JP2619654B2 - 多硫化オレフィン組成物の製造方法 - Google Patents
多硫化オレフィン組成物の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に潤滑剤の極圧特性を改良するために使
用される硫化有機添加剤の領域に関する。本発明はより
詳しくは、多硫化オレフィン型の新規生成物の製造方
法、およびその方法により得られる生成物の鉱物または
合成の潤滑油用添加剤としての使用に関する。
用される硫化有機添加剤の領域に関する。本発明はより
詳しくは、多硫化オレフィン型の新規生成物の製造方
法、およびその方法により得られる生成物の鉱物または
合成の潤滑油用添加剤としての使用に関する。
従来技術およびその問題点 従来技術には、潤滑油用極圧添加剤として使用しうる
多硫化オレフィンの製造を目的とするいくつかの方法が
記載されている。
多硫化オレフィンの製造を目的とするいくつかの方法が
記載されている。
特に、米国特許US−A−3,471,404号および同3,697,4
99号は、下記のような主工程を含む方法を記載してい
る。
99号は、下記のような主工程を含む方法を記載してい
る。
(1) 一塩化硫黄を、C2〜C5の過剰のオレフィン、特
にイソブテンと、温度20〜80℃で反応させて「アダク
ト」を形成する工程; (2) 第1工程の「アダクト」と、アルカリ金属の硫
化物(好ましくは硫化ナトリウム)および元素状硫黄と
を、硫黄1グラム原子につき金属硫化物1.8〜2.2モルの
比で用いて反応させる工程。アルカリ金属の硫化物の割
合は、さらに「アダクト」1モルあたり0.8〜1.2モルで
あり、反応はアルコールまたは水・アルコール溶媒の存
在下に、還流下実施される;および (3) 塩素1〜3%を含む得られた生成物と、水溶液
状無機塩基とを還流下に、生成物の塩素残留含量が0.5
%以下になるまで反応させる工程。
にイソブテンと、温度20〜80℃で反応させて「アダク
ト」を形成する工程; (2) 第1工程の「アダクト」と、アルカリ金属の硫
化物(好ましくは硫化ナトリウム)および元素状硫黄と
を、硫黄1グラム原子につき金属硫化物1.8〜2.2モルの
比で用いて反応させる工程。アルカリ金属の硫化物の割
合は、さらに「アダクト」1モルあたり0.8〜1.2モルで
あり、反応はアルコールまたは水・アルコール溶媒の存
在下に、還流下実施される;および (3) 塩素1〜3%を含む得られた生成物と、水溶液
状無機塩基とを還流下に、生成物の塩素残留含量が0.5
%以下になるまで反応させる工程。
これらの先行特許においては、得られた生成物の硫黄
含量が40〜60重量%であってもよいことが示されてい
る。実際は、この含量は最も多くの場合46重量%付近で
ある。これらの生成物は、潤滑油、伝動流体またはグリ
ース用極圧添加剤として使用されうる。該潤滑基油は、
鉱油およびある種の合成油から成る。
含量が40〜60重量%であってもよいことが示されてい
る。実際は、この含量は最も多くの場合46重量%付近で
ある。これらの生成物は、潤滑油、伝動流体またはグリ
ース用極圧添加剤として使用されうる。該潤滑基油は、
鉱油およびある種の合成油から成る。
その他に、米国特許US−A−4,204,969号は、潤滑油
用極圧添加剤として使用しうる多硫化オレフィンを製造
するために、かなり似ている方法を記載している。この
方法は、下記の主工程から成る: (1)約30〜100℃において、−塩化硫黄と、C3〜C6の
脂肪族モノオレフィン(一般にイソブテン)とを、好ま
しくは低級アルコールから成る助触媒の存在下に反応さ
せて「アダクト」を形成するようにする工程; (2)この「アダクト」を硫黄および硫化硫黄(例えば
NaOH、NaHSおよび/またはH2Sから調製したもの)と
を、硫化ナトリウム1モルあたり硫黄0.1〜0.4グラム原
子の割合で、水・アルコール媒質中において、50℃〜還
流までの温度で反応させる工程;および得られた生成物
を塩基を用いての処理を行なわずに回収する。
用極圧添加剤として使用しうる多硫化オレフィンを製造
するために、かなり似ている方法を記載している。この
方法は、下記の主工程から成る: (1)約30〜100℃において、−塩化硫黄と、C3〜C6の
脂肪族モノオレフィン(一般にイソブテン)とを、好ま
しくは低級アルコールから成る助触媒の存在下に反応さ
せて「アダクト」を形成するようにする工程; (2)この「アダクト」を硫黄および硫化硫黄(例えば
NaOH、NaHSおよび/またはH2Sから調製したもの)と
を、硫化ナトリウム1モルあたり硫黄0.1〜0.4グラム原
子の割合で、水・アルコール媒質中において、50℃〜還
流までの温度で反応させる工程;および得られた生成物
を塩基を用いての処理を行なわずに回収する。
ただ1つの実施例においても、生成物は、硫黄含量が
49重量%、37.8℃(100゜F)における動粘度が8.6mm2/
s(cSt)であることが示されている。
49重量%、37.8℃(100゜F)における動粘度が8.6mm2/
s(cSt)であることが示されている。
従来技術に記載された方法を用いて、使用される硫化
物またはアルカリ水素化硫化物に対して増加した割合の
元素状硫黄を使用することによって添加剤の硫黄含量を
増そうとすると、極圧添加剤として使用するには、合成
の潤滑油(例えばポリアルファオレフィン型のもの)に
も、あるいは鉱物の潤滑油にさえも十分に溶解しない生
成物が得られる。その他に、このようにして得られた生
成物の動粘度は一般に高すぎる。
物またはアルカリ水素化硫化物に対して増加した割合の
元素状硫黄を使用することによって添加剤の硫黄含量を
増そうとすると、極圧添加剤として使用するには、合成
の潤滑油(例えばポリアルファオレフィン型のもの)に
も、あるいは鉱物の潤滑油にさえも十分に溶解しない生
成物が得られる。その他に、このようにして得られた生
成物の動粘度は一般に高すぎる。
全体で1つのものと考えられるフランス特許FR−A−
2,563,231号および同2,571,380号は、あるいは欧州特許
出願EP−A−159,936は、実質的に下記工程により定義
される多硫化オレフィンの製造方法を教示している: (1) 一塩基硫黄および二塩化硫黄から選ばれる少な
くとも1つの化合物と、少なくとも1つのC2〜C5モノオ
レフィン(一般にイソブテン)とを、一塩化硫黄および
/または二塩化硫黄1モルあたり1.5〜2.5モルの割合で
反応させて、このようにして付加物すなわち「アダク
ト」を形成する工程; (2) 前記「アダクト」およびC1〜C12アルキル、C5
〜C12シクロアルキルまたは置換シクロアルキルおよびC
6〜C12アリールアルキルまたは置換アリールアルキルの
塩化物、臭化物および沃化物から選ばれる少なくとも1
つのハロゲン化炭化水素であって、このハロゲン化炭化
水素の割合は前記「アダクト」および前記ハロゲン化炭
化水素から成る全体のハロゲンのグラム原子数に対して
ハロゲン1〜70%(グラム原子)(すなわち「アダク
ト」100gあたりハロゲン0.015〜1.9グラム原子)である
ものと;アルカリ金属、アンモニウムまたはアルカリ土
金属の硫化物、水素化硫化物および多硫化物から選ばれ
る少なくとも1つの硫化化合物であって、前記「アダク
ト」および前記ハロゲン化炭化水素から成る全体に含ま
れるハロゲン1グラム原子あたり約0.4〜0.8モルの割合
および前記硫化化合物1モルあたり0〜7グラム原子の
元素状硫黄の割合において用いられるもの;とを水また
は水混合物および脂肪族モノアルコールから成る媒質中
で接触させる工程; (3) 生じた混合物を加熱し、2つの相に分離した
後、有機相中で多硫化オレフィンを回収する工程;およ
び (4) 場合によっては工程(3)から出た生成物を塩
基化合物例えば無機塩基によって処理する工程。
2,563,231号および同2,571,380号は、あるいは欧州特許
出願EP−A−159,936は、実質的に下記工程により定義
される多硫化オレフィンの製造方法を教示している: (1) 一塩基硫黄および二塩化硫黄から選ばれる少な
くとも1つの化合物と、少なくとも1つのC2〜C5モノオ
レフィン(一般にイソブテン)とを、一塩化硫黄および
/または二塩化硫黄1モルあたり1.5〜2.5モルの割合で
反応させて、このようにして付加物すなわち「アダク
ト」を形成する工程; (2) 前記「アダクト」およびC1〜C12アルキル、C5
〜C12シクロアルキルまたは置換シクロアルキルおよびC
6〜C12アリールアルキルまたは置換アリールアルキルの
塩化物、臭化物および沃化物から選ばれる少なくとも1
つのハロゲン化炭化水素であって、このハロゲン化炭化
水素の割合は前記「アダクト」および前記ハロゲン化炭
化水素から成る全体のハロゲンのグラム原子数に対して
ハロゲン1〜70%(グラム原子)(すなわち「アダク
ト」100gあたりハロゲン0.015〜1.9グラム原子)である
ものと;アルカリ金属、アンモニウムまたはアルカリ土
金属の硫化物、水素化硫化物および多硫化物から選ばれ
る少なくとも1つの硫化化合物であって、前記「アダク
ト」および前記ハロゲン化炭化水素から成る全体に含ま
れるハロゲン1グラム原子あたり約0.4〜0.8モルの割合
および前記硫化化合物1モルあたり0〜7グラム原子の
元素状硫黄の割合において用いられるもの;とを水また
は水混合物および脂肪族モノアルコールから成る媒質中
で接触させる工程; (3) 生じた混合物を加熱し、2つの相に分離した
後、有機相中で多硫化オレフィンを回収する工程;およ
び (4) 場合によっては工程(3)から出た生成物を塩
基化合物例えば無機塩基によって処理する工程。
これらの先行出願において、このようにして調製され
た生成物は多硫化オレフィンであり、これらは一般に約
45〜65重量%までの硫黄含量を有しうることが示されて
いる。それらの100℃における動粘度は、それらの硫黄
含量により異なる。これは約4〜20mm2/sであってもよ
い。それらのハロゲン含量(主として塩素含量)は、一
般に約1重量%以下であり、最も多くの場合約0.6重量
%以下である。
た生成物は多硫化オレフィンであり、これらは一般に約
45〜65重量%までの硫黄含量を有しうることが示されて
いる。それらの100℃における動粘度は、それらの硫黄
含量により異なる。これは約4〜20mm2/sであってもよ
い。それらのハロゲン含量(主として塩素含量)は、一
般に約1重量%以下であり、最も多くの場合約0.6重量
%以下である。
それらの潤滑油特に水素化ポリアルファオレフィン
(PAO)中の溶解性は、それらの調製に使用される操作
条件による。
(PAO)中の溶解性は、それらの調製に使用される操作
条件による。
米国特許US−A−4,563,303号は、ポリアルファオレ
フィン(PAO)中で溶解性が増した(8重量%までの)
多硫化オレフィンを得ることをも可能にする方法を記載
している。この方法は、下記の主工程から成る: (1)ハロゲン化硫黄例えば一塩化硫黄S2Cl2、二塩化
硫黄SCl2またはこれら2つの反応体の混合物と、C3〜C6
の脂肪族オレフィンとを反応させて「アダクト」として
示される付加物を得る工程; (2)前記「アダクト」と、硫黄、硫化ナトリウムNa
2S、C1〜C12のアルキルメルカプタンおよび場合によっ
ては水素化硫化ナトリウムNaSHとを、水・アルコール媒
質中で、50℃〜還流までの温度範囲で反応させて前記硫
化オレフィンを形成する工程;および (3)前記硫化オレフィンを、水・アルコール媒質から
分離する工程。
フィン(PAO)中で溶解性が増した(8重量%までの)
多硫化オレフィンを得ることをも可能にする方法を記載
している。この方法は、下記の主工程から成る: (1)ハロゲン化硫黄例えば一塩化硫黄S2Cl2、二塩化
硫黄SCl2またはこれら2つの反応体の混合物と、C3〜C6
の脂肪族オレフィンとを反応させて「アダクト」として
示される付加物を得る工程; (2)前記「アダクト」と、硫黄、硫化ナトリウムNa
2S、C1〜C12のアルキルメルカプタンおよび場合によっ
ては水素化硫化ナトリウムNaSHとを、水・アルコール媒
質中で、50℃〜還流までの温度範囲で反応させて前記硫
化オレフィンを形成する工程;および (3)前記硫化オレフィンを、水・アルコール媒質から
分離する工程。
米国特許US−A−3,873,454号は、イソブチレンとハ
ロゲン化硫黄との反応により「アダクト」を形成し、つ
いで前記「アダクト」とアルカリメルカプタン酸塩とを
不活性媒質中で反応させ、下記式: の化合物を形成することによって得られる潤滑油用極圧
添加剤について記載している。
ロゲン化硫黄との反応により「アダクト」を形成し、つ
いで前記「アダクト」とアルカリメルカプタン酸塩とを
不活性媒質中で反応させ、下記式: の化合物を形成することによって得られる潤滑油用極圧
添加剤について記載している。
使用されるアルカリメルカプタン酸塩、メルカプタン
酸ナトリウム、メチルカプタン酸カリウム、メルカプタ
ン酸リチウムまたはメルカプタン酸カルシウムであって
もよい。反応媒質は、一般に低級(C1〜C4)アルコール
である。(硫黄含量が約53%)の所望の化合物が、約45
重量%の収率で得られる。残りの55%は、不飽和硫化物
または多硫化物の混合物から成る。
酸ナトリウム、メチルカプタン酸カリウム、メルカプタ
ン酸リチウムまたはメルカプタン酸カルシウムであって
もよい。反応媒質は、一般に低級(C1〜C4)アルコール
である。(硫黄含量が約53%)の所望の化合物が、約45
重量%の収率で得られる。残りの55%は、不飽和硫化物
または多硫化物の混合物から成る。
この化合物のただ1つの製造実施例において、別々に
調製された「アダクト」を添加する前に、エタノール中
でメルカプタン酸ナトリウムを撹拌して固体の分散液が
得られることが示されている。
調製された「アダクト」を添加する前に、エタノール中
でメルカプタン酸ナトリウムを撹拌して固体の分散液が
得られることが示されている。
求める化合物は、最終的に固体の形態で得られる。こ
の固体は分離され、精製される。
の固体は分離され、精製される。
しかしながら、このような化合物は、鉱油およびポリ
アルファオレフィン型の合成油中において、限られた溶
解性を示す。
アルファオレフィン型の合成油中において、限られた溶
解性を示す。
鉱油および合成潤滑油、特に水素化ポリアルファオレ
フィン型の合成潤滑油中の溶解性がさらに増した、また
はある場合には100%でさえあるような新規(多)硫化
組成物を調製することが可能であることが今や発見され
た。従ってこれらの組成物は、有利には潤滑油用添加剤
として使用しうる。これらは特にその極圧特性を改善す
る。
フィン型の合成潤滑油中の溶解性がさらに増した、また
はある場合には100%でさえあるような新規(多)硫化
組成物を調製することが可能であることが今や発見され
た。従ってこれらの組成物は、有利には潤滑油用添加剤
として使用しうる。これらは特にその極圧特性を改善す
る。
問題点の解決手段 一般的に、本発明の多硫化オレフィン組成物の製造方
法は、下記の工程から成るものと定義することができ
る。
法は、下記の工程から成るものと定義することができ
る。
・一塩化硫黄および二塩化硫黄から選ばれた少なくと
も1つの化合物と、一般式R1−C(R2)=CH2(式中、R
1は水素原子またはC1〜C3のアルキル基を表わし、R2は
水素原子またはメチル基を表わす)によって示される少
なくとも1つの脂肪族モノオレフィンとを反応させて付
加物すなわち「アダクト」を形成するようにする工程
(1); ・一般にアルコール媒質中で、前記付加物と、一般式
R3SxM(式中R3は例えばC1〜C14の脂肪族基、この脂肪族
基は少なくとも1つの官能基(例えば少なくとも1つの
水酸基)を含んでいてもよい;場合によっては1つまた
は複数の脂肪族基によって置換された例えばC6〜C14の
芳香族基;または窒素、硫黄および酸素から選ばれる少
なくとも1つのヘテロ原子を含むヘテロ環基であり;Mは
一般式MOHの無機塩基に対応する一価の原子または基で
あり;xは少なくとも1.2であって約7までであってもよ
い平均値である)で示される少なくとも1つのメルカプ
タン酸・多硫化物とを反応させる工程(2);および場
合によっては、 ・工程(2)の生成物をアルカリ水溶液と接触させる
工程(3)。
も1つの化合物と、一般式R1−C(R2)=CH2(式中、R
1は水素原子またはC1〜C3のアルキル基を表わし、R2は
水素原子またはメチル基を表わす)によって示される少
なくとも1つの脂肪族モノオレフィンとを反応させて付
加物すなわち「アダクト」を形成するようにする工程
(1); ・一般にアルコール媒質中で、前記付加物と、一般式
R3SxM(式中R3は例えばC1〜C14の脂肪族基、この脂肪族
基は少なくとも1つの官能基(例えば少なくとも1つの
水酸基)を含んでいてもよい;場合によっては1つまた
は複数の脂肪族基によって置換された例えばC6〜C14の
芳香族基;または窒素、硫黄および酸素から選ばれる少
なくとも1つのヘテロ原子を含むヘテロ環基であり;Mは
一般式MOHの無機塩基に対応する一価の原子または基で
あり;xは少なくとも1.2であって約7までであってもよ
い平均値である)で示される少なくとも1つのメルカプ
タン酸・多硫化物とを反応させる工程(2);および場
合によっては、 ・工程(2)の生成物をアルカリ水溶液と接触させる
工程(3)。
工程(1)で使用される脂肪族モノオレフィンは、炭
素原子を2〜5個含む。最も多くの場合イソブテン(R1
=R2=CH3)を使用する。モノオレフィンはより詳しく
は、一塩化および/または二塩化硫黄1モルあたり1.5
〜2.5モルの割合で使用される。モノオレフィンは一般
に、20〜80℃、より特定的には30〜50℃で液体の一塩化
および/または二塩化硫黄中に導入される。
素原子を2〜5個含む。最も多くの場合イソブテン(R1
=R2=CH3)を使用する。モノオレフィンはより詳しく
は、一塩化および/または二塩化硫黄1モルあたり1.5
〜2.5モルの割合で使用される。モノオレフィンは一般
に、20〜80℃、より特定的には30〜50℃で液体の一塩化
および/または二塩化硫黄中に導入される。
工程(1)を出て得られた付加物すなわち「アダク
ト」は、硫化化合物の混合物から成る。この混合物にお
いて、硫黄の平均の割合は、出発時に二塩化硫黄を用い
るか、一塩化硫黄を用いるか、あるいはこれら2つの混
合物を用いるかによって、1モルあたり約1〜2グラム
原子であってもよい。塩素の割合は、生成物1モルあた
り約2グラム原子である。
ト」は、硫化化合物の混合物から成る。この混合物にお
いて、硫黄の平均の割合は、出発時に二塩化硫黄を用い
るか、一塩化硫黄を用いるか、あるいはこれら2つの混
合物を用いるかによって、1モルあたり約1〜2グラム
原子であってもよい。塩素の割合は、生成物1モルあた
り約2グラム原子である。
工程(2)において使用される一般式R3−SxMのメル
カプタン酸・多硫化物は、より詳しくは、好ましくはア
ルコール媒質中で一般式R3SHの少なくとも1つのメルカ
プタンと、無機塩基MOH(上記式中R3およびMは前記と
同じである)とを、ついで元素状硫黄とを、得られる生
成物の式中のxの平均値が約1.2〜7になるのに適した
割合で反応させることによって、調製されうる。
カプタン酸・多硫化物は、より詳しくは、好ましくはア
ルコール媒質中で一般式R3SHの少なくとも1つのメルカ
プタンと、無機塩基MOH(上記式中R3およびMは前記と
同じである)とを、ついで元素状硫黄とを、得られる生
成物の式中のxの平均値が約1.2〜7になるのに適した
割合で反応させることによって、調製されうる。
メルカプタン酸・多硫化物を調製するのに有利に使用
される式R3SHのメルカプタンの例として、下記のものが
挙げられる。すなわちメチルメルカプタン、エチルメル
カプタン、n−プロピルメルカプタン、n−ブチルメル
カプタン、イソブチルメルカプタン、tert−ブチルメル
カプタン、tert−ノニルメルカプタン、tert−ドデシル
メルカプタン、メルカプトエタノール、3−メルカプト
−1,2−プロパンジオール、フェニルメルカプタン、ト
リルメルカプタン、ならびに2−メルカプト・ベンズイ
ミダゾール、2−メルカプト・ベンゾチアゾール、2−
メルカプト・ベンズオキサゾール、2−メルカプト・1
−メチル・イミダゾール、2−(および4−)メルカプ
ト・ピリジン、2−メルカプト・3−ピリジノール、2
−メルカプト・チアゾリンおよび5−メルカプト・トリ
アゾールである。
される式R3SHのメルカプタンの例として、下記のものが
挙げられる。すなわちメチルメルカプタン、エチルメル
カプタン、n−プロピルメルカプタン、n−ブチルメル
カプタン、イソブチルメルカプタン、tert−ブチルメル
カプタン、tert−ノニルメルカプタン、tert−ドデシル
メルカプタン、メルカプトエタノール、3−メルカプト
−1,2−プロパンジオール、フェニルメルカプタン、ト
リルメルカプタン、ならびに2−メルカプト・ベンズイ
ミダゾール、2−メルカプト・ベンゾチアゾール、2−
メルカプト・ベンズオキサゾール、2−メルカプト・1
−メチル・イミダゾール、2−(および4−)メルカプ
ト・ピリジン、2−メルカプト・3−ピリジノール、2
−メルカプト・チアゾリンおよび5−メルカプト・トリ
アゾールである。
メルカプタンと無機塩基との反応は、一般に温度20〜
100℃で実施される。アルコール媒質は、少なくとも1
つの例えばC1〜C5脂肪族モノアルコールから成ってもよ
い。最も多くの場合メタノールを使用する。一般に、使
用されるメルカプタン1モルあたり脂肪族モノアルコー
ル200〜400mlを用いる。使用される無機塩基が水酸化ナ
トリウムであるか、水酸化カリウムであるか、水酸化ア
ンモニウムであるかによって、得られる生成物は、式R3
−SM(式中MはNa、KまたはNH4である)のメルカプタ
ン酸ナトリウム、メルカプタン酸カリウムまたはメルカ
プタン酸アンモニウムである。
100℃で実施される。アルコール媒質は、少なくとも1
つの例えばC1〜C5脂肪族モノアルコールから成ってもよ
い。最も多くの場合メタノールを使用する。一般に、使
用されるメルカプタン1モルあたり脂肪族モノアルコー
ル200〜400mlを用いる。使用される無機塩基が水酸化ナ
トリウムであるか、水酸化カリウムであるか、水酸化ア
ンモニウムであるかによって、得られる生成物は、式R3
−SM(式中MはNa、KまたはNH4である)のメルカプタ
ン酸ナトリウム、メルカプタン酸カリウムまたはメルカ
プタン酸アンモニウムである。
メルカプタン酸・多硫化物を調製するために、このよ
うにして形成されたメルカプタン酸塩と、元素状硫黄と
を、例えばメルカプタン酸塩1モルにつき約0.2〜10グ
ラム原子の割合で使用して反応させる。この反応は、温
度20〜100℃で実施されてもよい。
うにして形成されたメルカプタン酸塩と、元素状硫黄と
を、例えばメルカプタン酸塩1モルにつき約0.2〜10グ
ラム原子の割合で使用して反応させる。この反応は、温
度20〜100℃で実施されてもよい。
工程(2)において、式R3SxMのメルカプタン酸・多
硫化物を、好ましくはアルコール媒質中で、工程(1)
を終えて得られる「アダクト」と反応させ、前記「アダ
クト」を一般に、前記メルカプタン酸・多硫化物のアル
コール溶液に、前記メルカプタン酸・多硫化物が、前記
「アダクト」1モルあたり2モルの化学量論量に対し
て、約0.1〜70%のモル過剰を示すような割合で添加さ
れる。反応媒質は、例えば−10℃〜使用されるアルコー
ル溶液の還流温度までの温度に維持される。
硫化物を、好ましくはアルコール媒質中で、工程(1)
を終えて得られる「アダクト」と反応させ、前記「アダ
クト」を一般に、前記メルカプタン酸・多硫化物のアル
コール溶液に、前記メルカプタン酸・多硫化物が、前記
「アダクト」1モルあたり2モルの化学量論量に対し
て、約0.1〜70%のモル過剰を示すような割合で添加さ
れる。反応媒質は、例えば−10℃〜使用されるアルコー
ル溶液の還流温度までの温度に維持される。
工程(2)を終えると、多硫化オレフィン組成物が得
られる。これはついで工程(3)においてアルカリ水溶
液、より詳しくは例えば1〜50重量%の濃度の水酸化ナ
トリウムまたは水酸化カリウム水溶液によって処理され
てもよい。使用されるアルカリ溶液の量は、処理される
粗多硫化オレフィンの重量の例えば0.1〜5倍であって
もよい。
られる。これはついで工程(3)においてアルカリ水溶
液、より詳しくは例えば1〜50重量%の濃度の水酸化ナ
トリウムまたは水酸化カリウム水溶液によって処理され
てもよい。使用されるアルカリ溶液の量は、処理される
粗多硫化オレフィンの重量の例えば0.1〜5倍であって
もよい。
本発明の方法により得られる多硫化オレフィン組成物
は、硫黄含量が約25〜60重量%であってもよい。それら
の塩素含量は、一般に0.1重量%以下であり、最も多く
の場合0.05重量%以下である。これらは有利には潤滑油
用の極圧添加剤として使用されることができる。
は、硫黄含量が約25〜60重量%であってもよい。それら
の塩素含量は、一般に0.1重量%以下であり、最も多く
の場合0.05重量%以下である。これらは有利には潤滑油
用の極圧添加剤として使用されることができる。
使用されるメルカプタンおよびこのメルカプタンに対
して使用される元素状硫黄の割合の選択によって、それ
らの油中溶解性および極圧特性を調整することができ
る。大部分の場合それらの溶解性は100%である。
して使用される元素状硫黄の割合の選択によって、それ
らの油中溶解性および極圧特性を調整することができ
る。大部分の場合それらの溶解性は100%である。
本発明の方法により得られる多硫化オレフィン組成物
の第1の適用は、より詳しくはギヤの潤滑用油の調合に
関する。基本油は鉱物からのものでも合成のものであっ
てもよい。合成油は特にオレフィンのオリゴマー例えば
ルイス酸の存在下におけるオリゴマー化によつて得られ
た1−デセンの三量体、四量体および五量体を含む。そ
の他のα−オレフィン例えばC6〜C14のα−オレフィン
ももちろん使用しうる。
の第1の適用は、より詳しくはギヤの潤滑用油の調合に
関する。基本油は鉱物からのものでも合成のものであっ
てもよい。合成油は特にオレフィンのオリゴマー例えば
ルイス酸の存在下におけるオリゴマー化によつて得られ
た1−デセンの三量体、四量体および五量体を含む。そ
の他のα−オレフィン例えばC6〜C14のα−オレフィン
ももちろん使用しうる。
さらにアルキルベンゼン例えばモノおよびジアルキル
ベンゼン、さらにはモノまたはポリカルボン酸(例えば
セバシン酸、脂肪酸等)およびモノアルコールまたはポ
リオール(例えば2−エチルヘキサノール、トリメチロ
ール・プロパン等)に由来する合成エステルを用いても
よい。
ベンゼン、さらにはモノまたはポリカルボン酸(例えば
セバシン酸、脂肪酸等)およびモノアルコールまたはポ
リオール(例えば2−エチルヘキサノール、トリメチロ
ール・プロパン等)に由来する合成エステルを用いても
よい。
ついで該多硫化オレフィンを例えば0.5〜10重量%の
濃度で潤滑油に添加してもよい。
濃度で潤滑油に添加してもよい。
これらの添加剤は、燐を含む添加剤例えばジアルキル
またはジアリールジチオ金属燐酸塩、亜燐酸塩および有
機燐酸塩と組合わせて使用されてもよい。
またはジアリールジチオ金属燐酸塩、亜燐酸塩および有
機燐酸塩と組合わせて使用されてもよい。
従来のその他の添加剤、例えば酸化防止剤、防錆剤、
銅不動態化剤、消泡剤、摩擦緩和剤を、通常の割合で添
加してもよい。
銅不動態化剤、消泡剤、摩擦緩和剤を、通常の割合で添
加してもよい。
潤滑油用極圧添加剤としての本発明の方法により得ら
れる多硫化オレフィン組成物の第2の適用は、より詳し
くは金属の加工(切断、成形等)用油の調合に関する。
れる多硫化オレフィン組成物の第2の適用は、より詳し
くは金属の加工(切断、成形等)用油の調合に関する。
この適用法においては、使用される添加剤濃度は、潤
滑油に対して一般に0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜5
重量%である。この適用において、その他の従来の添加
剤、例えば潤滑油に対して例えば塩素2〜10重量%に相
当する割合の塩素化パラフィンを添加してもよい。
滑油に対して一般に0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜5
重量%である。この適用において、その他の従来の添加
剤、例えば潤滑油に対して例えば塩素2〜10重量%に相
当する割合の塩素化パラフィンを添加してもよい。
先に説明した従来技術では、得られた多硫化オレフィ
ンの水素化ポリアルファオレフィン(PAO)に対する溶
解性は、それらの調製に使用される操作条件によって異
なっており、常に良好な溶解性を得ることはできない。
これに対し、本発明方法によれば、得られた多硫化オレ
フィンは、鉱油およびPAO中に常に高い溶解性を示すも
のである。
ンの水素化ポリアルファオレフィン(PAO)に対する溶
解性は、それらの調製に使用される操作条件によって異
なっており、常に良好な溶解性を得ることはできない。
これに対し、本発明方法によれば、得られた多硫化オレ
フィンは、鉱油およびPAO中に常に高い溶解性を示すも
のである。
実 施 例 下記実施例は本発明を例証する。これらは何ら限定的
なものと考えてはならない。実施例4は比較として挙げ
る。
なものと考えてはならない。実施例4は比較として挙げ
る。
実施例1 撹拌器を備えた2反応器に、一塩化硫黄S2Cl2(4
モル)を導入し、ついで浸漬管を介して、絶えず撹拌さ
れているS2Cl2の表面に、予めメタノール5gが溶解され
たイソブチレン506g(9.74モル)を導入する。反応媒質
の温度は、イソブチレンの導入の間ずっと(1時間)45
〜50℃に維持される。このようにして、付加物1000gが
得られる。これを「アダクト」という用語で示す。
モル)を導入し、ついで浸漬管を介して、絶えず撹拌さ
れているS2Cl2の表面に、予めメタノール5gが溶解され
たイソブチレン506g(9.74モル)を導入する。反応媒質
の温度は、イソブチレンの導入の間ずっと(1時間)45
〜50℃に維持される。このようにして、付加物1000gが
得られる。これを「アダクト」という用語で示す。
撹拌器を備えた2の第2反応器に、無水メタノール
1およびペレット状水酸化ナトリウム96g(2.4モル)
を導入する。混合物を約60℃まで、水酸化ナトリウムが
溶解するまで加熱する。ついで温度を約60℃に維持し
て、アルコール媒質中にtert−ブチルメルカプタン216g
(2.4モル)を一滴ずつ導入する。さらに30分反応させ
ておき、ついでこの均質溶液に、硫黄華38.4g(1.2グラ
ム原子)を添加する。混合物を還流下30分加熱し、メル
カプタン酸・多硫化ナトリウムの形成を促進する。使用
されるS/メルカプタンモル比は、0.5/1である。
1およびペレット状水酸化ナトリウム96g(2.4モル)
を導入する。混合物を約60℃まで、水酸化ナトリウムが
溶解するまで加熱する。ついで温度を約60℃に維持し
て、アルコール媒質中にtert−ブチルメルカプタン216g
(2.4モル)を一滴ずつ導入する。さらに30分反応させ
ておき、ついでこの均質溶液に、硫黄華38.4g(1.2グラ
ム原子)を添加する。混合物を還流下30分加熱し、メル
カプタン酸・多硫化ナトリウムの形成を促進する。使用
されるS/メルカプタンモル比は、0.5/1である。
臭素フラスコによって、ついで以前に調製された「ア
ダクト」247g(理論的1モル)を30分で一滴ずつ添加す
る。反応温度をメタノールの還流温度によって一定にす
る。還流下8時間反応させ、ついでメタノールを蒸留す
る。残留混合物を500cm3×2の水で洗浄する。回収され
た多硫化オレフィンを還流下、激しく撹拌して、10重量
%水酸化ナトリウム水溶液180gによって処理する。水で
洗浄した後、回収された多硫化オレフィンを無水硫酸ナ
トリウムで乾燥し、濾過し、ついで減圧下100℃で恒量
に至るまで蒸発させる。
ダクト」247g(理論的1モル)を30分で一滴ずつ添加す
る。反応温度をメタノールの還流温度によって一定にす
る。還流下8時間反応させ、ついでメタノールを蒸留す
る。残留混合物を500cm3×2の水で洗浄する。回収され
た多硫化オレフィンを還流下、激しく撹拌して、10重量
%水酸化ナトリウム水溶液180gによって処理する。水で
洗浄した後、回収された多硫化オレフィンを無水硫酸ナ
トリウムで乾燥し、濾過し、ついで減圧下100℃で恒量
に至るまで蒸発させる。
このオレフィンは、下記の物理化学特性を有するほん
ど粘性のないモービル油の形態を示す。
ど粘性のないモービル油の形態を示す。
S=43.9重量%;Cl<0.05重量%;動粘度ν100℃=2.25
mm2/s。
mm2/s。
20℃および−5℃における 鉱油中の溶解性:100% 20℃および−5℃における PAO(水素化ポリアルファオレフィン) SAE 90油中の溶解性:100% 実施例2 実施例1の実験を同じ操作条件で再び行なうが、ここ
では硫黄華76.8g(2.4グラム原子)を用いる。その際使
用されるS/メルカプタンモル比は1/1である。
では硫黄華76.8g(2.4グラム原子)を用いる。その際使
用されるS/メルカプタンモル比は1/1である。
反応および処理後、回収された多硫化オレフィンは、
下記の物理化学特性を有する流動油の形態にある。
下記の物理化学特性を有する流動油の形態にある。
S=47.91重量%;Cl<0.05重量%; 動粘度ν100℃=2.72mm2/s。
20℃および−5℃における 鉱油中の溶解性:100% 20℃および−5℃における PAO SAE90油中の溶解性:100% 実施例3 実施例1の実験を同じ操作条件下に再び行なう。ただ
しここではtert−ノニルメルカプタン384g(2.4モル)
および硫黄華384g(12グラム原子)を用いる;使用され
るS/メルカプタンモル比はその時約5/1である。反応後
および水酸化ナトリウムの水溶液を用いた処理を行なわ
ず、下記の物理化学特性を有する流動油を回収する: S=53.9重量%;Cl=0.07重量%;動粘度ν100℃ =6.2mm2/S。
しここではtert−ノニルメルカプタン384g(2.4モル)
および硫黄華384g(12グラム原子)を用いる;使用され
るS/メルカプタンモル比はその時約5/1である。反応後
および水酸化ナトリウムの水溶液を用いた処理を行なわ
ず、下記の物理化学特性を有する流動油を回収する: S=53.9重量%;Cl=0.07重量%;動粘度ν100℃ =6.2mm2/S。
中性溶媒油100中溶解性:20℃で約20重量%まで可溶 実施例4(比較) さらにもう1度実施例1の実験を繰返したが、今度は
元素状硫黄を用いなかった。
元素状硫黄を用いなかった。
得られた生成物の物理化学特性は下記のとおりであ
る。
る。
S=36.0重量%;Cl<0.3重量%;動粘度ν100℃=2.1mm
2/s。
2/s。
20℃および−5℃において鉱油 およびPAO油中の溶解性:100% 実施例5 本発明による添加剤の極圧特性の評価。
一方でギア用油型の調合において、他方で金属加工用
油型の調合において、先行実施例のいくつかに従って調
製された添加剤の極圧特性を証明する試験を行なった。
油型の調合において、先行実施例のいくつかに従って調
製された添加剤の極圧特性を証明する試験を行なった。
実施例1および2において得られた添加剤を、ASTM22
66およびD2783の手順に従い、4つのボール付機械によ
って、油の硫黄含量が0.69重量%になるような濃度の合
成油PAO SAE90中で調べた。得られた結果を下記表1に
まとめる。
66およびD2783の手順に従い、4つのボール付機械によ
って、油の硫黄含量が0.69重量%になるような濃度の合
成油PAO SAE90中で調べた。得られた結果を下記表1に
まとめる。
これらの結果によれば、本発明による添加剤が荷重/
摩耗指数の非常に大きな増加を生じ、かつそれらが実質
的にボールの摩耗を減じることがわかる。この型の添加
剤は、有利には工業用または自動車用ギアの極圧油の調
合および非鉄金属の加工用油の調合に使用されうる。
摩耗指数の非常に大きな増加を生じ、かつそれらが実質
的にボールの摩耗を減じることがわかる。この型の添加
剤は、有利には工業用または自動車用ギアの極圧油の調
合および非鉄金属の加工用油の調合に使用されうる。
実施例6 実施例3で得られた添加剤の極圧特性を、4つのボー
ル付機械を用いて、ASTM2783の手順に従って金属の切断
用油型の調合により評価される。
ル付機械を用いて、ASTM2783の手順に従って金属の切断
用油型の調合により評価される。
使用される潤滑油の調合は、塩素化パラフィン形態の
塩素3%および実施例2の硫黄添加剤形態の硫黄1%を
含む中性溶媒油100から成る。得られた結果を下記第2
表にまとめる。
塩素3%および実施例2の硫黄添加剤形態の硫黄1%を
含む中性溶媒油100から成る。得られた結果を下記第2
表にまとめる。
これらの結果によれば、この添加剤は鉄金属の加工用
油の調合に用いられて、非常に満足すべき結果になるよ
うである。
油の調合に用いられて、非常に満足すべき結果になるよ
うである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 10:02 30:06 40:04 40:20 (72)発明者 ジャック・ラルマン フランス国オーベルヴィリエ (93300)・ブールバール・フェリック ス・フォール84,86番地 (72)発明者 ギー・パルク フランス国リュエイユ・マルメゾン (92500)・リュ・デュ・シャトー 27 番地 (56)参考文献 特開 昭60−233052(JP,A)
Claims (13)
- 【請求項1】・一塩化硫黄および二塩化硫黄から選ばれ
た少なくとも1つの化合物と、一般式R1−C(R2)=CH
2(式中R1は水素原子またはC1〜C3のアルキル基を表わ
し、R2は水素原子またはメチル基を表わす)で表わされ
る少なくとも1つのC2〜C5脂肪族モノオレフィンとを反
応させて付加物を形成するようにする工程(1); ・前記付加物と、一般式R3SxM(式中R3は脂肪族基、少
なくとも1つの官能基を有する脂肪族基、芳香族基、少
なくとも1つの脂肪族基によって置換された芳香族基ま
たはヘテロ環基を表わし、Mは式MOHの無機塩基に対応
する一価の原子または基を表わし、xは平均値であって
少なくとも1.2である)で示される少なくとも1つのメ
ルカプタン酸・多硫化物とを反応させる工程(2)から
成ることを特徴とする、多硫化オレフィン組成物の製造
方法。 - 【請求項2】工程(1)において、前記脂肪族モノオレ
フィンが、一塩化硫黄および/または二塩化硫黄1モル
あたり1.5〜2.5モルの割合で使用されることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項3】前記脂肪族モノオレフィンがイソブテンで
あることを特徴とする、特許請求の範囲第1項または2
項記載の方法。 - 【請求項4】工程(2)で使用されるメルカプタン酸・
多硫化物の式R3SxMにおいて、R3がC1〜C14の脂肪族基、
少なくとも1つのヒドロキシル基を有する脂肪族基、場
合によっては少なくとも1つのC6〜C14の脂肪族基によ
って置換される芳香族基または、窒素、硫黄および酸素
から選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むヘテロ
環基であり、Mがナトリウム原子またはカリウム原子ま
たはアンモニウム基であり、xが約7までの平均値であ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第1〜3項のうち
いずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】工程(2)が、メルカプタン酸・多硫化物
1モルあたり200〜400mlの割合で使用されるC1〜C5の脂
肪族モノアルコールの存在下に実施されることを特徴と
する、特許請求の範囲第1〜4項のうちいずれか1項記
載の方法。 - 【請求項6】工程(2)において使用されるメルカプタ
ン酸・多硫化物が、一般式R3SHの少なくとも1つのメル
カプタンと、無機塩基MOHと、ついで適切な量の元素状
硫黄とを反応させる方法により得られることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1〜5項のうちいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項7】メルカプタン1モルあたり元素状硫黄約0.
2〜10グラム原子を使用することを特徴とする、特許請
求の範囲第6項記載の方法。 - 【請求項8】前記無機塩基が水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムまたは水酸化アンモニウムであり、温度20〜10
0℃においてC1〜C5脂肪族モノアルコール中で操作を行
なうことを特徴とする、特許請求の範囲第6または7項
記載の方法。 - 【請求項9】工程(1)において、温度20〜80℃におい
て操作を行ない、工程(2)において、メルカプタン酸
・多硫化物1モルあたり200〜400mlの割合で使用される
C1〜C5脂肪族モノアルコール中で操作を行ない、前記メ
ルカプタン酸・多硫化物が前記付加物1モルあたり2モ
ルの化学量論に対して約0.1〜70%モル過剰で使用さ
れ、反応媒質が−10℃〜前記モノアルコールの還流温度
に至るまでの温度に維持されることを特徴とする、特許
請求の範囲第1〜8項のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】さらに、工程(2)を終えて得られた生
成物を、無機塩基の水溶液と接触させる工程(3)を含
むことを特徴とする、特許請求の範囲第1〜9項のうち
いずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】工程(3)において、濃度0.1〜50重量
%の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液
を、工程(2)から生じた生成物の重量の0.1〜5倍の
量で使用することを特徴とする、特許請求の範囲第10項
記載の方法。 - 【請求項12】ギア油用添加剤として、多硫化オレフィ
ン組成物を鉱物または合成の潤滑油中に、0.5〜10重量
%の割合で添加する方法に使用するための前記多硫化オ
レフィン組成物を得ることを特徴とする、特許請求の範
囲第1〜11項のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】金属加工用油中の添加剤として、多硫化
オレフィン組成物を油に対して0.1〜20重量%の割合で
添加する方法に使用するための前記多硫化オレフィン組
成物を得ることを特徴とする、特許請求の範囲第1〜11
項のうちいずれか1項記載の方法。
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