JP3618932B2 - 分散剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアルケンの反応生成物、該生成物の製造方法、該生成物を含有する潤滑油組成物、燃料組成物及び添加剤濃縮物、並びに分散剤としての該生成物の使用に係わる。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
低い曇り特性及び優れた分散特性を有する潤滑油及び燃料用添加剤を提供することが、本発明の目的である。
【0003】
【課題を解決するための手段】
驚くべきことに、ポリアルケンの幾つかの窒素含有反応生成物は低い曇り(haze)特性及び優れた分散特性を有し、かつシール及び軸受に対して優れた相容性を示すことが判明した。
【0004】
本発明は、
(i)いずれもエチレン性不飽和化合物であり、場合によっては部分的に、または完全にエステル化されており、かつエーテル部分もシクロペンタジエニル基も有しないものであり得る1種以上のモノマーから成り、場合によっては部分的に、または完全にエステル化されており、かつ場合によっては低分子量アミンと反応する数平均分子量7500以下のオリゴマーを
(ii)前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その際一方のモノマーは直鎖オレフィンである場合には少なくとも1600の数平均分子量を有する、エチレン性不飽和カルボン酸(iii)のポリアルケニル誘導体、及び(iv)少なくとも2個の−NH2及び/または−NH基を有するポリアミン
と反応させるか、または
(v)反応物質(ii)と(iv)とから予め製造した生成物
と反応させて得られる反応生成物であって、
前記オリゴマーを構成する少なくとも1種のエチレン性不飽和化合物がアミンと反応し得る官能基を有し、オリゴマー反応生成物は場合によっては更に低分子量アミンと反応する反応生成物を提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】
オリゴマー(i)は、好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下の数平均分子量を有する。
【0006】
低分子量アミンは、好ましくは分子量17〜300のオレイルアミンやベンジルアミン、特に好ましくはアニリン、またはポリアミンなどで、ポリアミンは上記(iv)に規定したものが適当である。
【0007】
エチレン性不飽和カルボン酸(iii)は合計で少なくとも3個の炭素原子を有し、好ましくは合計で3〜50個、より好ましくは3〜30個、更に好ましくは4〜20個で、特に4〜10個の炭素原子を有する。
【0008】
エチレン性不飽和カルボン酸は、ヨーロッパ特許第0285609号第6ページ15〜48行目またはヨーロッパ特許第0287569号第6ページ11〜39行目に開示されているα−βオレフィン性不飽和カルボン酸試薬、例えばアクリル酸(C3)、メタクリル酸(C4)、桂皮酸(C9)、クロトン酸(C4)、2−フェニルプロペン酸(C9)、マレイン酸(C4)、フマル酸(C4)、グルタコン酸(C5)、メサコン酸(C5)、イタコン酸(メチレン琥珀酸)(C5)、シトラコン酸(メチルマレイン酸)(C5)、並びにこれらの無水物[例えば無水マレイン酸(C4)、無水グルタコン酸(C5)、無水イタコン酸(C5)、無水シトラコン酸(C5)]、エステル[例えばアクリル酸メチル(C4)]、アミド、イミド、塩、アシルハロゲン化物及びニトリルなどの官能性誘導体であり得る。
【0009】
好ましくは、エチレン性不飽和カルボン酸(iii)はモノエチレン性不飽和C4〜C10ジカルボン酸及び無水物の中から選択され、無水マレイン酸が最も好ましい。
【0010】
エチレン性不飽和カルボン酸(iii)のポリアルケニル誘導体(ii)は当業者に公知の方法で製造し得る。例えば、エチレン性不飽和カルボン酸(iii)が無水マレイン酸である場合は、例えば英国特許出願公開第949981号に開示されているようにポリアルケンを特定量の無水マレイン酸と混合し、この混合物に塩素を通すことによって都合好く前記カルボン酸のポリアルケニル誘導体を製造し得る。あるいは他の場合には、例えば英国特許出願公開第1483729号に開示されているように、ポリアルケンと特定量の無水マレイン酸とを適当な温度で加熱反応させることにより誘導体を製造してもよい。上記のような誘導体の特に好ましい製造方法はヨーロッパ特許出願公開第0542380号に開示されており、この方法は、重付加抑制量のスルホン酸の存在下に150〜260℃の温度においてポリアルケンと無水マレイン酸とを1:1より大きい無水マレイン酸対ポリアルケンモル比で反応させることを含む。生成する誘導体中のエチレン性不飽和カルボン酸部分対ポリアルケニル部分のモル比は好ましくは1:1から5:1であり、より好ましくは1:1から1.3:1で、特に1:1から1.2:1である。
【0011】
ポリアルケニル誘導体の製造に用いるポリアルケンは、例えば少なくとも1種のC2〜C10モノオレフィンのホモポリマーまたはコポリマーであり得る。好ましくは、ポリアルケンは少なくとも1種のC2〜C5モノオレフィンのポリマーであり、例えばエチレン−プロピレンコポリマーである。モノオレフィンは好ましくはC3またはC4オレフィン、特にプロピレンまたはイソブチレンであり、これらに由来する好ましいポリアルケンには、ポリイソブチレン、及びアタクチックまたはアイソタクチックまたはシンジオタクチックプロピレンオリゴマーが含まれる。商標「GLISSOPAL」の下にBASFによって販売されているもの、並びに商標「ULTRAVIS」、「HYVIS」及び「NAPVIS」の下にBritish Petroleum Companyによって販売されているものなどのポリイソブチレン、例えば「HYVIS 75」、「HYVIS 120」、「HYVIS 200」及び「NAPVIS 120」ポリイソブチレンは本発明に用いる上で特に好ましい。
【0012】
ポリアルケンの数平均分子量(Mn)は、好ましくは300〜7000、より好ましくは500〜5000、更に好ましくは700〜3000である。
【0013】
ポリアミン(iv)は少なくとも2個の−NH2及び/または−NH基を有し、それらの基は各々少なくとも1個の活性水素を有する。本発明に有用なポリアミンの例に、ヨーロッパ特許第0287569号明細書の第16ページ21行目から第19ページ53行目に開示されたポリアミンが有る。
【0014】
好ましくは、ポリアミンは一般式
H2N−(CHR1)x−CH2−[A−CH2−(CHR1)x]y−NH2 (I)
〔式中Aは−NHまたは−O−であり、各R1は独立に水素原子またはメチル基であり、xは1〜3であり、yはAが−NHの時は1〜10、Aが−O−の時は1〜200である〕の化合物である。
【0015】
上記式Iにおいて、Aが−NHである場合はxが1、各R1が水素原子、yが1〜8であることが好ましく、Aが−O−である場合はxが1、各R1がメチル基、yが1〜50であることが好ましい。
【0016】
反応物質(v)は(ii)と(iv)とから予め製造した生成物であり、当分野で通常行なわれている技術で製造可能である。即ち、例えば反応物質(ii)が無水マレイン酸のポリアルケニル誘導体、ポリアミン(iv)がエチレンポリアミンである場合はこれらの物質を、例えばヨーロッパ特許出願公開第0587250号に開示されているように100〜250℃の温度において炭化水素溶媒中で、ポリアルケニル誘導体対ポリアミンのモル比を1〜4:1として適宜互いに反応させ得る。生成物中のポリアルケニル誘導体対アミンのモル結合比(molar coupling ratio)は好ましくは1:1から3:1、より好ましくは1:1から2.5:1である。
【0017】
エチレン性不飽和化合物は、オリゴマー化可能な任意の化合物、例えばα−オレフィン及びα−β−不飽和カルボニル化合物の中から選択し得る。特に適当な化合物には、スチレン、無水マレイン酸及びアクリル酸が含まれる。
【0018】
エチレン性不飽和モノマー同士のオリゴマー生成反応は、ラジカルカチオンまたはアニオンのオリゴマー化によって実現し得る。生成させるオリゴマーはアミンと反応する官能基を有するものの中から選択し、より好ましくは、無水マレイン酸と共重合したスチレン、アクリル酸と共重合したスチレン、ポリアクリル酸、及び無水マレイン酸と共重合したα−オレフィンの中から選択する。
【0019】
本発明の反応生成物は、オリゴマー自体または1種以上のそのモノマーが部分的に、または完全にエステル化されたオリゴマー(i)から生成したものも、当該オリゴマーに関して前記のようなエステル化が全く生起していないオリゴマー(i)から生成したものも等しく優れた分散特性を示す。本発明の反応生成物(特にエステル)の多くは低い曇りレベルを示し、即ち更に濾過などの処理を行なう必要性を低減することが判明した。上記オリゴマーまたはそのモノマーのエステル化は、好ましくはパラトルエンスルホン酸(PTSA)などの触媒の存在下に、アルコール、例えばC1〜C20脂肪族または芳香族アルコールと反応させることにより可能である。
【0020】
しかし、(1)上記のようなエチレン性不飽和化合物のコオリゴマー、及び(2)部分エステル化形態のコオリゴマー(1)は市販されている。(1)の例には、商標「SMA 1000A」、「SMA 2000A」及び「SMA 3000A」の下にElf−Atchemによって販売されているようなスチレン−無水マレイン酸コオリゴマー(SMA)が有る。(2)の例には、商標「SMA3840A」の下にElf−Atchemによって販売されている、上記「SMA 3000A」をイソオクチルと反応させた半エステルが有る。市販の部分エステル化形態のSMAなどの上記市販SMAの、部分的に、または完全にエステル化された形態を用いることによって、またはエステル化したポリアクリル酸、例えばポリn−アミルアクリレートを用いることによって、低い曇りレベル(ASTM D 1003に従い測定)しか有しない分散剤を製造し得ることが判明した。
【0021】
SMAをエステル化して完全にエステル化されたオリゴマー、即ちジエステルを製造することは、好ましくはC1〜C20脂肪族または芳香族アルコール、より好ましくはC5〜C8分枝鎖脂肪族アルコール、特にイソアミルアルコール(分枝鎖アルコール、主として3−メチルブタン−1−オール及び2−メチルブタン−1−オールの混合物)またはイソオクチルアルコールを特に過剰量で用いて行なう。ポリアクリル酸のエステル化は、好ましくはC1〜C20脂肪族または芳香族アルコール、例えば直鎖脂肪族アルコール、特にn−アミルアルコールを用いて行なう。これらのエステル化は好ましくは、溶媒、より好ましくはアルコール、トルエン、キシレン及びメシチレンなどの芳香族炭化水素、テトラヒドロフラン及び1,4−ジオキサンなどのエーテル、並びにこれらの混合物の中から選択した溶媒の存在下に、かつ触媒、より好ましくは硫酸及びPTSA、塩化アルミニウムなどのルイス酸といった酸、並びにピリジン及び4−(N,N−ジメチルアミノ)−ピリジンなどの塩基の中から選択した触媒の存在下に温度を0〜250℃、より好ましくは70〜190℃とし、かつ圧力を0.5〜10気圧(50〜1000kPa)、より好ましくは大気圧として行なう。溶媒を反応性溶媒、例えばイソオクチルアルコールなどのアルコールとすると、オリゴマー(i)との反応はポリアミン(iv)との反応または(v)との反応を伴って生起し得る。
【0022】
本発明は、先に定義した反応生成物を製造する方法も提供し、この方法は
(i)いずれもエチレン性不飽和化合物であり、場合によっては部分的に、または完全にエステル化されており、かつエーテル部分もシクロペンタジエニル基も有しないものであり得る1種以上のモノマーから成り、場合によっては部分的に、または完全にエステル化されており、かつ場合によっては低分子量アミンと反応する数平均分子量7500以下のオリゴマーを
(ii)前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その際一方のモノマーは直鎖オレフィンである場合には少なくとも1600の数平均分子量を有する、エチレン性不飽和カルボン酸(iii)のポリアルケニル誘導体、及び(iv)少なくとも2個の−NH2及び/または−NH基を有するポリアミン
と反応させるか、または
(v)反応物質(ii)と(iv)とから予め製造した生成物
と反応させることを含み、
前記オリゴマーを構成する少なくとも1種のエチレン性不飽和化合物はアミンと反応し得る官能基を有し、この方法ではオリゴマー反応生成物を、場合によっては更に低分子量アミンと反応させる。
【0023】
(i)と(ii)及び(iv)との反応、または(i)と(v)との反応は適当な溶媒の存在下に、しばしば還流条件下に高い[即ち周囲温度(20℃)を上回る]温度、例えば25〜200℃、特に160〜200℃の温度で、かつ必要であれば高圧、例えば2〜100×105Paの圧力下に生起させることが好ましい。溶媒の例には、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、メシチレンといった炭化水素溶媒; また合成油及び「HVI−60」などの鉱油; テトラヒドロフラン及び1,4−ジオキサンなどのエーテル溶媒; アセトニトリルなどのニトリル; 1−ペンタノール(アミルアルコール)及び2−メチル−2−プロパノール(t−ブチルアルコール)などのアルコール; 並びに1,1,1−トリクロロエタンなどのクロロ炭化水素が含まれる。本発明の方法は溶媒不在下にも実施可能であるが、先に指摘したように溶媒存在下で実施すると都合が好い。水や過剰なアルコールが存在する場合は、例えばDean and Starkトラップを用いてこれを除去し得る。
【0024】
本発明の方法では、(ii):(iv)の重量比を好ましくは100:1から5:1、より好ましくは33:1から13:1とし、また(iv):(i)の重量比を好ましくは1:20から20:1、より好ましくは1:5から5:1とする。
【0025】
本発明の反応生成物は潤滑油中に分散剤として用い得る。従って本発明は、多量(50重量%を上回る量)の潤滑油と、少量(50重量%を下回る量)、好ましくは0.1〜20重量%、特に0.5〜10重量%(活性物質)の本発明による反応生成物とを含有する潤滑油組成物を提供する。重量百分率は組成物の総重量に基づく。
【0026】
適当な潤滑油は、天然潤滑油、鉱物性潤滑油及び合成潤滑油である。
【0027】
天然潤滑油には動植物油、例えばひまし油などが含まれる。鉱油には、原油、石炭または頁岩から得られる潤滑油留分が含まれ、この留分にはクレー−酸処理、溶媒処理または水素化処理など、何らかの処理が施してある場合も有る。合成潤滑油には、合成炭化水素ポリマー、改質アルキレンオキシドポリマー、及び当業者に公知であるエステル潤滑剤が含まれる。これらの潤滑油は、好ましくは火花点火及び圧縮点火機関用のクランクケース潤滑油であるが、作動油潤滑剤(hydraulic lubricants)、金属加工油剤及び自動変速機液も包含する。
【0028】
好ましくは、本発明による組成物の潤滑基油成分は、「HVI」という名称でRoyal Dutch/Shell Groupの連盟会社によって販売されているような鉱物性潤滑油もしくは鉱物性潤滑油混合物、または「XHVI」(商標)という名称でRoyal Dutch/Shell Group of Companiesの連盟会社によって販売されている合成炭化水素基油である。
【0029】
本発明による組成物中に存在する潤滑基油の粘度はきわめて様々であり得、通常は100℃において3〜35mm2/sである。
【0030】
本発明による潤滑油組成物は当業者に公知である他の様々な添加剤も含有し得、そのような添加剤には粘度指数向上剤、例えばイソプレンやブタジエンといったジエンの線状もしくは星形ポリマー、または前記のようなジエンと任意に置換されたスチレンとのコポリマーなどが有る。前記コポリマーはブロックコポリマーであることが適当であり、また該コポリマーは好ましくは、ほとんどのオレフィン不飽和部分が飽和するまでに水素化されている。他の適当な添加剤には、ブロックコポリマー主体のものやポリメタクリレートなどの分散剤粘度指数向上剤、ジチオリン酸亜鉛またはナトリウムなどの極圧/耐摩耗性添加剤、例えば英国特許出願公開第2231873号に開示されているポリオレフィン置換スクシンイミドなどの無灰分散剤、酸化防止剤、防錆添加剤、摩擦調整剤、またはいずれも過塩基性であり得るフェネート、スルホネート、アルキルサリチレートもしくはナフテネートといった金属含有清浄剤が含まれる。
【0031】
本発明の反応生成物は燃料中にも分散剤添加剤として用い得る。従って本発明は、多量(50重量%を上回る量)の燃料と、少量(50重量%を下回る量)、好ましくは0.001〜2重量%、より好ましくは0.001〜0.5重量%、特に0.002〜0.2重量%(活性物質)の本発明による反応生成物とを含有する燃料組成物も提供する。重量百分率は組成物の総重量に基づく。
【0032】
適当な燃料にはガソリン及びディーゼル燃料が含まれる。これらの基油燃料には、飽和、オレフィン性及び芳香族炭化水素の混合物が含まれ得る。前記炭化水素は、直留ガソリン、合成生産された芳香族炭化水素混合物、熱接触分解(thermally catalytically cracked)炭化水素原料、水素化分解石油留分、または接触改質炭化水素に由来し得る。
【0033】
本発明による燃料組成物は当業者に公知である他の様々な添加剤も含有し得、そのような添加剤には、アンチノック剤添加剤としての鉛化合物; メチルシクロペンタジエニル−マンガントリカルボニルまたはオルトアジドフェニルといった、鉛化合物以外のアンチノック剤添加剤; ベンゾイルアセトンなどのアンチノック助剤添加剤; 曇り除去剤(dehazers)[例えば「SURDYNE」(商標)M155(Shell Chemicals, UK)として市販されているようなエトキシル化グリセロールや、「NALCO」(商標)7DO7(Nalco)、「TOLAD」(商標)2683(Petrolite)または「SURDYNE」(商標)D265、M153、M154もしくはM156(Shell Chemicals, UK)として市販されているようなアルコキシル化フェノールホルムアルデヒドポリマー]; 泡消し剤[例えば「TEGOPREN」(商標)5851、Q25907(Dow Corning)または「RHODORSIL」(商標)(Rhone−Poulenc)として市販されているポリエーテル改質ポリシロキサン]; 点火促進剤(improvers)(例えば2−エチルヘキシルニトレート、シクロヘキシルニトレート、ジ−t−ブチルペルオキシド、及び米国特許第4,208,190号の第2列27行目から第3列21行目に開示されたもの); 防錆剤[例えば「RC 4801」としてRhein Chemie, Mannheim, Germanyによって市販されているもの、または20〜500個の炭素原子を有する非置換または置換脂肪族炭化水素基をそのα炭素原子のうちの少なくとも1個に有する琥珀酸誘導体の多価アルコールエステル(例えばポリイソブチレン置換琥珀酸のペンタエリトリトールジエステル)]; 付香剤; 耐摩耗性添加剤; 酸化防止剤(例えば2,6−ジ−t−ブチルフェノールなどのフェノール性化合物、またはN,N′−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミンなどのフェニレンジアミン); 金属不活性化剤; 潤滑剤(lubricity agents)[例えば「EC831」(Paramins)または「HITEC」(商標)580(Ethyl Corporation)として市販されているもの];またはポリエーテル、例えばC12〜C15アルキル置換プロピレングリコール(Royal Dutch/Shellグループの構成会社から市販されている「SAP 949」)や、「HVI」もしくは「XHIV」(商標)基油や、C2〜C6モノマーから得られるポリオレフィン、例えば20〜175個、特に35〜150個の炭素原子を有するポリイソブチレンや、8〜18個の炭素原子を有する少なくとも1種のαオレフィンモノマーから得られる炭素原子18〜80個の水素化オリゴマーである、100℃において2×10−6m2/sから2×10−5m2/s(2〜20cSt)の粘度を有するポリαオレフィンといったキャリヤ液体などが有る。
【0034】
本発明の潤滑油組成物及び燃料組成物は、本発明の反応生成物を潤滑油または燃料に添加することによって調製し得る。好ましくは、添加剤濃縮物を潤滑油または燃料と混合する。上記濃縮物は通常不活性キャリヤ液体と、1種以上の濃縮形態の添加剤とを含有する。従って本発明は、不活性キャリヤ液体と、10〜80重量%(活性物質)の本発明による反応生成物とを含有する添加剤濃縮物も提供する。重量百分率は濃縮物の総重量に基づく。
【0035】
不活性キャリヤ液体の例には、炭化水素、及び炭化水素とメタノール、エタノール、プロパノール、2−ブトキシエタノールまたはメチルt−ブチルエーテルといったアルコールまたはエーテルとの混合物が含まれる。例えば、キャリヤ液体はトルエン、キシレン、これらの混合物、またはトルエンもしくはキシレンとアルコールとの混合物といった芳香族炭化水素溶媒であり得る。あるいは他の場合には、キャリヤ液体は、「HVI」という名称でRoyal Dutch/Shell Groupの連盟会社によって販売されているもの、例えば「HVI60」基油などの鉱物性潤滑油もしくは鉱物性潤滑油混合物、または「XHVI」(商標)という名称でRoyal Dutch/Shell Group of Companiesの連盟会社によって販売されている合成炭化水素基油であり得る。
【0036】
本発明は、本発明による反応生成物を分散剤として使用することも提供する。
【0037】
【実施例】
本発明は、以下の実施例から更に良く理解される。実施例において、ポリイソブテニル無水琥珀酸/スクシンイミドのポリイソブテニル部分、及びアタクチックプロピレンオリゴマー主体の無水琥珀酸/スクシンイミドのアタクチックプロピレンオリゴマー部分について特定した数平均分子量(Mn)は、例えばW. W. Yau, J. J. Kirkland及びD. D. Bly, “Modern Size Exclusion Liquid Chromatography,” John Wiley and Sons, New York, 21979に述べられているような、最近行なわれているポリスチレン標準を用いるゲルクロマトグラフィーによって測定した。
【0038】
活性物質含量は、溶離液としてジエチルエーテルを用いる酸化アルミニウムカラム上で所期の活性物質から不活性物質を分離することによって測定した。酸値はASTM D 664に従って測定した。全塩基価はASTM D 2896に従って測定した。
【0039】
実施例では次の略号が用いてある。:
PIBSA: ヨーロッパ特許出願公開第0542380号による方法で製造したポリイソブテニル無水琥珀酸。そのポリイソブテニル部分のMn(GPCによって測定)は、実施例1〜21、37〜52、55及び56では2200±200であり、実施例22〜36、53、54及び57では1000±200である。;
APOSA: ヨーロッパ特許出願公開第0490454号による方法で製造したアタクチックプロピレンオリゴマー主体の無水琥珀酸。そのアタクチックプロピレンオリゴマー部分のMn(GPCによって測定)は、実施例58〜60では2200±200であり、実施例61では835±100である。;
TETA: トリエチレンテトラミン。;
TEPA: テトラエチレンペンタミン。;
PEHA: ペンタエチレンヘキサミン。;
S75: Delamine B.V., Netherlandsから市販されている、テトラエチレンペンタミンと、ペンタエチレンヘキサミンと、より高級なエチレンポリアミンとを1:2:1の重量比で含有するポリアミン混合物。
【0040】
実施例1
150℃においてPIBSAとS75との反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 50g; 40.9%活性物質]を「SHELLSOL A」(商標)[Shell Nederland Chemie B.V.の芳香族に富む(99%芳香族)高沸点(b.p. 166〜180℃)溶媒; 50ml]に溶解させた溶液を攪拌し、これに、「SMA3000A」とイソオクチルアルコールとのモノエステル(Elf−Atochemの「SMA 3840A」; 1.5g)を「SHELLSOL A」(150ml)に溶解させたものを添加した。反応温度を1時間に約15℃ずつ上昇させ、「SHELLSOL A」、水、及びアルコールが放出されていればそのアルコールをDean and Starkトラップによって除去した。加熱速度は変更可能である。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に1時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去した。
【0041】
実施例2〜41
実施例1に述べたのと同様の方法で、別の本発明の反応生成物、即ち実施例2〜41の生成物を製造した。実施例21で用いた結合比は1.2±0.1、実施例37及び38で用いた結合比は1.0±0.1であった。
【0042】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに判明した場合は得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表1に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】
【表3】
【0046】
【表4】
【0047】
【表5】
【0048】
【表6】
【0049】
【表7】
【0050】
【表8】
【0051】
上述及び後述の実施例において、
(a) 「SMA 3000A」(Elf−Atochem)はスチレン:無水マレイン酸のモル比が3であるスチレン−無水マレイン酸オリゴマー(Mn 2350)であり、
(b) 「SMA 1000A」(Elf−Atochem)はスチレン:無水マレイン酸のモル比が1であるスチレン−無水マレイン酸オリゴマー(Mn 962)であり、
(c) 実施例1、6〜12、21〜32、37及び38の反応物Bは、スチレン:無水マレイン酸のモル比が3であり、かつその無水マレイン酸がイソオクチルアルコールと反応してモノエステルを形成している低分子量(Mn 3120)オリゴマーである「SMA 3840A」(Elf−Atochem)であり、
(d) 実施例39〜41の反応物Bは、n−アミルアルコールでエステル化した低分子量(約1000)ポリアクリル酸であり、
(e) 実施例1〜10、12〜20、22〜36及び39〜41の反応物Aは1.5±0.1の結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)を有し、
(f) 実施例21の反応物Aは1.2±0.1の結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)を有し、
(g) 実施例37及び38の反応物Aは1.0±0.1の結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)を有し、
(h) 実施例22〜36、53、54及び57の反応物Aはモノ/ビススクシンイミド無灰分散剤の「SAP 230TP」(Shell Additives International Ltd.)であり、
(i) 実施例43〜47及び56の反応物Aは高分子量ビススクシンイミド無灰分散剤の「SAP 285」(Shell Additives International Ltd.)であり、
(j) 記号NMは「測定せず」を意味する。
【0052】
実施例42
窒素下に140℃においてPIBSAとS75との反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 50g; 40.9%活性物質]を「SHELLSOL A」(50ml)に溶解させた溶液を攪拌し、これに、100℃においてメシチレン(50ml)に溶解させた「SMA 3000A」(1.65g)を添加した。4時間掛けて反応温度を上昇させ、かつ「SHELLSOL A」及び水をDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に15時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(120℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の透明な液体(51g)を得た。
【0053】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表2に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0054】
【表9】
【0055】
実施例43
窒素下に140℃においてPIBSAとS75との反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)2.0±0.2; 100g; 42.0%活性物質]をキシレン(100ml)に溶解させた溶液を攪拌し、これに、「SMA 3000A」とイソオクチルアルコールとのモノエステル(Elf−Atochemの「SMA 3840A」; 4.0g)をキシレン(40ml)に溶解させたものを添加した。4時間掛けて反応温度を上昇させ、かつキシレン、水、及びアルコールが存在する場合はそのアルコールをDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に1時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(110℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の透明な液体(100g)を得た。
【0056】
実施例44〜47
実施例43に述べたのと同様の方法で、別の本発明の反応生成物を製造した。
【0057】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表3に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0058】
【表10】
【0059】
実施例48
窒素下に140℃においてPIBSAとS75との反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 50g; 40.9%活性物質]を「SHELLSOL A」(50ml)に溶解させた溶液を攪拌し、これに、無水マレイン酸[Akzo Nobel GmbHの「PX−100」(Mn 2400)]と共重合したC10〜C20直鎖α−オレフィン(2.5g)を「SHELLSOL A」(10ml)に溶解させたものを添加した。4時間掛けて反応温度を上昇させ、かつ「SHELLSOL A」及び水をDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に15時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(120℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の透明な液体(51g)を得た。
【0060】
実施例49〜52
実施例48に述べたのと同様の方法で、別の本発明の反応生成物を製造した。
【0061】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表4に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0062】
【表11】
【0063】
実施例53
窒素下に140℃においてPIBSAとTEPAとの反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 63g; 45.0%活性物質]をキシレン(63ml)に溶解させた溶液を攪拌し、これに、ポリアクリル酸のn−ペンタノールエステル[Goodrich Chemicalsの「GOODRITE 752」(Mn 1000); 6.3g]をキシレン(63ml)に溶解させたものを添加した。4時間掛けて反応温度を上昇させ、かつキシレン及び水をDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に1時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(120℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の透明な液体(65g)を得た。
【0064】
実施例54
実施例53に述べたのと同様の方法で、別の本発明の反応生成物を製造した。
【0065】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表5に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0066】
【表12】
【0067】
実施例55
室温においてPIBSAとS75との反応生成物[結合比(PIBSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 100g]及びチタン(IV)イソプロポキシド(0.15g)を「SHELLSOL A」(150ml)に溶解させた溶液に、スチレン−アクリル酸コポリマー[Morton International Limitedの「MOREZ 300」(Mn 1300);7g]を添加した。窒素パージを導入し、温度を1時間120℃に上昇させて「MOREZ 300」を溶解させた。その後、4時間掛けて温度を上昇させ、かつ「SHELLSOL A」及び水をDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に24時間維持した。生成物をトルエンに溶解させ、濾過した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(120℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の液体(100g)を得た。
【0068】
実施例56及び57
実施例55に述べたのと同様の方法で別の本発明の反応生成物を製造し、その際実施例56では2.0±0.2の結合比を用いた。
【0069】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに判明した場合は得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表6に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0070】
【表13】
【0071】
実施例58
窒素下に140℃においてAPOSAとS75との反応生成物[結合比(APOSAのモル対ポリアミンのモル)1.5±0.1; 50g]を「SHELLSOL A」(130ml)に溶解させた溶液を攪拌し、これに、「SMA 3000A」とイソオクチルアルコールとのモノエステル(Elf−Atochemの「SMA 3840A」; 2g)を「SHELLSOL A」(20ml)に溶解させたものを添加した。2時間掛けて反応温度を上昇させ、かつ「SHELLSOL A」、水、及びアルコールが存在すればそのアルコールをDean and Starkトラップによって徐々に除去した。温度が200℃に達したところで、反応混合物をこの温度に1時間維持した。過剰な溶媒を減圧下に除去し(120℃及び5mmHgで2時間)、それによって暗褐色の透明な液体(50g)を得た。
【0072】
実施例59〜61
実施例58に述べたのと同様の方法で別の本発明の反応生成物を製造し、その際実施例59では2.0±0.2の結合比を用いた。
【0073】
用いた試薬の種類及び量の詳細、並びに判明した場合は得られたままのポリイミド誘導体の全塩基価及び窒素含量を下記表7に示す。表中、反応物Bのパーセンテージは反応物Aの総重量に基づき、その際A中の活性物質のパーセンテージを勘案する調整は行なっていない。
【0074】
【表14】
【0075】
実施例62
曇り試験
「曇り」とは、試料透過時に前方散乱によって入射光線から偏向する透過光のパーセンテージである。この試験方法のためには、平均で2.5°より大きい角度で偏向する光束のみを曇りと看做す。
【0076】
100℃において分散剤を油「HIV 60」に重量比1:9で溶解させる。溶液の曇りを回動球式曇り測定器(pivotable−sphere hazemeter)によって測定し、溶媒の曇りに関する補正を適用する。曇り測定器はASTM D 1003に特定された、0.1%までのデジタル表示目盛を具えたものとする。
【0077】
この試験の結果を表8に示す。
【0078】
【表15】
【0079】
表8に示した数字から、本発明の反応生成物が低レベルの曇りしかもたらさないことが知見され得る。
【0080】
実施例63
カーボンブラック分散試験(CBDT)
(British Rail Publication BR 669: 1984)
市販パッケージのジアルキルジチオリン酸亜鉛、過塩基性サリチル酸アルキルカルシウム及び粘度指数向上剤を含有するSAE 15W40 Middle East潤滑油の試料を先の実施例のオリゴマー反応生成物の添加によって改質し、それによって誘導体を活性物質1重量%の濃度で含有する油を得た。次に、各油に3重量%のカーボンブラックを添加し、60℃における動粘度の上昇率(%)をUbbelohde粘度計を用いて測定した。低率の結果は優れた性能を示す。得られる絶対値は用いるカーボンブラックの活性表面積に依存し、従って、比較する一連の油試料は同じカーボンブラック試料を用いて試験するべきである。試験は「Flamruss」(商標)カーボンブラックを用いて実施した。
【0081】
この試験の結果を表9に示す。
【0082】
【表16】
【0083】
実施例64
レオロジー試験
[制御型歪速度レオメーター(クエットジオメトリー)使用]
オーブン乾燥したカーボンブラック(Cabot Vulcan XC72R)を、加熱攪拌ブロックを用いて100℃で一晩、適当な完全組成試験油中の適当な濃度の試料分散剤で平衡させる。平衡した試料を、所定範囲内の剪断速度にわたりクエットジオメトリーを用いて測定する。初めに手作業で剪断速度掃引を行ない、それによってレオメーターに適した感度設定を決定し、また試料を予め状態調節(precondition)して一切の剪断履歴を排除する。その後、試料を測定実施前に少なくとも10分間放置して温度平衡状態とする。カーボンブラック分散試験(CBDT)の場合同様、親分散剤、例えば「SAP 230TP」及び「SAP 285」よりも低い粘度上昇率を実現すれば、前記スクシンイミドよりも優れた分散を達成したことになる。
【0084】
この試験の結果を表10に示す。括弧内の数字は対応する親分散剤に関するものである。
【0085】
【表17】
【0086】
実施例65
腐食試験
本発明の化合物は、シビアリティー調整を行なわないL−10卓上腐食試験(API CG−4試験参照)で証明されたように腐食を軽減する。同じ分散剤処理率において、次のような結果が得られた。
【0087】
【表18】
実施例66
フルオロエラストマーシール試験
本発明の化合物は、Mercedes Benzフルオロエラストマーシール試験で証明されたように、フルオロエラストマーシールに対してさほど有害(agressive)でない。実施例47を含有する組成物にシールのフルオロエラストマーを曝露させたところ、その引っ張り強さは16%しか低下せず、該材料が破断前に伸張し得る程度も15%しか低下しなかった。本発明の化合物の替わりに「SAP 285」を含有する類似組成物が同じ分散剤処理率においてもたらした低下の方が甚だしかった。
【0088】
【表19】
Claims (20)
- (i)1種のモノマーまたは2種以上の異なるモノマーから構成される数平均分子量7500以下のオリゴマーであって、前記各モノマーがエチレン性不飽和化合物であり、かつ前記エチレン性不飽和化合物の少なくとも1種がアミンと反応し得る官能基を有する前記オリゴマーと、
(ii)エチレン性不飽和カルボン酸試薬(iii)のポリアルケニル誘導体であって、前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その一方のモノマーが直鎖オレフィンである場合には、少なくとも1600の数平均分子量を有する前記誘導体と、
(iv)少なくとも2個の−NH 2 及び/または−NH基を有するポリアミン、との反応生成物。 - (i)1種のモノマーまたは2種以上の異なるモノマーから構成される数平均分子量7500以下のオリゴマーであって、前記各モノマーがエチレン性不飽和化合物であり、かつ前記エチレン性不飽和化合物の少なくとも1種がアミンと反応し得る官能基を有する前記オリゴマーと、
(ii)エチレン性不飽和カルボン酸試薬(iii)のポリアルケニル誘導体であって、前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その一方のモノマーが直鎖オレフィンである場合には、少なくとも1600の数平均分子量を有する前記誘導体及び
(iv)少なくとも2個の−NH 2 及び/または−NH基を有するポリアミンから予め製造した生成物(v)、との反応生成物。 - 前記オリゴマー、または前記モノマーの各々が、部分的に、または完全にエステル化されていることを特徴とする請求項1または2記載の反応生成物。
- 前記モノマーのいずれもがエーテル部分もシクロペンタジエニル基も有しないものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の反応生成物。
- 前記オリゴマーが低分子量アミンと反応することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の反応生成物。
- 前記オリゴマー反応生成物が更に低分子量アミンと反応することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の反応生成物。
- 前記低分子量アミンがアニリンであることを特徴とする請求項5または6に記載の反応生成物。
- 前記エチレン性不飽和カルボン酸試薬がモノエチレン性不飽和C4〜C10ジカルボン酸及び無水物の中から選択されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の反応生成物。
- 前記ポリアルケニル誘導体が、少なくとも1種のC2〜C5モノオレフィンのポリマーであるポリアルケンから誘導されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の反応生成物。
- 前記ポリアミンが一般式
H2N−(CHR1)x−CH2−[A−CH2−(CHR1)x]y−NH2 (I)
〔式中Aは−NHまたは−O−であり、各R1は独立に水素原子またはメチル基であり、xは1〜3であり、yはAが−NHの時は1〜10、Aが−O−の時は1〜200である〕の化合物であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の反応生成物。 - 請求項1に記載の反応生成物を製造する方法であって、
(i)1種のモノマーまたは2種以上の異なるモノマーから構成される数平均分子量7500以下のオリゴマーであって、前記各モノマーがエチレン性不飽和化合物であり、かつ前記エチレン性不飽和化合物の少なくとも1種がアミンと反応し得る官能基を有する前記オリゴマーを、
(ii)エチレン性不飽和カルボン酸試薬(iii)のポリアルケニル誘導体であって、前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その一方のモノマーが直鎖オレフィンである場合には、少なくとも1600の数平均分子量を有する前記誘導体及び
(iv)少なくとも2個の−NH 2 及び/または−NH基を有するポリアミンと反応させることを含む方法。 - 請求項2に記載の反応生成物を製造する方法であって、
(i)1種のモノマーまたは2種以上の異なるモノマーから構成される数平均分子量7500以下のオリゴマーであって、前記各モノマーがエチレン性不飽和化合物であり、かつ前記エチレン性不飽和化合物の少なくとも1種がアミンと反応し得る官能基を有する前記オリゴマーを、
(ii)エチレン性不飽和カルボン酸試薬(iii)のポリアルケニル誘導体であって、前記オリゴマーが2種のモノマーのコオリゴマーであり、その一方のモノマーが直鎖オレフィンである場合には、少なくとも1600の数平均分子量を有する前記誘導体及び
(iv)少なくとも2個の−NH 2 及び/または−NH基を有するポリアミンから予め製造した生成物(v)、と反応させることを含む方法。 - 前記オリゴマー、または前記モノマーの各々が、部分的に、または完全にエステル化されていることを特徴とする請求項11または12記載の方法。
- 前記モノマーのいずれもがエーテル部分もシクロペンタジエニル基も有しないものであることを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記オリゴマーが低分子量アミンと反応することを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記オリゴマー反応生成物が更に低分子量アミンと反応することを特徴とする請求項11から15のいずれか1項に記載の方法。
- 多量の潤滑油を含有し、かつ請求項1から10のいずれか1項に記載の反応生成物を少量含有する潤滑油組成物。
- 多量の燃料を含有し、かつ請求項1から10のいずれか1項に記載の反応生成物を少量含有する燃料組成物。
- 不活性キャリヤ流体を含有し、かつ請求項1から10のいずれか1項に記載の反応生成物を濃縮物の総重量に基づき10〜80重量%の量で含有する添加剤濃縮物。
- 分散剤としての請求項1から10のいずれか1項に記載の反応生成物の使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP95308088 | 1995-11-13 | ||
NL95308088.4 | 1995-11-13 |
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