルホネートの最初の部、及び促進性酸を加えた後、バッチを190°F〜200°Fに加熱し、次の工程に進む前にその温度域に保持した。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート360.72gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油489.48gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO15.13gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネートD3.80gを加えた。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸36.00gを加えた。温度が190°F〜200°Fになるまで混合物を加熱した(第1の促進酸温度調節遅延)。バッチをこの温度で30分間混ぜた(第1の促進酸保持遅延)。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト69.61gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム4.23gとを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸1.26gと、12−ヒドロキシステアリン酸14.40gとを加え、20分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム75.70gを加え、5分間混ぜた。
次に、水58.04gを混合物に加えた。次に、バッチをこの温度域で30分間混ぜた(第1の変換剤保持遅延期間)。次に、ヘキシレングリコール20.47gを加えた。q10分以内に、バッチは増ちょうし始めた。蒸発により失われた水に代わる水30mlを加えた。フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F〜200°Fに45分間、バッチを保持した。その時間中、バッチがますますしつこくなったので、同じパラフィン系基油292.56gを加えた。水40ml及び同じ水酸化カルシウム10.02gを追加し、10分間混ぜた。次に、氷酢酸2.34gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸37.06gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを10分間混ぜた。次に、ホウ酸12.77gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。この後、75%リン酸水溶液24.19gを加えて、混ぜて、反応させた。グリースのしつこさが増加したので、基油70.71gを加えた。
次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー30.57gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム45.10gを加えた。バッチが250°Fの温度に冷却されると、過塩基性マグネシウムスルホネートD32.20gを加えた。バッチが200°Fの温度に冷却されると、アリールアミン酸化防止3.24gとポリイソブチレンポリマー6.56gとを加えた。同じパラフィン系基油111.01gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感が得られた。このグリースの60往復混和ちょう度は、272であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は20.38%であった。滴点は、>650°Fであった。このように、基準実施例6のグリースと比較して、非水性変換剤遅延法、過塩基性マグネシウムスルホネート分割添加法、及び促進酸遅延法の組合せは、グリース中の増ちょう剤収率の改善がほとんどなかった。
[実施例9(酸遅延添加促進;マグネシウムスルホネート分割添加;及び変換剤遅延添加)]
先の実施例8のグリースでは、変換が起こる始めに過塩基性マグネシウムスルホネートが非常に少量しか存在しなかったことに留意すべきである。これが最終的なグリース増ちょう収率の要因であるかどうかを決定するために、別のグリースを作製した。このグリースは、同じやり方を使用した点で、前の実施例7のグリースと同様であった。しかしながら、幾つか違いがあった。第1に、総量の僅か10%の代わりに、過塩基性マグネシウムスルホネート(‘792出願の供給源“D”のマグネシウムスルホネートと同じ)の半分が、最初に加えられた。これにより、グリースが最初に形成された際に、グリース中の過塩基性マグネシウムスルホネートの濃度がはるかに高くなった(最終グリース中の総濃度は、ほぼ同じであったが)。第2に、12−ヒドロキシステアリン酸の量を増加した。第3に、リン酸(変換後コンプレックス化酸)を使用しなかった。代わりに、ホウ酸の量(変換後コンプレックス化酸)を増加した。第4に、より高レベルの12−ヒドロキシステアリン酸を化学量論的に補うようにカルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムの量を、増加した。最後に、無水硫酸カルシウムの量を増加して付加炭酸カルシウムの量に等しくした。
グリースは次のように作製された。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート360.27gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油421.77gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO15.00gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネートD18.15gを加えた。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸36.34g(促進酸)を加えた。混合物を20分間撹拌し、次に温度が190°F〜200°Fになるまで加熱した(第1の促進酸温度調節遅延)。バッチをこの温度で30分間混ぜた(第1の促進酸保持遅延期間)。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト90.07gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム6.44gを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸1.28gと、12−ヒドロキシステアリン酸29.71gとを加え、20分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム75.42gを加え、5分間混ぜた。
次に、水57.25gを混合物に加えた。次に、バッチをこの温度域で30分間混ぜた(変換剤保持遅延期間)。この後、水20mlとヘキシレングリコール20.47gとを加えた。25分後、バッチは、グリースへと増ちょうした。次に、フーリエ変換赤外(FTIR)分光が、非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F乃至200°Fの間で45分間、バッチを保持した。その時間中に、バッチがしつこくなり続けたので、同じパラフィン系基油128.75gを追加した。水30mlと同じ水酸化カルシウム13.07gを加え、10分間混ぜた。次に、氷酢酸2.35gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸75.23gを加えた。12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを10分間混ぜた。グリースがしつこくなり続けたために、同じパラフィン系基油124.19gを加えた。ホウ酸24.00gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。基油61.67gを追加した。
次に、撹拌しながら電気加熱マントルで混合物を加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー30.85gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム75.03gを加えた。バッチが冷却されて250°Fになると、過塩基性マグネシウムスルホネートD18.14gを加えた。バッチが冷却されて200°Fになると、アリールアミン酸化防止剤3.16gとポリイソブチレンポリマー6.62gとを加えた。同じパラフィン系基油277.05gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。このグリースの60往復混和ちょう度は、277であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は18.83%であった。滴点は>650°Fであった。このように、基準実施例6のグリースと比較して、非水性変換剤遅延法、過塩基性マグネシウムスルホネート分割添加法、及び促進酸遅延法のこの組合せは、グリースの増ちょう剤収率の有意な改善をもたらした。
[実施例10(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート分割添加;変換剤遅延添加)]
2つの有意な違いを除いて、実施例9と同様にして別のグリースを作製した。第1に、12−ヒドロキシステアリン酸の総量を、変換前の添加量を同じに維持する一方で増やした。第2に、カルシウムヒドロキシアパタイトの量を減らし、付加水酸化カルシウムの変換後の量を増やした。これは、増加した変換後の12−ヒドロキシステアリン酸について水酸化物塩基度を足すために行われた。また、カルシウムヒドロキシアパタイト対付加水酸化カルシウムの水酸化カルシウム当量の比は、18.5/81.5であった。先の全ての実施例では、その比は25/75であった。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート360.28gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油422.50gと、100℃で4cStの粘度を有するPAO15.42gとを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。次に、400TBN過塩基性マグネシウムスルホネートD18.39gを加えた。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸36.10gを加えた。混合物を20分間撹拌し、次に温度が190°F〜200°Fになるまで加熱した(第1の促進酸温度調節遅延期間)。この温度で30分間バッチを混ぜた(第1の促進酸保持遅延期間)。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有するカルシウムヒドロキシアパタイト75.28gと5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレード純度の水酸化カルシウム6.46gとを加え、30分間混ぜた。次に、氷酢酸1.29gと、12−ヒドロキシステアリン酸29.43gとを加え、20分間混ぜた。次に、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム75.09gを加え、5分間混ぜた。
次に、水57.28gを混合物に加えた。次に、バッチをこの温度域で30分間混ぜた(第1の変換剤保持遅延期間)。この後、水25mlとヘキシレングリコール19.93gとを加えた。48分後、バッチはグリースへと増ちょうした。次に、フーリエ変換赤外(FTIR)分光が非晶質炭酸カルシウムから結晶性炭酸カルシウム(カルサイト)への変換が起こったことを示すまで、190°F〜200°Fに45分間、バッチを維持した。その間、バッチがますますしつこくなったので、同じパラフィン系基油173.50g及び水55mlを加えた。水20ml及び同じ水酸化カルシウム11.43gを追加し、10分間混ぜた。次に、氷酢酸2.39gを加え、続いて12−ヒドロキシステアリン酸105.55gを加えた。
12−ヒドロキシステアリン酸が溶けてグリースに混合されるまで、グリースを20分間混ぜた。この間、グリースはしつこさを増し続けたため、同じパラフィン系基油302.29gを加えた。次に、ホウ酸24.04gを熱水50gに混合し、混合物をグリースに加えた。次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー30.00gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウムを96.02gと、追加の同じ粉末炭酸カルシウム20.90gを加えた。バッチが冷却されて250°Fになると、同じ過塩基性マグネシウムスルホネートD18.38gを追加した。バッチが冷却されて200°Fになると、アリールアミン酸化防止剤3.05gとポリイソブチレンポリマー6.80gとを加えた。同じパラフィン系基油137.54gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感を得た。グリースの60往復混和ちょう度は、272であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は、18.09%であった。滴点は>650°Fであった。ここでも、促進酸遅延を使用しない基準実施例7のグリースと比較して、促進酸遅延法、変換剤遅延法及びマグネシウムスルホネート分割添加法のこの組合せは、グリースにおける増ちゅう剤収率の有意な改善をもたらした。
[実施例11(促進剤遅延添加;マグネシウムスルホネート分割添加;変換剤遅延添加)]
別のグリースを実施例10と同様に作製した。唯一の有意な違いは、変換後の水酸化カルシウムの量が増加し、カルシウムヒドロキシアパタイト対付加水酸化カルシウムの水酸化カルシウム当量の比が、10/90であることであった。最終的にミリングされたグリースの60往復混和ちょう度は、287であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は、17.35%であった。滴点は633°Fであった。ここでも、促進酸遅延を使用しない基準実施例7グリースと比較して、促進酸遅延法、変換剤遅延法及びマグネシウムスルホネート分割添加法のこの組合せは、グリースにおける増ちょう剤収率の有意な改善をもたらした。
恐らく、この実施例における増ちょう剤収率の向上よりも重要なことは、ルシウムヒドロキシアパタイトの水酸化カルシウム当量対付加水酸化カルシウムの水酸化カルシウム当量の比が10/90であって、低品質過塩基性カルシウムスルホネートが使用されたことである。‘406号特許に記載されているように、付加水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムは、‘406特許に記載されているグリースのように、ヒドロキシアパタイトカルシウムが、(カルシウムヒドロキシアパタイトと付加水酸化カルシウム及び/又は付加酸化カルシウムの両方に由来する)総付加水酸化物当量の少なくとも25%に寄与するような量であることが、低品質過塩基性カルシウムスルホネートが使用される場合には特に好ましい。その量よりも少ない量のカルシウムヒドロキシアパタイトが使用される場合、最終グリースの滴点が損なわれるかも知れない。しかしながら、本発明の様々な実施形態に基づいて組成物に過塩基性マグネシウムスルホネートを加えると、十分に高い滴点をなお維持しながら、使用するカルシウムヒドロキシアパタイトをより少なくすることができる。先の実施例10のグリースでは、カルシウムヒドロキシアパタイトの水酸化カルシウム当量は18.5%であった。実施例11のグリースでは、その値はわずか10%であった。これら2つのグリースの両方において、滴点は優れていた。従って、本発明による過塩基性マグネシウムスルホネートの使用は、特に、低品質カルシウムスルホネートが使用される場合において、優れた滴点を提供するために使用されるカルシウムヒドロキシアパタイトの量を低減することができる。
Figure 2019516839
[実施例12(基準実施例−促進酸遅延無し。しかし、変換剤遅延法使用)]
‘265特許の炭酸カルシウム系カルシウムスルホネートグリース技術に基づいて、カルシウムマグネシウムスルホネートコンプレックスグリースを作製した。過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの比は約90/10であった。変換剤遅延法も使用した。全ての過塩基性マグネシウムスルホネートは最初に加えた。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネー310.14gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油345.89gを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、低品質カルシウムスルホネートであった。加熱せずに、遊星攪拌パドルを使用して混合を開始した。過塩基性カルシウムスルホネートA31.60gを加えて、15分間混ぜた。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸31.20gを加えた。20分間混ぜた後、5ミクロン未満の平均粒径を有する微粉炭酸カルシウム75.12gを加え、20分間混ぜた。ここでも、促進酸の添加と炭酸カルシウム(次の添加成分)の添加との間の加熱しない短い混合期間は、促進酸保持遅延期間ではない。何故ならば、炭酸カルシウムは、先の実施例におけるカルシウムヒドロキシアパタイトの添加と同様に、促進酸と反応しないと考えられるからである。次に、氷酢酸0.84g及び12−ヒドロキシステアリン酸8.18gを加えた。混合物を10分間撹拌した。次に、水40.08gを加えて、混合物を190°F〜200°Fの温度へと加熱し続けた。これは温度調節遅延に相当する。この温度域で30分間混合物を混ぜた。これは保持遅延に相当する。その間、著しい増ちょうが起こって、グリース構造が形成された。
フーリエ変換赤外(FTIR)分光は、蒸発に起因して水が失われていることを示した。水70mlを追加した。FTIR分光はまた、ヘキシレングリコール(非水性変換剤)がまだ加えられていないにも拘わらず、変換が部分的に起こっていることを示した。190〜200°Fでの30分間の保持遅延の後、ヘキシレングリコール15.76gを加えた。この直後、FTIR分光により、非晶質炭酸カルシウムの結晶性炭酸カルシウム(方解石)への変換が起こったことが示された。しかしながら、このバッチは、グリコールが加えられた後、幾分軟化したようであった。水20mlを追加した後、氷酢酸2.57g及び12−ヒドロキシステアリン酸16.36gを加えた。これらの2つのコンプレックス化酸を10分間反応させた。次に、75%リン酸水溶液16.60gをゆっくりと加え、混ぜて反応させた。
次にグリースを390〜400°Fに加熱した。混合物が加熱されるにつれて、グリースはますます低粘ちょう化して流動的になった。加熱マントルをミキサーから取り外し、グリースを混ぜ続けながら冷却した。混合物は非常に低粘ちょうであって、有意なグリースの質感を有していなかった。温度が170°F未満になると、サンプルをミキサーから取り出し、3本ロールミルに通した。ミリングされたグリースの未混和ちょう度は、189であった。この結果は非常に驚くべきことであり、非常に希な高いレオペディック構造が形成されていることが示された。合計116.02gの基油を3回に分けて追加した。その後、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させて、最終的に滑らかで均一な質感を達成した。このグリースの60往復混和ちょう度は、290であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は、31.96%であった。滴点は617°Fであった。ミリングする前に、この実施例13のグリースは、極めて流動性のある質感を有していた。この非常に珍しい特性は、潤滑される機器に供給されるまで、非常に流動性があり圧送可能な潤滑剤が必要とされる複数の用途を有する可能性がある。潤滑剤を装置に供給する装置又は装置自体(或いはそれら両方)が潤滑剤を適切に剪断してミリングをシミュレートすることができる場合、しっかりしたグリースが生成されるであろう。このような潤滑剤の利点は、潤滑剤が流体の圧送可能性及び移動性を有するが、潤滑される機器内でグリースの特性があることである。
[実施例13(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート遅延添加;変換剤遅延添加)]
別のグリースを実施例12と同様に作製した。実施例12のグリースと同様に、過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの比は約90/10であり、全ての過塩基性マグネシウムスルホネートは変換前に加えられ、非水性変換剤遅延技術が用いられた。しかしながら、実施例12のグリースと比較して、このグリースの他の面について幾つかの有意な変更があった。過塩基性マグネシウムスルホネートは、最初に加えられず、主C12アルキルベンゼンスルホン酸(促進酸)を加えた後に加えられて、そして、マグネシウムスルホネートを加える前に、意図的に20分間遅延させて混ぜた(同時に存在する促進酸遅延期間及びマグネシウムスルホネート遅延期間)。粉末炭酸カルシウムの第2の部分を、変換後に、しかしながらコンプレックス化酸の第2の部分を加える前に加えた。また、このグリースでは、12−ヒドロキシステアリン酸の変換後レベルがより高かった。最後に、変換後のコンプレックス化酸としてリン酸を使用しなかった。代わりに、ホウ酸を使用した。
グリースを次のように作製した。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネート310.79gを開放混合容器に加え、続いて100°Fで約600SUSの粘度を有する溶剤ニュートラルグループ1パラフィン系基油310.47gを加えた。400TBN過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは、高品質カルシウムスルホネートであった。加熱することなく、遊星攪拌パドルを用いて混合を開始した。次に、主C12アルキルベンゼンスルホン酸31.53gを加えて、20分間混ぜた(同時の促進酸遅延及び硫酸マグネシウム遅延期間)。次に、過塩基性マグネシウムスルホネートA31.24gを加えて、混ぜた。20分間混ぜた後、平均粒径が5ミクロン未満の微粉炭酸カルシウム75.08gを加えて、20分間混ぜた。次に、氷酢酸0.91g及び12−ヒドロキシステアリン酸8.09gを加えた。混合物を10分間撹拌した。次に、水40.51gを加えて、混ぜながら、190°F〜200°Fの温度まで混合物を加熱した(第1の変換剤温度調節遅延期間)。この温度範囲で30分間混合物を混ぜた(第1の変換剤保持遅延期間)。その間、著しい増ちょうが起こって、グリース構造が形成された。フーリエ変換赤外(FTIR)分光は、ヘキシレングリコール(非水性変換剤)がまだ加えられていないにも拘わらず、変換が部分的に起こっていることを示した。
190〜200°Fで30分間保持した後、水30ml及びヘキシレングリコール15.50gを加えた。この直後、FTIR分光により、非晶質炭酸カルシウムの結晶性炭酸カルシウム(方解石)への変換が起こったことが示された。このバッチを45分間攪拌した。その間、バッチは軟化しなかったが、実際にはやや硬くなった。水40mlを追加し、次に同じ炭酸カルシウム25.02gを加えた。20分間混ぜた後、氷酢酸1.57g、12−ヒドロキシステアリン酸31.94g、及び水10mlを加えた。これらの2つのコンプレックス化酸を10分間反応させた。次に、熱水50ml中のホウ酸25.0gをゆっくりと加え、混ぜて反応させた。次に、グリースを340°Fに加熱した。混合物が加熱されるにつれて、グリースはそれほど軟化しなかった。加熱マントルをミキサーから取り出し、混ぜ続けながらグリースを冷却した。このバッチは、冷却されるとグリースの質感を保持した。これは、このグリースと先の実施例12のグリースの間での挙動の明らかな違いであった。グリースを200°Fに冷却すると、アリールアミン酸化防止剤2.20gを加えた。温度が170°Fを下回ると、サンプルをミキサーから取り出し、3本ロールミルに通した。ミリングされたグリースの未混和ちょう度は、219であった。ここでも、この結果は、先の実施例12のグリースの挙動と比較して、非常に驚くべきものであった。先の実施例12のグリースは、処理のこの時点では非常に流動的であったが、ミリングされてずっと硬度が高くなった。これは、この実施例13のグリースの構造が、実施例12のグリースの構造よりも著しくレオペクティックでないことを示している。
合計133.53gの同じ基油を4回に分けて加えた。その後、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させて、最終的に滑らかで均一な質感を達成した。このグリースの60往復混和ちょう度は、283であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は30.27%であった。滴点は、>650°Fであった。混和ちょう度と過塩基性カルシウムスルホネートのパーセント濃度との間の通例的な逆線形関係を用いると、基油を追加して、 混和ちょう度を先の実施例12のグリースと同じ値にするならば、この実施例のグリースは、29.5%の過塩基性カルシウムスルホネートの濃度を有するであろう。このように、このグリースは、従来のグリースと比較して、改善された増ちょう剤収率を有していた。これは、この実施形態の促進酸遅延添加法(これは同時に遅延マグネシウム遅延添加法である)を使用する更に驚くべき予期せぬ効果を示している。この実施例の方法を使用すると、優れた増ちょう剤収率が得られる。(実施例12のように)この遅延添加法を使用しない場合、増ちょう剤収率はそれほど良好ではないが、有用な可能性がある極端なレオペクティック性が付与される。グリースが使用される用途に応じて、これらの態様の何れかが有用であろう。従って、この出願に記載された遅延法の賢明な使用は、グリース配合者に、従来技術の何かでは予期できない性能の可能性を提供するであろう。
[実施例14(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート遅延添加;変換剤遅延添加)]
幾つかの違いを除いて、実施例12と同様にして別のグリースを作製した。第1に、このグリースは、低品質過塩基性カルシウムスルホネートを使用した。第2に、最初の基油、過塩基性カルシウムスルホネート、及び促進酸が加えられ、加熱することなく20分間混ぜられるまで、過塩基性マグネシウムスルホネートは、意図的に加えられなかった(促進酸遅延期間及びマグネシウムスルホネート保持遅延期間)。このような加熱を伴わない短い期間は、変換剤遅延法についての遅延とは考えられないが、促進酸遅延法及びマグネシウムスルホネート遅延法については遅延である。加熱しない場合のマグネシウムスルホネート遅延は、先に加えられた成分が酸(前述の反応成分)である場合には特に、20分より短くてよく、これは、過塩基性カルシウムスルホネート(又は、過塩基性カルシウムスルホネートとマグネシウムスルホネートの予め付加された部分)と加熱を必要とせずに反応する。同様に、加熱を伴わない促進酸遅延は、促進酸の後に加えられる成分が促進酸と反応するもの(例えば、カルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、又はそれら両方)である場合、20分未満であり得る。第3に、このグリースでは、ホウ酸水を加える代わりに、75%リン酸水溶液16.52gを加えた。
最終的にミリングされた実施例14のグリースの60往復混和ちょう度は、293であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は26.78%であった。しかしながら、滴点は520°Fであった。このグリース及び実施例12のグリースは、表1に見られる‘406特許の実施例6乃至9のグリースと基本的に同じ組成を有することに留意すべきである。これら4つのグリースはまた、同じ低品質過塩基性カルシウムスルホネートを使用していた。これら4つのグリースの滴点は、496,483,490、及び509であった。平均値は495°Fであった。この実施例14のグリースの滴点は低かったが、‘406特許の4つのグリースより幾分高かった。これは、実施例10及び11のグリースに過塩基性マグネシウムスルホネートがもたらした、滴点に対する有益な効果と一致する。実施例12乃至14のグリースの要約が以下の表5に示されている。
Figure 2019516839
[実施例15(促進酸遅延添加;マグネシウムスルホネート添加遅延;及び変換剤遅延添加)]
別のグリースを、先の実施例14のグリースと同様に作製した。唯一の有意な違いは、リン酸の直前に、50mlの熱水に混ぜたホウ酸25.0gがグリースに加えられたことである。これは、先の実施例13のグリースを作製する場合に加えられたホウ酸と同じ量である。最終的にミリングされた実施例15のグリースの60往復混和ちょう度は、269であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートは29.55%であった。しかし、滴点は>650°Fであった。
ここで提供される実施例は主に、NLGIのグレードNo.1、No.2又はNo.3に該当し、No.2グレードが最も好ましいが、本発明の範囲は、No.2グレードより硬いNLGIちょう度グレード及びそれより軟らかいNLGIちょう度グレードの全て含むものと理解されるべきである。しかしながら、本発明に係るグリースで、NLGIのNo.2グレードではないグリースの場合、それらの特性は、多少なりとも基油がNo.2グレード製品を提供するために用いられた場合に得られたであろう特性と一致すべきであることは、当該分野の専門家であれば理解されるであろう。
本発明は、主として開放容器で作られたグリースを扱っており、実施例は全て開放容器中で作られたものであるが、カルシウムマグネシウムスルホネートコンプレックスグリースの組成物及び方法は、加圧下で加熱される密閉容器内で用いられることもできる。そのような加圧容器を使用すると、本明細書の実施例に記載された増ちょう剤収率よりも良好な増ちょう剤収率を得られるかもしれない。本発明の目的では、上蓋又はハッチを有するか又は有しない任意の容器であって、そのような上蓋又はハッチが気密でない限りは、加熱中に大きな圧力を発生させない。変換プロセス中に、開放容器を上蓋又はハッチで閉じておくと、変換温度が水の沸点又は更には沸点を超える温度となるように、変換剤としての水の必要レベルを維持する役割を果たすことができる。変換温度が高いと、カルシウム単純グリース及びカルシウムスルホネートコンプレックスグリースの両方とも、増ちょう剤収率の更なる向上が達成されることは、当該分野の専門家であれば理解されるであろう。
この明細書において、(1)過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる分散炭酸カルシウム(又は非晶質炭酸カルシウム)、残留カルシウム酸化物又は残留水酸化カルシウムの量は、過塩基性カルシウムスルホネート中の重量であり、(2)成分の一部は2以上の別個の部分に加えられ、各部分は、前記成分の合計量の割合又は最終グリースの重量パーセントとして記載されることがあり、そして、(3)割合又は部(parts)によって特定される成分の他の全ての量(全量を含む)は、たとえ、特定の成分(例えば、水、又は、他の成分と反応するカルシウム含有塩基若しくはアルカリ金属水酸化物)が、最終グリースの中に存在していなくても、又は、最終成分の中に成分として加えることが特定された量が存在していなくても、最終グリース製品中の重量成分として加えられた量である。この明細書で使用される「付加炭酸カルシウム」は、過塩基性カルシウムスルホネートに含まれる分散炭酸カルシウムの量の他に、別個の成分として加えられる結晶性炭酸カルシウムを意味する。この明細書で使用される「付加水酸化カルシウム」及び「付加酸化カルシウム」は、夫々、過塩基性カルシウムスルホネートの中に含まれる残留水酸化カルシウム及び/又は酸化カルシウムの他に、別個の成分として加えられる水酸化カルシウム及び酸化カルシウムを意味する。発明を記載するために使用されている(従来技術の文献の一部においてその用語がどのように使用されているかに対する意味で)カルシウムヒドロキシアパタイトは、(1)式Ca(PO4)OHを有する化合物、又は(2)(a)約1100℃の融点を有する数学的に等価な化学式、若しくは(b)前記数学的に等価な化学式の中でリン酸三カルシウムと水酸化カルシウムとの混合物を具体的に除外したもの、を意味する。
この明細書で、本発明に適用して使用される「増ちょう剤収率」は、従来から用いられている語であり、潤滑グリースの製造に一般的に用いられているASTM D217又はD1403の標準ちょう度試験によって測定された所望硬さ(consistency)を有するグリースを生じさせるのに必要な高過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの濃度である。同様に、この明細書で使用されるグリースの「滴点」は、潤滑グリースの製造に一般的に用いられているASTM D2265の標準滴点試験を用いて得られた値を意味する。この明細書に記載した四球EP試験は、ASTM D2596を指す。この明細書に記載した四球摩耗試験は、ASTM D2266を指す。この明細書に記載したコーン離油度試験は、ASTM D6184を指す。この明細書に記載したロール安定度試験は、ASTM D1831を指す。この明細書で使用した「非水性変換剤」は、水以外のあらゆる変換剤を意味し、希釈剤又は不純物として幾らかの水が含まれる変換剤を含む。当業者であれば、この明細書の実施例を含む記載を読めば、組成物及び該組成物を作製するための方法論について、本発明の範囲内で改変及び変更を成し得ることは理解されるであろう。また、この明細書に開示された発明は、発明者の法律的権利を有する添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ限定される。
次に、混合物を撹拌しながら電気加熱マントルで加熱した。グリースが300°Fに達すると、スチレン−アルキレンコポリマー30.57gをクラム形成固体として加えた。グリースを更に約390°Fに加熱した。この時、ポリマーは全て溶けて、グリース混合物に完全に溶解した。加熱マントルを取り外して、グリースを外気中で攪拌しながら冷却した。グリースが300°Fに冷却されると、5ミクロン未満の平均粒径を有する食品グレードの無水硫酸カルシウム45.10gを加えた。バッチが250°Fの温度に冷却されると、過塩基性マグネシウムスルホネートD32.20gを加えた。バッチが200°Fの温度に冷却されると、アリールアミン酸化防止3.24gとポリイソブチレンポリマー6.56gとを加えた。同じパラフィン系基油111.01gを追加した。次に、グリースをミキサーから取り出し、3本ロールミルを3回通過させることで、最終的に滑らかで均一な質感が得られた。このグリースの60往復混和ちょう度は、272であった。最終グリース中の過塩基性油溶性カルシウムスルホネートの割合は20.38%であった。滴点は、>650°Fであった。このように、基準実施例のグリースと比較して、非水性変換剤遅延法、過塩基性マグネシウムスルホネート分割添加法、及び促進酸遅延法の組合せは、グリース中の増ちょう剤収率の改善がほとんどなかった。

Claims (37)

  1. 過塩基性カルシウムスルホネートグリース又は過塩基性カルシウム−マグネシウムスルホネートグリースを作製する方法であって、
    非晶質炭酸カルシウムが分散した過塩基性カルシウムスルホネートと、任意選択的に基油と、促進酸とを加えて混合して、初期混合物を作る工程と、
    1又は複数種の変換剤を初期混合物に加え、混合して、変換前混合物を作る工程と、
    非晶質炭酸カルシウムの結晶性炭酸カルシウムへの変換が起こるまで加熱することによって、変換前混合物を変換混合物に変換する工程と、
    任意選択的に、初期混合物、変換前混合物、変換混合物、又はそれらの組合せに過塩基性マグネシウムスルホネートを加え、混合する工程と、
    を含んでおり、
    促進酸の添加と次に加えられる成分の少なくとも一部の添加との間に、1又は複数の促進酸遅延期間が存在しており、
    1又は複数の促進酸遅延期間は、
    促進酸の添加と、別の成分の少なくとも一部のその後の添加との間の期間、ある温度又は温度範囲に初期混合物が保持される、促進酸保持遅延期間を、又は、
    促進酸を加えた後であって、別の成分の少なくとも一部のその後の添加の前に、初期混合物がある温度又は温度範囲へと加熱又は冷却される、促進酸温度調節遅延期間を、又は、
    それらの組合せを
    含む、方法。
  2. 過塩基性カルシウムスルホネートの量が10乃至45%であり、任意選択的な過塩基性マグネシウムスルホネートの量が0.1乃至30%である、請求項1に記載の方法。
  3. 過塩基性カルシウムスルホネートの量が10乃至36%であり、任意選択的な過塩基性マグネシウムスルホネートの量が1乃至24%である、請求項1に記載の方法。
  4. 過塩基性カルシウムスルホネートの量が10乃至30%であり、任意選択的な過塩基性マグネシウムスルホネートの量が1乃至20%である、請求項1に記載の方法。
  5. 過塩基性カルシウムスルホネートの量が10乃至22%であり、任意選択的な過塩基性マグネシウムスルホネートの量が1乃至15%である、請求項1に記載の方法。
  6. 促進酸を加えた後、別の成分の少なくとも一部のその後の添加の前に、190乃至200°Fの温度範囲に初期混合物を加熱する少なくとも1つの促進酸温度調節遅延期間がある、請求項1に記載の方法。
  7. 別の成分の少なくとも一部のその後の添加の前に、190乃至200°Fの温度範囲に、約20乃至30分間、初期混合物を保持する少なくとも1つの促進酸温度保持延期間がある、請求項6に記載の方法。
  8. 促進酸保持遅延期間の後に加えられる次の成分が、マグネシウムスルホネート、カルシウムヒドロキシアパタイト又は炭酸カルシウムである、請求項7に記載の方法。
  9. 初期混合物、変換前混合物、変換混合物、又はそれらの組合せに1又は複数種のカルシウム含有塩基を加えて、混合する工程と、
    変換前混合物、変換混合物、又はそれら両方に1又は複数種のコンプレックス化酸を加えて、混合する工程と、
    を更に含んでおり、
    水が1又は複数種の変換剤の1つであり、
    水、1又は複数種のカルシウム含有塩基の1つ、1又は複数種のコンプレックス化酸の1つ、促進性酸、又はそれらの任意の部分の何れかの添加と、過塩基性マグネシウムスルホネートの添加との間に1又は複数のマグネシウムスルホネート遅延期間が存在しており、
    1又は複数の促進酸遅延期間の1つは、1又は複数のマグネシウムスルホネート遅延期間の1つと同時であってよく、
    1又は複数のマグネシウムスルホネート遅延期間は、
    水、1又は複数種のカルシウム含有塩基の1つ、1又は複数種のコンプレックス化酸の1つ、促進性酸、又はそれらの任意の部分を含む混合物が、マグネシウムスルホネートの少なくとも一部を加える前の期間、ある温度又は温度範囲内に維持される、マグネシウムスルホネート保持遅延期間を、又は
    水、1又は複数種のカルシウム含有塩基の1つ、1又は複数種のコンプレックス化酸の1つ、促進性酸、又はそれらの任意の部分を含む混合物が、マグネシウムスルホネートの少なくとも一部を加える前に加熱又は冷却される、マグネシウムスルホネート温度調節期間を、又は、
    それらの組合せを
    含む、請求項1に記載の方法。
  10. 水が、1又は複数種の変換剤の1つであり、少なくとも1つの促進酸遅延期間後に加えられる、請求項1に記載の方法。
  11. 水が、1又は複数種の変換剤の1つであり、任意の促進酸遅延期間中に存在しない、請求項1に記載の方法。
  12. マグネシウムスルホネートの第1の部分は変換前混合物に加えられ、マグネシウムスルホネートの第2の部分は変換後混合物に加えられる、請求項1に記載の方法。
  13. マグネシウムスルホネートの全量の約10乃至50%が第1の部分として加えられる、請求項12に記載の方法。
  14. 変換前混合物、変換混合物、又はそれら両方に1又は複数種のカルシウム含有塩基を加えて混合する工程と、
    変換前混合物、変換混合物、又はそれら両方に1又は複数種のコンプレックス化酸を加えて混合する工程と、
    を含んでおり、
    水は、1又は複数種の変換剤の1つである、請求項12に記載の方法。
  15. 1又は複数種のカルシウム含有塩基は、カルシウムヒドロキシアパタイト、付加炭酸カルシウム、付加水酸化カルシウム、付加酸化カルシウム、又はそれらの組合せである、請求項14に記載の方法。
  16. 1又は複数種のカルシウム含有塩基は、カルシウムヒドロキシアパタイト及び水酸化カルシウムを含んでおり、カルシウムヒドロキシアパタイトが、カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムに起因した全水酸化物等価塩基度の約10%以上の水酸化物等価塩基度に寄与する、請求項15に記載の方法。
  17. カルシウムヒドロキシアパタイトが、カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムに起因した全水酸化物等価塩基度の約10%乃至25%の水酸化物等価塩基度に寄与する、請求項16に記載の方法。
  18. 1又は複数種の変換剤の1つが非水性変換剤であり、
    水の添加と非水性変換剤の少なくとも一部の添加との間に1又は複数の変換剤遅延期間が存在しており、
    1又は複数の変換剤遅延期間は、
    変換剤としての水を含む混合物が、非水性変換剤の少なくとも一部を加える前の期間、ある温度又はある温度範囲内に維持される変換剤保持遅延期間を、又は、
    変換剤としての水を含む混合物が、非水性変換剤の少なくとも一部を加える前に加熱又は冷却される変換剤温度調節遅延期間を、又は
    それらの組合せを、
    含む、請求項14に記載の方法。
  19. 変換剤として加えられる水の量が1.5乃至10%であり、非水性変換剤の総量が0.1乃至5%である、請求項18に記載の方法。
  20. 変換前混合物中の過塩基性カルシウムスルホネート対過塩基性マグネシウムスルホネートの比率が、約20:1乃至100:1の範囲である、請求項18に記載の方法。
  21. 変換前混合物、変換混合物、又はそれら両方にアルカリ金属水酸化物を加えて混合する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  22. アルカリ金属水酸化物の量が0.005乃至5%である、請求項21に記載の方法。
  23. 過塩基性カルシウムスルホネートが低品質過塩基性カルシウムスルホネートである、請求項1に記載の方法。
  24. 請求項1に記載の方法に基づいて作られたグリース。
  25. 請求項9に記載の方法に基づいて作られたグリース。
  26. 請求項18に記載の方法に基づいて作られたグリース。
  27. 過塩基性カルシウムスルホネートグリース組成物又は過塩基性カルシウムマグネシウムスルホネートグリース組成物であって、
    10%乃至45%の過塩基性カルシウムスルホネートと、
    任意選択的に0.1%乃至30%の過塩基性マグネシウムスルホネートと、
    変換剤としての水と、
    1又は複数種の非水性変換剤と、
    任意選択的な基油と、
    0.5%乃至5%の促進酸と、
    カルシウムヒドロキシアパタイトと
    任意選択的な付加水酸化カルシウムと、
    任意選択的なアルカリ金属水酸化物と、
    を含んでおり、
    上記成分の割合はグリースの重量に基づいており、
    水酸化カルシウムが加えられる場合、カルシウムヒドロキシアパタイトは、カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムに起因した全水酸化物等価塩基度の約10%以上の水酸化物等価塩基度に寄与する、グリース組成物。
  28. カルシウムヒドロキシアパタイトが、カルシウムヒドロキシアパタイト及び付加水酸化カルシウムに起因した全水酸化物等価塩基度の約10%乃至25%の水酸化物等価塩基度に寄与する、請求項27に記載のグリース組成物。
  29. 過塩基性カルシウムスルホネートが低品質過塩基性カルシウムスルホネートである、請求項27に記載のグリース組成物。
  30. 促進酸がDDBSAである、請求項27に記載のグリース組成物。
  31. 10乃至22%の過塩基性カルシウムスルホネートを含む、請求項30に記載のグリース組成物。
  32. 変換剤として加えられる水の量が1.5乃至10%であり、非水性変換剤の総量が0.1乃至5%である、請求項31に記載のグリース組成物。
  33. アルカリ金属水酸化物の量が0.005乃至0.5%である、請求項32に記載のグリース組成物。
  34. 1又は複数種のコンプレックス化酸の総量が1.25乃至18%である、請求項31に記載のグリース組成物。
  35. グリースが600°Fを超える滴点を有する、請求項31に記載のグリース組成物。
  36. グリースがNLGIグレードNo.2グリースである、請求項35に記載のグリース組成物。
  37. グリースが、NLGIグレードNo.000、00、0、1、2又は3グリースである、請求項31に記載のグリース組成物。
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