JP4841099B2 - 減少した臭気レベルを有するポリスルフィドの組成物 - Google Patents
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Description
(発明の背景)
(1.発明の分野)
本発明は、減少した臭気レベルを有する、ポリスルフィドおよびインヒビターを含有する組成物、およびポリスルフィドの臭気レベルを減少させる方法に関する。減少した臭気レベルを有するポリスルフィド組成物は、種々の商業用途(例えば、金属加工油剤)により有用である。
【0002】
(2.関連技術の説明)
ポリスルフィドは、種々の商業分野で、多くの有用な機能を与えることが発見されている。
【0003】
ポリスルフィドは、潤滑剤(例えば、ギア油および金属加工油剤)の耐摩耗剤、極圧剤および酸化防止剤として機能できる。ポリスルフィドはまた、精製作業で使用される触媒を水素化処理または水素化分解するプレ硫化剤(presulfiding agents)として、機能できる。ポリスルフィドはまた、エラストマーの製造における加硫剤として、そして高温炉作業で使用する金属不動態化剤として、用途を見出すことができる。
【0004】
これらの使用分野の殆どでは、高いイオウ含量を有するポリスルフィドが必要であり、それに対応して、テトラスルフィドに始まる高イオウ含量であるが安定性の低いポリスルフィド同族体が多くなり、それと共に、H2S(硫化水素)および未反応イオウまたは遊離イオウのレベルが上がる。これらの高イオン含量ポリスルフィドは、保存するとすぐにH2Sを発生し得る。このH2Sが存在していると、不快な臭気が発生し、また、許容限界を超えると、H2Sが毒性で可燃性であるので、安全上および環境上の問題が起こる。それに加えて、H2Sは、刺激的である。結果的に、減少した臭気レベルを有するポリスルフィドおよびポリスルフィドの臭気レベルを減少させる方法が非常に望まれている。
【0005】
特開平8−245562号(これは、1996年9月24日に公開された)は、ジチオカルバミン酸アルキル前駆体をアクリル酸メチルで処理することにより、このジチオカルバミン酸アルキル前駆体からイソチオシアン酸アルキルを製造するために、H2S捕捉剤として、このアクリル酸メチルを使用することを開示している。
【0006】
米国特許第5,008,432号(これは、1991年4月16日に登録された)は、触媒の存在下にて、活性化オレフィン性二重結合を有する化合物(例えば、アクリル酸メチル)とH2Sとを反応させることにより、メルカプタン含有化合物を製造することに関する。
【0007】
米国特許第4,340,707号(これは、1982年7月20日に登録された)は、H2Sまたは多官能性メルカプタンと多官能性アクリレートとを反応させることにより調製されるUV硬化可能結合剤または被覆に対する中間体としてのオリゴマーに関係している。
【0008】
本発明の方法を使用して、臭気および安全上および環境上の基準に基づいて、ポリスルフィドの臭気レベルを許容範囲内のレベルに減少させると、種々の用途に直ちに利用できるポリスルフィド組成物が得られる。本発明のポリスルフィド組成物は、一般に、非窒素含有インヒビターを含み、これは、精製触媒のプレ硫化剤として、また、高温炉作業での金属不動態化剤としての使用に、有利であり得る。
【0009】
(発明の要旨)
本発明は、ポリスルフィド組成物の臭気レベルを減少させる方法を提供する。
【0010】
本発明はまた、減少した臭気レベルを有する組成物に関し、この組成物は、ポリスルフィドと、アクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビターとを含有する。
【0011】
本発明の他の実施形態では、減少した臭気レベルを有する組成物のポリスルフィドは、触媒の存在下でのイソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるオレフィンとイオウおよびH2Sとの反応生成物である。
【0012】
本発明のさらに他の実施形態では、ポリスルフィドの臭気レベルを減少させる方法は、臭気レベルを減少させる条件下にて、ポリスルフィドをアクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビターと接触させる工程を包含する。
【0013】
本発明のさらに他の実施形態では、臭気レベルを減少させる方法におけるポリスルフィドは、触媒の存在下でのイソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるオレフィンとイオウおよびH2Sとの反応生成物である。
【0014】
本発明のそれ以上の目的および利点は、一部は、以下の記載で示されており、また、一部は、この記載から明らかになるか、または本発明を実施することにより、習得され得る。本発明の目的および利点は、添付の請求の範囲で指摘された手段および指示によって、実現され達成され得る。
【0015】
(発明の詳細な説明)
本発明の組成物は、第一成分として、ポリスルフィドを含有する。本発明のポリスルフィドは、イオウ含有有機組成物であり、これは、式−Sx−で表わすことができる1個またはそれ以上のイオウ結合を含有し、ここで、Sは、イオウであり、そしてxは、1より大きい数である。これらのイオウ含有組成物は、非環式または環式であり得る。これらの組成物の有機部分は、ヒドロカルビル構造を有する;すなわち、それは、主として炭化水素的な性質であるが、非炭化水素置換基を有し得、また、イオウに加えて、ヘテロ原子を含有し得る。
【0016】
本発明のポリスルフィドは、一般に、イオウ源を使用して出発物質を硫化することにより、得られる。これらの出発物質は、1個またはそれ以上のオレフィン性二重結合(すなわち、2個の脂肪族炭素原子を連結する二重結合)を含有する有機組成物である。1個またはそれ以上のオレフィン性二重結合を含有する有機組成物の例には、非環式オレフィンおよび環式オレフィン、非環式ポリエン(例えば、1,4−ブタジエンおよびイソプレン)、環式ポリエン、不飽和カルボン酸およびそのエステル、植物および動物に由来の不飽和脂肪および不飽和油、ならびにそれらの混合物がある。本発明のポリスルフィドに好ましい出発物質には、イソブチレン、ジイソブチレンおよびC8以上のα−オレフィンおよびそれらの対応する構造異性体および幾何異性体(オクテン類、ノネン類、ヘキサデセン類、オクタデセン類、テトラコセン類およびヘプタコセン類を含む)がある。このイオウ源は、イオウ、ハロゲン化イオウ(例えば、SCl2またはS2Cl2)、H2S、ポリスルフィド塩、およびそれらの混合物であり得る。本発明のポリスルフィドに好ましいイオウ源は、イオウおよびH2Sの混合物である。
【0017】
本発明のポリスルフィドは、ポリスルフィドの形成を起こす条件下にて、それらの出発物質をイオウ源と接触させることにより、調製できる。本発明のポリスルフィドの好ましい調製方法は、触媒の存在下にて、イソブチレンまたはジイソブチレンとイオウおよびH2Sとを反応させる工程を包含する。好ましい触媒は、n−ブチルアミンである。本発明のポリスルフィドの調製方法は、米国特許第4,119,549号および第4,873,006号で提示されており、その開示内容は、本明細書中で参考として援用されている。
【0018】
本発明のポリスルフィドはまた、米国特許第5,530,163号(その開示内容は、本明細書中で参考として援用されている)で提示されているように、塩基性触媒の存在下にて、メルカプタンとイオウとを反応させることにより、調製できる。
【0019】
本発明の組成物は、第二成分として、アクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビターを含有する。そのヒドロカルビル基は、主として炭化水素的な性質であるが、非炭化水素置換基を有し得、また、ヘテロ原子(例えば、酸素)を含有し得る。好ましい非炭化水素置換基には、環状エーテル基(例えば、次式により表わされるエポキシ基)および水酸基がある:
【0020】
【化1】
このヒドロカルビル基は、好ましくは、C2〜C20ヒドロカルビル基またはその混合物である。これらのインヒビターは、モノアクリレート、モノメタクリレート、ポリメタクリレートまたはポリアクリレートであり得る。本発明のインヒビターの例には、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2,6−ジメチルヘプチル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸n−ドデシル、C12〜18アクリル酸、エチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート(SR−9003 OLIGOMER(登録商標)として、Sartomerから入手できる)、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)200モノメチルエーテルモノメタクリレート、ポリ(エチレングリコール)400モノメチルエーテルモノメタクリレート、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチルがある。
【0021】
ポリスルフィドの臭気レベルを減少させる本発明の方法は、臭気レベルを減少させる条件下にて、ポリスルフィドをアクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビターと接触させる工程を包含する。
【0022】
好ましい方法では、インヒビターのヒドロカルビル基は、C2〜C20ヒドロカルビル基またはその混合物(例えば、アクリル酸n−ドデシルまたはメタクリル酸グリシジル)である。
【0023】
好ましい方法では、ポリスルフィドは、触媒を使用して、イソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるオレフィンとイオウおよびH2Sとの反応生成物である。
【0024】
ポリスルフィドの臭気レベルを減少させる本発明の方法における条件は、ポリスルフィドとインヒビターとを接触または混合する工程を包含するが、ここで、好ましい条件は、90:10〜99.9:0.1のポリスルフィド:インヒビターの重量比、5分〜2時間の時間、および10〜80℃の温度である。さらに好ましい条件は、95:5〜99.9:0.1のポリスルフィド:インヒビターの重量比、0.25〜1.5時間の時間、および15〜75℃の温度である。最も好ましい条件は、98:2〜99.9:0.1のポリスルフィド:インヒビターの重量比、0.5〜1時間の時間、および20〜70℃の温度である。
【0025】
本発明の方法および組成物は、減少した臭気レベルを有するポリスルフィドを提供する。これらのポリスルフィドは、水性および非水性金属加工油、自動車用および工業用の歯車油を含めた種々の用途において、精製作業で使用される触媒用のプレ硫化剤として、また、高温炉作業で使用する金属不動態化剤として、容易に使用できる。
【0026】
以下の実施例は、本発明の方法および組成物を例示しているが、添付の請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定しない。
【0027】
(実施例1)
触媒としてn−ブチルアミンを使用して、ジイソブチレンとイオウおよびH2Sとを反応させることにより、36.6重量%のSを含有するポリスルフィドを調製した。このポリスルフィドの一部を、99.5:0.5のポリスルフィド:アクリレートの重量比で、0.5時間にわたって、66℃で、アクリル酸n−ドデシル(これは、Aldrich、Ciba GeigyまたはSartomerから入手できる)と混合することにより、処理した。60℃で10日間保存した後、イオウ特異的検出器を使用するGCヘッドスペース分析器で測定すると、未処理のポリスルフィドからは、14.5ppmのH2Sが得られたのに対して、処理済みのポリスルフィドからは、6.9ppmのH2Sが得られた。窒素含有インヒビター(これは、TOLAD 9220(登録商標)として、Baker Petroliteから入手できる)を使って同様に処理したポリスルフィドの一部からは、60℃で10日間保存した後、GC分析によって、1.6ppmのH2Sが得られた。
【0028】
(実施例1A)
触媒としてn−ブチルアミンを使用して、ジイソブチレンとイオウおよびH2Sとを反応させることにより、38重量%のSを含有するポリスルフィドを調製した。このポリスルフィドの一部を、実施例1と同じ方法で、アクリル酸n−ドデシルで処理した。60℃で10日間保存した後、GC分析によって、未処理のポリスルフィドからは、51ppmのH2Sが得られたのに対して、処理済みのポリスルフィドからは、4.7ppmのH2Sが得られた。
【0029】
(実施例2)
触媒としてn−ブチルアミンを使用して、イソブチレンとイオウおよびH2Sとを反応させることにより、54重量%のSを含有するポリスルフィドを調製した。このポリスルフィドの一部を、99.6:0.4のポリスルフィド:インヒビターの重量比で、約1時間にわたって、20℃で、メタクリル酸グリシジル(これは、San Estersから入手できる)または窒素含有インヒビター(これは、TOLAD SX−9200(登録商標)として、Baker Petroliteから入手できる)と混合することにより、処理した。60℃で12日間保存した後、GC分析によって、未処理のポリスルフィドからは、38ppmのH2Sが得られたのに対して、このメタクリレート処理ポリスルフィドからは、0.5ppmのH2Sが得られ、また、TOLAD SX−9200(登録商標)処理ポリスルフィドからは、0.1ppm未満のH2Sが得られた。
Claims (10)
- ポリスルフィドの臭気レベルが減少した組成物であって、該組成物は、以下:
1個またはそれ以上のオレフィン性結合を含有する有機組成物を硫化することにより得られる、ポリスルフィド;および
アクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビター、を含有し、
ここで、該インヒビターのヒドロカルビル基は、環状エーテル基で置換されていてもよいC 2 〜C 20 ヒドロカルビル基またはその混合物であり、そして、
該組成物は、90:10〜99.9:0.1のポリスルフィド:インヒビターの重量比を有する、
組成物。 - 前記ポリスルフィドが、触媒の存在下でのイソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるオレフィンとイオウおよびH2Sとの反応生成物である、請求項1に記載の組成物。
- 前記インヒビターのヒドロカルビル基が、C2〜C20ヒドロカルビル基またはその混合物 である、請求項1に記載の組成物。
- 前記ポリスルフィド:前記インヒビターの重量比が、95:5〜99.9:0.1である、請求項1に記載の組成物。
- 前記インヒビターが、アクリル酸n−ドデシルまたはメタクリル酸グリシジルである、請求項2に記載の組成物。
- ポリスルフィドの臭気レベルを減少させる方法であって、該方法は、以下:
該臭気レベルを減少させる条件下にて、該ポリスルフィドをアクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸ヒドロカルビルからなる群から選択されるインヒビターと接触させる工程を包含し、
ここで、該ポリスルフィドは、1個またはそれ以上のオレフィン性結合を含有する有機組成物を硫化することにより得られ、
ここで、該インヒビターのヒドロカルビル基は、環状エーテル基で置換されていてもよいC 2 〜C 20 ヒドロカルビル基またはその混合物であり、そして、
該臭気レベルを減少させる条件が、90:10〜99.9:0.1のポリスルフィド:インヒビターの重量比、5分〜2時間の接触時間、および10〜80℃の温度を含む、
方法。 - 前記ポリスルフィドが、触媒の存在下でのイソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるオレフィンとイオウおよびH2Sとの反応生成物である、請求項6に記載の方法。
- 前記インヒビターのヒドロカルビル基が、C2〜C20ヒドロカルビル基またはその混合物 である、請求項6に記載の方法。
- 前記ポリスルフィド:前記インヒビターの重量比が、95:5〜99.9:0.1である、請求項6に記載の方法。
- 前記インヒビターが、アクリル酸n−ドデシルまたはメタクリル酸グリシジルである、請求項7に記載の方法。
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