JP5317380B2 - パラフィン系分散剤と脂肪酸の混合物及び潤滑改良添加剤からなる、向上された潤滑性を有する燃料油 - Google Patents

パラフィン系分散剤と脂肪酸の混合物及び潤滑改良添加剤からなる、向上された潤滑性を有する燃料油 Download PDF

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Description

発明が属する技術分野
本発明は、向上された低温安定性の脂肪酸とパラフィン系分散剤との混合物、並びに、中間留出物燃料油の潤滑性を向上させるためのそれらの使用に関するものである。
燃料油として使用される、鉱油及び鉱油留出物は一般的に、0.5重量%以上硫黄を含有するが、これは燃焼の際に二酸化硫黄が形成されることに起因する。その結果として生じる環境汚染を減らすために、燃料油中の硫黄含有量は、常に更に低減させられている。ディーゼル燃料に関する、EN590基準により、ドイツでは最大の硫黄含有量は350ppmと現在規定されている。スカンジナビアでは、硫黄を50ppm未満、例外的なケースでは硫黄を10ppm未満しか含有しない燃料油が、既に使用されている。これら燃料油は一般的に、蒸留によって原油から得られる留分を、還元的精製することによって製造される。しかしながら、脱硫黄化の間、他の物質もまた除去され、それによって燃料油が天然の潤滑性とされる。これらの物質としては、とりわけポリ芳香族化合物及び極性化合物が挙げられる。
しかしながら、脱硫黄化の程度が高まるに連れて、燃料油の摩擦低減特性及び摩耗低減特性が悪くなることが、現在判っている。これらの特性は、頻繁に非常に不満足であるので、腐食現象が、例えばディーゼルエンジンの分配噴射ポンプ等の、燃料によって滑らかにされる物質上でほんの僅かな時間の後に予期されなければならない。2000年以降のEN590に規定されている最高の360℃の95%蒸留点での最大値、及び、360℃以下まで、またスカンジナビアにおいてとかくするうちに効果のある或るケースでは330℃以下まで、95%蒸留点において更に減らすことが、これらの問題を更に強めている。
それ故に、先行技術には、この問題に対する解決策を示すことを意図する研究手法が記載されている(所謂潤滑性添加剤)。
欧州特許公開第0798364号公報には、低硫黄ディーゼル燃料用の潤滑性添加剤として、炭素原子を2〜50有するモノー〜テトラカルボン酸からなる塩及びアミド、並びに、炭素原子を2〜50及び窒素原子を1〜10有する脂肪族モノ/ポリアミンが開示されている。好ましいアミンは炭素原子を8〜20有するものであり、例えばココナッツ脂肪族アミン、タロー脂肪族アミン及びオレイルアミン等である。
WO95/33805号公開公報には、低硫黄中間留出物の潤滑性を向上させるために低温流れ改良剤を使用することが開示されている。挙げられている適する物質としては、NR13基(式中、R13は炭素原子を8〜40有する炭化水素基である)を含有する、極性窒素含有化合物が挙げられ、陽イオンの形態であり得る。
WO95/33805号公開公報と類似する、WO96/18706号公開公報には、潤滑性添加剤と組み合わせて、公報中に挙げられている窒素含有化合物を使用することが開示されている。
WO95/33805号公開公報と類似する、WO96/23855号公開公報には、界面活性添加剤と組み合わせて、公報中に挙げられている窒素含有化合物を使用することが開示されている。
先行技術に従って使用される脂肪酸は、それらが低温、例えばしばしば室温で、通常は0℃〜遅くとも−5℃の温度で貯蔵中に固化したり、又は結晶性留分が沈降したり、取り扱い性に問題が生じるという、欠点がある。留分もまたこれらの溶液から結晶化するか、又は溶液がゲル化及び固化するので、この問題は、有機溶媒を用いて希釈することによってさえ部分的にすぎないが解決され得る。潤滑性添加剤として使用するために、それ故にそれらはかなりの程度まで希釈されるか、又は加熱された貯蔵容器中で貯蔵されて、加熱されたラインによって分配されなければならない。
潤滑性添加剤としての低温流れ改良剤の効果は、単独では充分ではなく、それは非常に高い分散速度又は佐薬の何れか一方が、使用されなくてはならないことを意味する。
発明が解決しようとする課題
本発明が基づく目的は、低減された配合率で中間留出物の潤滑性を向上させるが、低温でさえも均一で、透明で、かつ特には流動性である、潤滑向上性添加剤を見出すことであった。
課題を解決するための手段
中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である極性窒素含有化合物と脂肪酸との混合物が、顕著に低い温度、或るケースでは−20℃以下、特定のケースでは−30℃以下、特別なケースでは−40℃以下でさえも、長時間流動性でかつ透明なままであり、加えて先行技術の純粋な脂肪酸よりも効率的に中間留出物の潤滑性を向上させることが見出された。
従って、本発明は、下記のものを含む脂肪酸の混合物を含む、硫黄含有量が0.05重量%までである燃料油用の低温安定性の添加剤に関するものである。
A1)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%
A2)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の不飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、及び、
B)中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物をA1)、A2)及びB)の総重量を基準として0.01〜90重量%
更に本発明は、溶媒を1〜90重量%含有する、有機溶媒中に本発明による添加剤を含む低温安定性溶液に関する。適する溶媒は、脂肪族炭化水素及び/又は芳香族炭化水素又は炭化水素の混合物である。本発明による添加剤は好ましくは、溶媒を1〜80%、特には10〜70%、とりわけ25〜60%含有する。本発明による低温安定性溶液は、−40℃以下、好ましくは−45℃以下、特には−50℃以下の流動点を有する。
更には、本発明は、下記のものを含む低温安定性脂肪酸混合物にも関する。
A1)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%
A2)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の不飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、及び、
B)中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物をA1)、A2)及びB)の総重量を基準として0.01〜90重量%
更に本発明は、硫黄含有量が0.05重量%までである中間留出物に加えて、下記のものを含む脂肪酸混合物を含有する、燃料油にも関する。
A1)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%
A2)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の不飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、及び、
B)中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物をA1)、A2)及びB)の総重量を基準として0.01〜90重量%
更に本発明は、硫黄含有量が0.05重量%までである低硫黄中間留出物の潤滑特性を向上させるための、成分A及びBを含む上記混合物の使用にも関する。
好ましい脂肪酸(成分A)は、炭素原子を8〜40、特には炭素原子を12〜22有する脂肪酸である。脂肪酸中のアルキル基は、本質的には炭素及び水素からなる。しかしながら、主炭化水素の特性を損なわない限り、それらは更なる置換基、例えばヒドロキシル、ハロゲン、アミノ又はニトロ基を有していてもよい。
成分A2)は、1又はそれ以上の二重結合を有していてもよく、またそれは天然源のものであってもよいし、合成源のものであってもよい。ポリ不飽和カルボン酸の場合、それらの二重結合は孤立していてもよいし、共役していてもよい。A1)とA2)との混合物中、飽和脂肪酸A1)の割合は、好ましくは20重量%未満、とりわけ10重量%未満、特には5重量%未満である。好ましい脂肪酸混合物において(尚、それは本明細書中においてはA1)とA2)との組み合わせを意味すると解釈される)、その成分の少なくとも50重量%、とりわけ少なくとも75重量%、特には少なくとも90重量%が、1又はそれ以上の二重結合を含有する。これらの好ましい脂肪酸(混合物)は、I/100gで少なくとも40g、好ましくはI/100gで少なくとも80g、とりわけI/100gで少なくとも125gのヨウ素価を有する。
適する脂肪酸の例は、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキ酸及びベヘン酸、オレイン酸及びエルシン酸、パルミトレイン酸、ミリストレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エラエオステリン酸(elaeosteric acid)及びアラキドン酸、リシノール酸、並びに、例えばココナッツ油、落花生油、魚油、あまに油、パーム油、菜種油(rape oil)、リシネン油(ricinene oi1)、ヒマシ油、コルザ油(colza oi1)、大豆油、ひまわり油及びトール油脂肪酸等の天然の油脂から得られる脂肪酸混合物である。
同様に、二量体脂肪酸及びC8 〜C50のアルキル(アルケニル)基、好ましくはC8 〜C40、特にはC12〜C22のアルキル基を含有する、アルキル−及びアルケニルコハク酸等のジカルボン酸も適する。アルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよい(オリゴマー化されたアルケン、PIB)。
更には脂肪酸は、A1)及びA2)の合計重量を基準として、樹脂酸を1〜40重量%、特には1〜25重量含有してもよい。
本発明による添加剤は、成分Bとして、中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物を含有する。パラフィン系分散剤は、低温で析出するパラフィンの結晶の大きさを小さくし、パラフィン粒子は沈降はしないが、代わりに顕著に低減された沈降傾向をもってコロイドの形体で分散するという効果を有する。上手くいくことが証明されているパラフィン系分散剤は、例えばアミン塩及び/又はアミド等の、イオン性基又は極性基を有する油溶性の極性化合物であり、それは脂肪族又は芳香族のモノ−、ジ−、トリ−又はテトラカルボン酸又はそれらの無水物と、脂肪族又は芳香族アミン、好ましくは長鎖の脂肪族アミンとの反応によって得られる。特に好ましいパラフィン系分散剤は、炭素原子を8〜36有する第二級脂肪族アミン、特にはジココナッツ脂肪族アミン、ジタロー脂肪族アミン及びジステアリル脂肪族アミンの反応生成物を含有する。他のパラフィン系分散剤は、望む場合には第一級モノアルキルアミン及び/又は脂肪族アルコールと反応させられ得る、無水マレイン酸及びα,β−不飽和化合物の共重合体; アミンとアルケニルスピロビスラクトンとの反応生成物; 及びα,β−不飽和ジカルボン酸無水物、α,β−不飽和化合物及び低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルをベースとする三元重合体の反応生成物である。アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂もまた、パラフィン系分散剤として適する。幾つかの適するパラフィン系分散剤を、下記に列挙する。
下記に挙げられるパラフィン系分散剤の幾つかは、アシル基を有する化合物とアミンとの反応によって製造される。このアミンは、一般式NRの化合物である(式中、R、R及びRは、同じであっても異なっていてもよく、これらの基の少なくとも1つが、C〜C36のアルキル、C〜C36のシクロアルキル、C〜C36のアルケニル、特にはC12〜C24のアルキル、C12〜C24のアルケニル又はシクロヘキシルであり、他の基は水素、C〜C36のアルキル、C〜C36のアルケニル、シクロヘキシル又は一般式−(A−O)−E又は−(CH−NYZ(式中、Aはエチレン又はプロピレン基であり、xは1〜50の数であり、Eは、H、C〜C30のアルキル、C〜C12のシクロアルキル又はC〜C30のアリールであり、nは2、3又は4であり、かつ、Y及びZは、互いに独立して、H、C〜C30のアルキル又は−(A−O) −Hである。)の何れかである。)。ここで用語アシル基は、下記一般式の官能基を意味すると解釈される:
>C=O
1.一般式NRのアミンと、下記一般式4のアルケニルスピロビスラクトンとの反応生成物
Figure 0005317380
(式中、それぞれのRは、C8 〜C200 のアルケニルである。)
適する反応生成物は、欧州特許出願公開第413279号明細書に挙げられている。反応条件に依存して、アミンと一般式(4)の化合物との反応により、アミド又はアミドアンモニウム塩が得られる。
2.下記一般式5及び6で表される、第二級アミンとアミノアルキレンポリカルボン酸とのアミド又はアンモニウム塩
Figure 0005317380
(式中、R10は、炭素を2〜6有する直鎖状又は分岐状アルキレン基又は下記一般式7の基である。)
Figure 0005317380
(式中、R6 及びR7 は、特には、炭素原子を10〜30、好ましくは14〜24有するアルキル基であり、アミド構造の全て又は幾つかはまた、下記一般式8のアンモニウム塩構造の形体であってもよい。)
Figure 0005317380
例えばニトリロトリ酢酸、エチレンジアミン四酢酸又はプロピレン−1,2−ジアミン四酢酸の、アミド又はアミドアンモニウム塩又はアンモニウム塩は、カルボキシル基1mol当たり0.5〜1.5molのアミン、好ましくは0.8〜1.2molのアミンと、酸との反応によって得られる。反応温度は、アミドを製造するためには、形成される反応水を連続的に除去しながら、約80〜200℃である。しかしながら、反応は、完全にアミドまで続けられる必要はないが、その代わりに形成されるアミンの0〜100mol%が、アンモニウム塩の形体であり得る。類似する条件下で、B1)として挙げられる化合物もまた製造され得る。
下記一般式9の適するアミンは、特に、R6 及びR7 が、炭素原子を10〜30、好ましくは炭素原子を14〜24有する、直鎖のアルキル基である、ジアルキルアミンである。
Figure 0005317380
ジオレイルアミン、ジパルミチルアミン、ジココナッツ脂肪族アミン及びジベヘニルアミンを特に挙げることができ、好ましくはジタロー脂肪族アミンである。
3.下記一般式10の第四級アンモニウム塩
+ NR67811- (10)
(式中、R6 、R7 及びR8 は、上記に定義される通りであり、R11は、C1 〜C30のアルキル、好ましくはC1 〜C22のアルキル、C1 〜C30のアルケニル、好ましくはC1 〜C22のアルケニル、ベンジル又は一般式−(CH2 −CH2 −O)n−R12(式中、R12は水素又は一般式C(O)−R13の脂肪酸基(式中、R13はC6 〜C40のアルケニルである。)、nは1〜30の数である。)、かつ、Xはハロゲン、好ましくは塩素、又はメトスルフェートである。)
このタイプの第四級アンモニウム塩の例として挙げられ得るのは、以下のものである:ジヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、長鎖脂肪酸(ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、並びに、例えばココナッツ脂肪酸、タロー脂肪酸、水素添加されたタロー脂肪酸及びトール油脂肪酸等の脂肪酸混合物)と、ジ−及びトリエタノールアミンとのエステルの四級化生成物、例えばN−メチルトリエタノールアンモニウムジステアリルエステルクロライド、N−メチルトリエタノールアンモニウムジステアリルエステルメトスルフェート、N,N−ジメチルジエタノールアンモニウムジステアリルエステルクロライド、N−メチルトリエタノールアンモニウムジオレイルエステルクロライド、N−メチルトリエタノールアンモニウムトリラウリルエステルメトスルフェート、N−メチルトリエタノールアンモニウムトリステアリルエステルメトスルフェート及びそれらの混合物。
4.下記一般式11の化合物
Figure 0005317380
(式中、R14はCONR67 又はCO2 -+2 NR67 であり、
15及びR16は、H、CONR17 2 、CO217又はOCOR17、−OR17、−R17又は−NCOR17であり、かつ、
17は、アルキル、アルコキシアルキル又はポリアルコキシアルキルであり、炭素原子を少なくとも10有する。)
好ましいカルボン酸又は酸誘導体は、フタル酸(無水物)、トリメリト酸及びピロメリト酸(二無水物)、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸(無水物)、マレイン酸(無水物)及びアルケニルコハク酸(無水物)である。表現“(無水物)”は、これらの酸の無水物もまた好ましい酸誘導体であることを意味している。
一般式(11)の化合物がアミド又はアミン塩である場合、それらは、炭素原子を少なくとも10有する水素- 及び炭素- 含有基を含む、第二級アミンから得られるのが好ましい。
17は好ましくは、炭素原子を10〜30、特には10〜22、例えば14〜20含有し、直鎖又は1又は2位で分岐しているのが好ましい。他の水素- 及び炭素- 含有基は、より短鎖であることができ、例えば6より少ない炭素原子を含有していてもよいし、又は、望む場合には、少なくとも炭素原子を10含有していてもよい。適するアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル、デシル、ドデシル、テトラデシル、エイコシル及びドコシル(ベヘニル)等が挙げられる。
また、重合体骨格に直接結合した、少なくとも一つのアミド又はアンモニウム基を含有する重合体も適する。尚、その場合アミド又はアンモニウム基は、その窒素原子上に少なくとも炭素原子を8つ有する少なくとも一つのアルキル基を有する。このタイプの重合体は、様々な方法で調製され得る。一つの方法は、複数のカルボキシル基またはカルボキシル無水物基を含有する重合体を使用して、所望の重合体を得るために、一般式NHR67 のアミンとこの重合体を反応させる方法である。
この目的のために適する重合体は、一般的には、不飽和カルボン酸又はそれらの反応性誘導体、例えばカルボン酸無水物(アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、シトラコン酸、好ましくは無水マレイン酸)等と、不飽和エステル、例えばC1 〜C40のアルキル(メタ)アクリル酸エステル、ジ(C1 〜C40のアルキル)フマル酸エステル、C1 〜C40のアルキルビニルエステル、C1 〜C40のアルキルビニルエステル又はC2 〜C40のオレフィン(直鎖、分岐又は芳香族)との共重合体である。
カルボン酸は、酸基1mol当たり0.1〜1.5mol、特には0.5〜1.2molのアミンと反応させるのが好ましいが、カルボン酸無水物は、酸無水物基1mol当たり0.1〜2.5mol、特には0.5〜2.2molのアミンと反応させられるのが好ましく、反応条件に依存して、アミド、アンモニウム塩、アミドアンモニウム塩、又は、イミドが形成される。この様に、不飽和カルボン酸無水物を含有する共重合体は、無水物基との反応に起因して、第二級アミンとの反応で、半アミド及び半アミン塩を与える。水は、ジアミドの形成と共に加熱によって除去され得る。
本発明による使用に特に適する、アミド基含有重合体の例は、以下のものである:
5.無水マレイン酸と、フマル酸ジアルキル、マレイン酸ジアルキル、シトラコン酸ジアルキル又はイタコン酸ジアルキルとの共重合体(a)、又は、無水マレイン酸と、例えば酢酸ビニル又はステアリン酸ビニル等のビニルエステルとの共重合体(b)、又は無水マレイン酸及び酢酸ビニルと、フマル酸ジアルキル、マレイン酸ジアルキル、シトラコン酸ジアルキル又はイタコン酸ジアルキルとの共重合体(c)。
これらの重合体の特に適する例は、フマル酸ジドデシル、酢酸ビニル及び無水マレイン酸からなる共重合体;フマル酸ジテトラデシル、酢酸ビニル及び無水マレイン酸からなる共重合体;フマル酸ジヘキサデシル、酢酸ビニル及び無水マレイン酸からなる共重合体;又は、フマル酸エステルの代わりにイタコン酸エステルが使用される、対応する共重合体。
適する重合体の上記に挙げた例において、望ましいアミドは、一般式HNR67 の第二級アミンと、無水物基を含有する重合体との反応によって得られる(望む場合には、エステル−アミドが形成される場合、更にアルコールを用いる)。無水物基を含有する重合体が反応させられる場合、得られるアミノ基はアンモニウム塩及びアミドであるであろう。このタイプの重合体は、それらが少なくとも2つのアミド基を含有することを条件として、使用され得る。
本質的には、少なくとも2つのアミド基を含有する重合体は、炭素原子を少なくとも10有する少なくとも一種のアルキル基を含有する。この長鎖基は、アミド基の窒素原子によって結合され得る。尚、長鎖基は、直鎖のアルキル基であってもよいし、分岐のアルキル基であってもよい。
この目的に適するアミンは、一般式R67 NHで表され得り、ポリアミンは、R6 NH[R19NH]xR7 で表され得る。尚、式中R19は、二価の炭化水素基、好ましくはアルキレン又は炭化水素が置換したアルキレン基であり、xは整数であり、好ましくは1〜30である。R6 及びR7 の2つの内1つの基又は両方の基は、炭素原子を少なくとも10、例えば炭素原子を10〜20含有しているのが好ましく、例えばドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル又はオクタデシルである。
適する第二級アミンの例は、ジオクチルアミン及び炭素原子を少なくとも10有するアルキル基を含有するもの、例えばジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジココナッツアミン(即ち、混合されたC12〜C14のアミン)、ジオクタデシルアミン、ヘキサデシルオクタデシルアミン、ジ(水素添加されたタロー)アミン(n−C14のアルキル約4重量%、n−C10のアルキル30重量%、n−C18のアルキル60量%、残りは不飽和)である。
適するポリアミンの例は、N−オクタデシルプロパンジアミン、N,N’−ジオクタデシルプロパンジアミン、N−テトラデシルブタンジアミン、及び、N,N’−ジヘキサデシルヘキサンジアミン、N−(ココナッツ)プロピレンジアミン(C12〜C14のアルキルプロピレンジアミン)、N−(タロー)プロピレンジアミン(C16/C18のアルキルプロピレンジアミン)である。
アミドを含有する重合体は通常、1000〜500,000、例えば10,000〜100,000の平均分子量(数平均)を有する。
6.一般式HNR67 のアミンと反応させた、スチレン、それらの誘導体又は炭素原子を2〜40、好ましくは炭素原子を6〜20有する脂肪族オレフィン、及びオレフィン性不飽和カルボン酸又はカルボン酸無水物からなる共重合体。反、応は、重合の前に行われてもよいし、後に行われてもよい。
詳細には、この共重合体の構造単位は、例えばマレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、シトラコン酸、好ましくは無水マレイン酸から誘導される。それらは、それらの単独重合体の形体又は共重合体の形体の何れかで使用され得る。適するコモノマーは、以下のものである:スチレン及びアルキルスチレン、炭素原子を2〜40有する直鎖状又は分岐状のオレフィン、及びそれらの混合物。挙げられ得る例は、以下のものである:スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、α−エチルスチレン、ジエチルスチレン、i−プロピルスチレン、tert−ブチルスチレン、エチレン、プロピレン、n−ブチレン、ジイソブチレン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセン及びオクタデセン。スチレン及びイソブテンが好ましいものとして挙げられ、特に好ましく挙げられるのはスチレンである。
個々に挙げられ得る重合体の例は、以下のものである:ポリマレイン酸、交互構造を有するモル・スチレン−マレイン酸共重合体(molar styrene−maleic acid copolymer)、10:90の比のランダム構造を有するスチレン−マレイン酸共重合体、及び、マレイン酸及びi−ブテンからなる交互共重合体。重合体の分子量は一般的に、500g/mol〜20,000g/mol、好ましくは700〜2000g/molである。
アミンと重合体又は共重合体との反応は、0.3〜30時間かけて、50〜200℃の温度で行われる。本明細書中においてアミンは、共重合されたジカルボン酸無水物1モル当たり約1モルの量で、即ち約0.9〜1.1mol/molの量で使用される。多め又は少なめの量を使用することも可能であるが、利点が何もない。1モルよりも多めの量を使用すると、第二級アミド基の形成により高い温度、より長い滞留時間及び水の分離が必要であるので、アンモニウム塩が部分的に得られる。1モルよりも少なめの量を使用すると、モノアミドへ完全に転化せず、それに応じて減少させられた作用しか得られない。
対応するアミドを得るための、アミンと、ジカルボン酸無水物の形体のカルボキシル基の続く反応に代えて、単量体のモノアミドを製造して、次いでそれらを重合において直接共重合することも、時には有利である。しかしながら、通常、これは技術的に非常に複雑である。それはアミンが単量体のモノ−及びジカルボン酸の二重結合上に付加される場合があり、次いで共重合がもはやできなくなるからである。
7.C1 〜C26のアルキル鎖を有する1種またはそれ以上のアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステル10〜95mol%、及び、1種またはそれ以上のエチレン性不飽和ジカルボン酸又はそれらの無水物5〜90mol%からなる共重合体、尚、この共重合体は1種又はそれ以上の第一級又は第二級アミンと実質的に反応させて、ジカルボン酸のモノアミド又はアミド/アンモニウム塩とする。
共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル10〜95mol%、好ましくは40〜95mol%、特に好ましくは60〜90mol%、及び、オレフィン性不飽和ジカルボン酸誘導体5〜90mol%、好ましくは5〜60mol%、特に好ましくは10〜40mol%から構成される。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は、炭素原子を1〜26、好ましくは4〜22、特に好ましくは8〜18含有する。それらは、好ましくは、直鎖及び非分岐状である。しかしながら、環状及び/又は分岐状成分を20重量%まで存在させるのも可能である。
特に好ましい(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例は、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル及び(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、並びに、それらの混合物である。
エチレン性不飽和ジカルボン酸の例は、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸、シトラコン酸及びイタコン酸、並びに、それらの無水物、及び、フマル酸である。無水マレイン酸が好ましいものとして挙げられる。
適するアミンは、一般式HNR67 の化合物である。
一般的に、可能であれば、共重合において、無水物の形体で、ジカルボン酸を使用することが有利である。例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸及び無水テトラヒドロフタル酸である。これは、無水物は(メタ)アクリル酸エステルとの共重合性に優れているからである。次いで、共重合体の無水物基は、アミンと直接反応させられ得る。アミンと重合体の反応は、0.3〜30時間かけて、50〜200℃の温度で行われる。本明細書中においてアミンは、共重合されたジカルボン酸無水物1モル当たり約1〜2モルの量で、即ち約0.9〜2.1mol/molの量で使用される。多め又は少なめの量を使用することも可能であるが、利点が何もない。2モルよりも多めの量を使用すると、遊離のアミンが存在する。1モルよりも少なめの量を使用すると、モノアミドへ完全に転化せず、それに応じて減少させられた作用しか得られない。
或るケースでは、アミド/アンモニウム塩構造が2種類の異なるアミンから構成されるのが有利であり得る。従って、例えばアクリル酸ラウリル及び無水マレイン酸からなる共重合体は、初めに水素添加されたジタロー脂肪族アミン等の第二級アミンと反応させられて、アミドを与え、その後無水物から生じる遊離のカルボキシル基を、2−エチルヘキシルアミン等の他のアミンを使用して中和させて、アンモニウム塩を与える。逆の手順は同様に考えられ得る:最初はエチルヘキシルアミンを用いて反応を行い、モノアミドを得、次いでジタロー脂肪族アミンと反応させて、アンモニウム塩を得る。炭素原子を16より多く有する直鎖の分岐のないアルキル基を少なくとも一つ有する少なくとも1種類のアミンを、ここで使用するのが好ましい。このアミンがアミド構造の構成で存在しているか、又は、ジカルボン酸のアンモニウム塩として存在しているかは、本発明においては重要でない。
アミンと、カルボキシル基又はジカルボン酸無水物との続く反応で対応するアミド又はアミド/アンモニウム塩を与える変わりに、単量体のモノアミド又はアミド/アンモニウム塩を製造し、次いでそれらを重合において直接共重合することも、時には有利であり得る。しかしながら、通常、これは技術的に非常により複雑である。それはアミンが単量体のジカルボン酸の二重結合上に付加され得り、次いで共重合がもはやできなくなるからである。
8.α,β−不飽和ジカルボン酸無水物、α,β−不飽和化合物、及び、低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルをベースとする三元重合体であって、下記一般式12及び/又は14、望む場合には及び13の二価の構造単位20〜80mol%、好ましくは40〜60mol%(尚、構造単位13は、未反応の無水物基から生じる。)、
Figure 0005317380
(式中、
22及びR23は、互いに独立して、水素又はメチルであり、a及びbは0又は1であり、かつa+bは1であり、
24及びR25は、同じであっても異なっていてもよく、−NHR6 、N(R62 及び/又は−OR27基であり、R27は一般式H2 N(R62又はH3 NR6 の陽イオンである。)
下記一般式15の二価の構造単位19〜80mol%、好ましくは39〜60mol%、
Figure 0005317380
(式中、
28は、水素又はC1 〜C4 のアルキルであり、かつ、
29は、C6 〜C60のアルキル又はC6 〜C18のアリールである。)、及び、下記一般式16の二価の構造単位1〜30mol%、好ましくは1〜20mol%を含んでなる。
Figure 0005317380
(式中、
30は、水素又はメチルであり、
31は、水素又はC1 〜C4 のアルキルであり、
33は、C1 〜C4 のアルキレンであり、
mは、1〜100の数であり、
32は、C1 〜C24のアルキル、C5 〜C20のシクロアルキル、C6 〜C18のアリール又は−C(O)−R34である(式中、R34は、C1 〜C40のアルキル、C5 〜C10のシクロアルキル又はC6 〜C18のアリールである。))
上記に挙げられたアルキル、シクロアルキル及びアリール基は、置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。アルキル基及びアリール基の適する置換基は、例えば、(C1 〜C6 )のアルキル、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素等のハロゲン、好ましくは塩素、及び、(C1 〜C6 )のアルコキシである。
ここでアルキルは、直鎖状又は分岐状の炭化水素基である。下記のものが特に挙げられ得る:n−ブチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ドデセニル、テトラプロペニル、テトラデセニル、ペンタプロペニル、ヘキサデセニル、オクタデセニル、及び、エイコサニル、又は、ココナッツアルキル、タロー脂肪アルキル及びベヘニル等の混合物。
本明細書においてシクロアルキルは、炭素原子を5〜20有する、環状脂肪族基である。好ましいシクロアルキル基は、シクロペンチル及びシクロヘキシルである。
本明細書においてアリールは、炭素原子を6〜18有する、置換された又は置換されていない芳香族環系である。
三元重合体は、一般式12及び14、並びに、15及び16、望む場合には及び13の二価の構造単位から構成される。それらは更に、それ自体公知のように、開始、抑制及び連鎖停止によって、重合中に形成される末端基だけを含有している。
詳細には、一般式12〜14の構造単位は、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、好ましくは無水マレイン酸等の、下記一般式17及び18のα,β−不飽和ジカルボン酸無水物から誘導される。
Figure 0005317380
一般式15の構造単位は、下記一般式19のα,β−不飽和化合物から誘導される。
Figure 0005317380
下記α,β−不飽和オレフィンが、例として挙げられ得る:スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、α−エチルスチレン、ジエチルスチレン、i−プロピルスチレン、tert−ブチルスチレン、ジイソブチレン、並びに、デセン、ドデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、C20のα−オレフィン、C24のα−オレフィン、C30のα−オレフィン、トリプロペニル、テトラプロペニル、ペンタプロペニル、及び、それらの混合物等のα−オレフィン。炭素原子を10〜24有するα−オレフィン、及びスチレンが好ましいものとして挙げられ、特に好ましくは炭素原子を12〜20有するα−オレフィンである。
一般式16の構造単位は、下記一般式20の低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルから誘導される。
Figure 0005317380
一般式20の単量体は、ポリオキシアルキレンエーテル(R32=H)の、エーテル化(R32=−C(O)R34)又はエステル化(R32=−C(O)R34)の生成物である。
ポリオキシアルキレンエーテル(R32=H)は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及び/又はブチレンオキサイド等のα−オレフィンオキサイドを、下記一般式21の重合性低級不飽和アルコールに付加させることによって、それ自体公知の方法で、製造することができる。
Figure 0005317380
このタイプの重合性低級不飽和アルコールは、例えば、アリルアルコール、メタアリルアルコール、3−ブテン−1−オール及び1−ブテン−3−オール等のブテノール、又は、2−メチル−3−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール及び3−メチル−3−ブテン−1−オール等のメチルブテノールである。エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドのアリルアルコールへの付加生成物が、好ましいものとして挙げられる。
一般式20で表され、式中、R32が、C1 〜C24のアルキル、シクロアルキル又はアリールである化合物を得るための、これらのポリオキシアルキレンエーテルの続くエーテル化は、それ自体公知の方法で行われる。適する方法は、例えばJ.March,Advanced Organic Chemistry、第二版、pp357f(1977年)に開示されている。ポリオキシアルキレンエーテルのこれらのエーテル化生成物はまた、α−オレフィンオキサイド、好ましくはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及び/又はブチレンオキサイドを、公知の方法で下記一般式22のアルコールに付加させ、
32−OH (22)
(式中、R32は、C1 〜C24のアルキル、C5 〜C20のシクロアルキル、又はC6 〜C18のアリールである。)
その生成物を、下記一般式23の重合性低級不飽和ハライドと反応させることによって製造され得る。
Figure 0005317380
(式中、Wはハロゲン原子である。)
使用されるハライドは、好ましくは塩化物及び臭化物である。適する製造方法は、例えば、J.March,Advanced Organic Chemistry、第二版、pp357f(1977年)に与えられている。ポリオキシアルキレンエーテル(R32=−C(O)−R34)のエステル化は、カルボン酸、カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物又はカルボン酸エステル等の通常のエステル化剤を用いて、C1 〜C4 のアルコールと反応させることによって行われる。ハライド及びC1 〜C40のアルキル−、C5 〜C10のシクロアルキル−又はC6 〜C18のアリール−カルボン酸の無水物が、好ましいものとして挙げられる。エステル化は一般的には、0〜200℃、好ましくは10〜100℃の温度で行われる。
一般式20の単量体において、指数mは、アルコキシル化の度合い、即ち一般式20又は21の1モル当たりに付加される、α−オレインのモル数を示す。
三元重合体の製造に適する第一級アミンとして挙げられる例は、以下のものである:n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ステアリルアミン、又はN,N−ジメチルアミノプロピレンジアミン、シクロヘキシルアミン、デヒドロアビエチルアミン及びそれらの混合物。
三元重合体の製造に適する第二級アミンとして挙げられる例は、以下のものである:ジデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジステアリルアミン、ジココナッツ脂肪アミン、ジタロー脂肪アミン及びそれらの混合物。
三元重合体のK値(25℃、トルエン中の5重量%濃度の溶液においてウッベローデ法によって測定された)は、8〜100、好ましくは8〜50であり、これは約500〜100,000の平均分子量(Mw)に相当する。適する例は、欧州特許第606055号明細書に列挙されている。
9.ジカルボン酸無水物基を含有する重合体と、アルカノールアミン及び/又はポリエーテルアミンとの反応生成物、それは、下記一般式25及び27、望む場合には及び26の二価の構造単位20〜80mol%、好ましくは40〜60mo1%、
Figure 0005317380
Figure 0005317380
(式中、
22及びR23は、互いに独立して、水素又はメチルであり、a及びbは0又は1であり、かつa+bは1であり、
37は、−OH、−O−[C1 〜C30のアルキル]、−NR67 、−Osr672 であり、
38は、R37又はNR639であり、
39は、−(A−O)x−Eである。
(式中、
Aは、エチレン又はプロピレン基であり、
xは、1〜50であり、
Eは、H、C1 〜C30のアルキル、C5 〜C12のシクロアルキル又はC6 〜C30のアリールである。))
、及び、一般式15の二価の構造単位80〜20mol%、好ましくは60〜40mol%を含んでなる。
詳細には、一般式25、26及び27の構造単位は、一般式17及び/又は18のα,β−不飽和ジカルボン酸無水物から誘導される。
一般式15の構造単位は、一般式19のα,β−不飽和オレフィンから誘導される。上記に挙げられるアルキル、シクロアルキル及びアリール基は、上記8の項のと同じ意味を有する。
一般式25中の基R37及びR38並びに一般式27中のR39は、下記一般式28a)及びb)のポリエーテルアミン又はアルカノールアミン、一般式NR678 のアミン、及び、適当である場合には、炭素原子を1〜30有するアルコールから誘導される。
Figure 0005317380
これらの一般式において、
53は、水素、C6 〜C40のアルキル又は、下記であり、
Figure 0005317380
54は、水素又はC1 〜C4 のアルキルであり、
55は、水素、C1 〜C4 のアルキル、C5 〜C12のシクロアルキル、又はC6 〜C30のアリールであり、
56及びR57は、互いに独立して、水素、C1 〜C22のアルキル、C2 〜C22のアルケニル、又はZ−OHであり、
Zは、C2 〜C4 のアルキレンであり、かつ、
nは、1〜1000の数である。
一般式17及び18の構造単位は好ましくは、一般式HNR678 のアルキルアミン少なくとも50重量%、及び、一般式28a)及びb)のポリエーテルアミン又はアルカノールアミン多くとも50重量%からなる混合物を使用して、誘導される。
使用されるポリエーテルアミンは、例えば、ポリグリコールの還元的アミノ化によって製造され得る。第一級アミノ基を含有するポリエーテルアミンは、更には、ポリグリコールをアクリロニトリルに付加させ、次いで触媒により水素添加することによって製造される。加えて、ポリエーテルアミンは、ホスゲン又は塩化チオニルとポリエーテルを反応させて、次いでポリエーテルアミンを得るためにアミノ化することによって得られ得る。本発明によって使用されるポリエーテルアミンは、(例えば)Jeffamine(登録商標)(Texaco社)名で商業的に入手し得る。それらの分子量は、2000g/molまでであり、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドの比は、1:10〜6:1である。一般式17及び18の構造単位の誘導に可能性のある他の方法は、ポリエーテルアミンの代わりに一般式のアルカノールアミンを使用して、続いてその生成物をオキシアルキル化することを含む。
アルカノールアミン0.01〜2mol、好ましくは0.01〜1molが、無水物1molに対して使用される。反応温度は、50〜100℃(アミドの形成)である。第一級アミンの場合には、反応は、100℃を超える温度で行われる(イミドの形成)。
オキシアルキル化は通常、NaOH又はNaOCH3 等の塩基によって触媒作用を与えながら、エチレンオキサイド(EO)及び/又はプロピレンオキサイド(PO)等のガス状アルキレンオキサイドを導入することによって、70〜170℃の温度で行われる。アルキレンオキサイド1〜500mol、好ましくは1〜100molが通常、ヒドロキシル基1molに対して添加される。
挙げられ得る適するアルカノールアミンの例は、以下のものである:モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、3−アミノ−プロパノール、イソプロパノール、ジグリコールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノール及びそれらの混合物。
挙げられ得る第一級アミンの例は、以下のものである:n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ステアリル−アミン、又は、N,N−ジメチルアミノプロレンジアミン、シクロヘキシルアミン、デヒドロアビエチルアミン及びそれらの混合物。
挙げられ得る第二級アミンの例は、以下のものである:ジデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジステアリルアミン、ジココナッツ脂肪アミン、ジタロー脂肪アミン、及び、それらの混合物。
挙げられ得るアルコールの例は、以下のものである:メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−、sec−、及び、tert−ブタノール、オクタノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、タロー脂肪アルコール、ベヘニルアルコール及びそれらの混合物。適する例は、欧州特許出願公開第688796号明細書に列挙されている。
10.C1 〜C30のビニルエステル、ビニルエーテル、及び/又は、例えばスチレン又はα−オレフィン等の炭素原子を1〜30有するオレフィンと、N−C6 〜C24のアルキルマレイミドとの共重合体及び三元重合体。これらは、初めに一般式H2 NR6 のアミンと、無水物基を含有する重合体とを反応させるか、又は、ジカルボン酸をイミド化し、次いで共重合することによって得られ得る。ここで好ましいジカルボン酸は、マレイン酸又は無水マレイン酸である。ここでC6 〜C24のα−オレフィン10〜90重量%とN−C6 〜C22のアルキルマレイミド90〜10重量%からなる共重合体が、好ましいものとして挙げられる。
AとBの混合比は、広い範囲内で変わり得る。従って、脂肪酸溶液中100ppm〜50,000ppm、好ましくは1000ppm〜10,000ppmの少量のBでさえ、Aのための低温添加剤として作用する。それらは、脂肪酸の固有の結晶化を抑制することが可能であり、それによって曇り点を低下させ、形成される結晶の沈降を防止し、従って低い温度での取り扱い性を容易にする。しかしながら、特別に問題の溶液では、成分Aの量を基準として、成分Bは5%〜50%、特別なケースでは90%まで存在していてもよい。特に、添加剤の固有の流動点が下がり、添加剤を含有する油の潤滑性が向上する。即ち、A:Bの好ましい混合比は、1:10〜1:0.0001、とりわけ1:4〜1:0.0005、特には1:1〜1:0.001である。
本発明による添加剤は、0.001〜0.5重量%、好ましくは0.001〜0.1重量%の量で、油に添加される。それらは、そのままで使用されるか、若しくは、脂肪族及び/又は芳香族炭化水素、又は炭化水素混合物、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼン、デカン、ペンタデカン、ガソリン留分、ケロシン、又はソルベントナフサ、Shellsol AB(登録商標)、Solvesso150(登録商標)、Solvesso200(登録商標)、Exxsol(登録商標)、Isopar(登録商標)、及び、Shellsol Dグレード(登録商標)等の市販の溶媒混合物等の溶媒に溶解させられ得る。本発明による添加剤は好ましくは、溶媒を1〜80%、特には10〜70%、とりわけ25〜60%含有する。低温、例えば−40℃以下で問題なく使用され得る該添加剤は、添加剤を含有する油の潤滑性並びにそれらの低温及び腐食−保護特性を向上させる。
特別な問題の溶液用の添加剤パッケージの調製では、本発明による添加剤は、1種又はそれ以上の油溶性の共添加剤と共に使用してもよい。尚、この共添加剤は、それ自体でさえも、原油、潤滑油または燃料油の低温流動特性及び/または潤滑性を向上させるものである。このタイプの共添加剤の例は、エチレン、櫛状重合体、アルキルフェノール−アルデヒド樹脂及び油溶性の両親媒性化合物からなる、酢酸ビニルを含有する共重合体又は三元重合体である。
この様に、酢酸ビニル10〜40重量%及びエチレン60〜90重量%からなる共重合体と、本発明による添加剤との混合物は、非常に上手くいくことが証明された。本発明の更なる実施形態によると、本発明の添加剤は、鉱油又は鉱油蒸留物の流動性を向上させるために、エチレン−酢酸ビニル−ビニルネオノナノエート三元重合体又はエチレン−酢酸ビニル−ビニルネオデカノエート三元重合体との混合物として使用される。エチレンに加えて、ビニルネオノナノエート又はビニルネオデカノエートの三元重合体は、酢酸ビニル10〜35重量%及びそれぞれのネオ化合物10〜25重量%を含む。エチレン及びビニルエステル10〜35重量%に加えて、更に好ましい共重合体はまた、ジイソブチレン、4−メチルペンテン又はノルボルネン等のオレフィン0.5〜20重量%を含有する。上記に記載されるエチレン−酢酸ビニル共重合体、あるいは、エチレン、酢酸ビニル、及びネオノナン酸又はネオデカン酸のビニルエステルからなる三元重合体と、本発明による添加剤との混合比(重量部による)は、20:1〜1:20、好ましくは10:1〜1:10である。
この様に、本発明による添加剤は、アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂と共に使用され得る。本発明の好ましい実施形態において、これらのアルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂は、下記一般式の樹脂である。
Figure 0005317380
(式中、R50は、C4 〜C50のアルキル又はアルケニルであり、R51は、エトキシ及び/又はプロポキシであり、nは5〜100の数であり、かつpは0〜50の数である。)
最後に、本発明の更なる実施形態において、本発明による添加剤は、櫛状重合体と共に使用される。これらは、炭素原子を少なくとも8、特には少なくとも10有する炭化水素基が、重合体骨格に結合している重合体を意味すると解釈される。これらは、アルキル側鎖が炭素原子を少なくとも8、特には少なくとも10含有する単独重合体であるのが好ましい。共重合体の場合は、単量体の少なくとも20%、好ましくは少なくとも30%が、側鎖を有する(Comblike PolymersStructure and Properties;N.A.Plate及びV.P.Shibaev著、J.Polym.Sci.Macromolecular Revs.、1974年、第8巻、117ff頁参照)。適する櫛状重合体の例は、例えばフマル酸エステル−酢酸ビニル共重合体(欧州特許出願公開第153176号明細書参照)、C6 〜C24のα−オレフィン及びN−C6 〜C24のアルキルマレイミドからなる共重合体(欧州特許第320766号明細書参照)、更にはエステル化されたオレフィン/無水マレイン酸共重合体、α−オレフィンの重合体及び共重合体、並びに、スチレン及び無水マレイン酸から構成されるエステル化された共重合体である。
櫛状重合体は、例えば下記一般式によって記載され得る。
Figure 0005317380
(式中、
Aは、R’、COOR’、OCOR’、R”−COOR’又はOR’であり;
Dは、H、CH3 、AまたはRであり;
Eは、H又はAであり;
Gは、H、R”、R”−COOR’、アリール基又はヘテロ環状基であり;
Mは、H、COOR”、OCOR”、OR”又はCOOHであり;
Nは、H、R”、COOR”、OCOR、COOH又はアリール基であり;
R’は、炭素原子を8〜150有する炭化水素鎖であり;
R”は、炭素原子を1〜10有する炭化水素鎖であり;
mは、0.4〜1.0の数であり;かつ
nは、0〜0.6の数である。)
樹脂又は櫛状重合体と、本発明による添加剤の混合比(重量部による)は、それぞれのケースで1:10〜20:1、好ましくは1:1〜10:1である。
本発明による添加剤は、少ない添加量のみで、動物油、植物油、鉱油又は合成燃料油の潤滑特性を向上させるのに適する。それらの向上された低温特性によって、貯蔵中及び使用中に加温及び/又は希釈する必要はなくなる。加えて、それらは、添加剤を含有する油の低温特性及び腐食−保護特性をも同時に向上させる。同時に、添加剤を含有する油の乳化特性が、従来技術の潤滑添加剤を用いるケースほどには悪くならない。本発明による添加剤は、中間留出物において使用するのに特に適している。用語“中間留出物”は、特に、原油を蒸留することによって得られ、120〜450℃の範囲で沸騰する鉱油、例えばケロシン、ジェット燃料、ディーゼル油及び加熱油等を意味すると解釈される。脂はまた、メタノール及び/又はエタノール等のアルコールを含有するか又はこれらのみからなるものでもよい。本発明による添加剤は、硫黄を0.05重量%以下、特に好ましくは硫黄を350ppm未満、とりわけ硫黄を200ppm未満、特別なケースでは硫黄を50ppm未満しか含有しない中間留出物中で使用されるのが好ましい。一般的には、これらは、還元的精製に付された、それ故にそれらに天然の潤滑性を与えるポリ芳香族化合物及び極性化合物を少量しか含有しない中間蒸留物である。更に、本発明による添加剤は、370℃以下、とりわけ350℃以下、特別なケースでは330℃以下の95%蒸留点を有する中間留出物中で使用されるのが好ましい。それらはまた、潤滑油中の成分として使用されてもよい。
該混合物は、単独で使用されてもよいし、又は他の流動点降下剤又は脱ろう助剤、腐食防止剤、酸化防止剤、スラッジ防止剤、曇り止め剤(dehazers)、導電性改良剤、潤滑性添加剤、及び、曇り点を低下させるための添加剤等の他の添加剤と共に使用してもよい。それらは更に、とりわけ、公知の無灰分散液添加剤、界面活性剤、気泡防止剤及び腐食防止剤を含有する、添加剤パッケージと共に首尾良く使用される。
本発明による添加剤の潤滑性添加剤としての向上された低温安定性及び効果は、下記実施例によって非常に詳細に説明される。
下記物質を使用した:
A1)基本的な構成成分として、オレイン酸30%、リノール酸及び他のポリ不飽和脂肪酸60%及び飽和脂肪酸4%を含有する、トール油脂肪酸。I/100gのヨウ素価は155g。
A2)基本的な構成成分として、オレイン酸69%、リノール酸12%、ヘキサデセン酸5%及び飽和脂肪酸10%を含有する、オレイン酸(工業等級)。I/100gのヨウ素価は90g。
B1)2当量のジタロー脂肪族アミンと、C1416のα−オレフィン、無水マレイン酸及びアリルポリグリコールからなる三元重合体との反応生成物。ソルベントナフサ中50%。
B2)第一級及び第二級タロー脂肪族アミンの混合物と、ドデセニルスピロビスラクトンとの反応生成物。ソルベントナフサ中60%。
B3)ノニルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂。ソルベントナフサ中50%。
B4)B1 2部とB2 1部との混合物。
B5)欧州特許第597278号明細書による、3当量のジタロー脂肪アミンを有するエチレンジアミン四酢酸をベースとするアミド/アンモニウム塩。
B6)欧州特許第909307号公報による、4当量のジタロー脂肪アミンを有するエチレンジアミン四酢酸をベースとするアミド/アンモニウム塩と、N−タロー脂肪プロピレンジアミンを用いてイミド化された、等しい部の無水マレイン酸及びC2024のオレフィンからなる共重合体との混合物。
B7)無水フタル酸1molと、等しい部のジタロー脂肪族アミン及びジココナッツ脂肪族アミンからなる混合物2molとから製造されるアミド/アンモニウム塩。
B8)等しい部の下記a)とb)からなる混合物。
a)無水フタル酸1molと、ジタロー脂肪アミン2molとから製造されるアミド/アンモニウム塩。
b)ジ(テトラデシル)フマル酸エステルの共重合体、ソルベントナフサ中50%。
低温特性を評価するために、本発明による混合物の流動点を、ISO3016に準拠して測定し(表1)、曇り点をISO3015に準拠して測定した(表2)。次いで、本発明による添加剤混合物を様々な温度で数日間貯蔵し、続いて目視にて評価した(表3〜5)。Cは、比較例を表す。
Figure 0005317380
Figure 0005317380
Figure 0005317380
Figure 0005317380
Figure 0005317380
Figure 0005317380
中間留出物の潤滑性
添加剤の潤滑性を、PCS Instruments社製のHFRR装置によって、60℃、添加剤を含有する油で測定した。HFRR(high frequency reciprocating rig)試験は、D.Wei,H.Spikes,Wear,第111巻、第2号、217頁、1986年に記載されている。結果を、摩擦係数及び摩耗痕として与える(WS1.4)。低い摩擦係数及び低い摩耗痕は、潤滑性が優れていることを示す。
Figure 0005317380
沸騰特性は、ASTM D−86に準拠して測定され、曇り点は、ISO3015に準拠して測定される。
Figure 0005317380
Figure 0005317380

Claims (17)

  1. 硫黄含有量が0.05重量%までである燃料油用の低温安定性の添加剤であって、下記のA1)と、A2)と、B)との脂肪酸混合物を含む前記添加剤;
    A1)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、
    A2)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の不飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、
    但し、A1)とA2)との混合物は、I/100gで少なくとも40gのヨウ素価を有し、及び、
    B)中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物をA1)、A2)及びB)の総重量を基準として0.01〜90重量%、但し成分B)は、下記のi)、又は、成分B)は、ii)及びiii)から選択される成分とi)である
    i)α,β−不飽和ジカルボン酸無水物、α,β−不飽和化合物、及び、低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルをベースとする三元重合体であって、下記一般式12及び/又は14の二価の構造単位あるいは下記一般式12及び/又は14と13の二価の構造単位20〜80mol%(尚、構造単位13は、未反応の無水物基から生じる);
    【化1】
    Figure 0005317380
    (式中、
    22及びR23は、互いに独立して、水素又はメチルであり、a及びbは0又は1であり、かつa+bは1であり、
    24及びR25は、同じであっても異なっていてもよく、−NHR、N(R及び/又は−OR27基であり、R27は一般式HN(R又はHNRの陽イオンである)
    下記一般式15の二価の構造単位19〜80mol%;
    【化2】
    Figure 0005317380
    (式中、
    28は、水素又はC〜Cのアルキルであり、かつ、
    29は、C〜C60のアルキル又はC〜C18のアリールである)、及び、
    下記一般式16の二価の構造単位1〜30mol%;
    【化3】
    Figure 0005317380
    (式中、
    30は、水素又はメチルであり、
    31は、水素又はC〜Cのアルキルであり、
    33は、C〜Cのアルキレンであり、
    mは、1〜100の数であり、
    32は、C〜C24のアルキル、C〜C20のシクロアルキル、C〜C18のアリール又は−C(O)−R34である(式中、R34は、C〜C40のアルキル、C〜C10のシクロアルキル又はC〜C18のアリールである))
    を含んでなる、三元重合体;
    ii)下記一般式5及び6で表される、第二級アミンとアミノアルキレンポリカルボン酸とのアミド又はアンモニウム塩;
    【化4】
    Figure 0005317380
    (式中、R10は、炭素を2〜6有する直鎖状又は分岐状アルキレン基又は下記一般式7の基である)
    【化5】
    Figure 0005317380
    ここで、アミド構造の全て又は幾つかはまた、下記一般式8のアンモニウム塩構造の形体であってもよく、
    【化6】
    Figure 0005317380
    (式中、R及びRは、同じであっても異なっていてもよく、これらの基の少なくとも1つは、C〜C36のアルキル、C〜C36のシクロアルキル、又はC〜C36のアルケニル、他の基は水素、C〜C36のアルキル、C〜C36のアルケニル、シクロヘキシル又は一般式−(A−O)−E又は−(CH)n−NYZ(式中、Aはエチレン又はプロピレン基であり、xは1〜50の数であり、Eは、H、C〜C30のアルキル、C〜C12のシクロアルキル又はC〜C30のアリールであり、nは2、3又は4であり、かつ、Y及びZは、互いに独立して、H、C〜C30のアルキル又は−(A−O)x−Hである)の何れかである);
    iii)下記一般式11の化合物
    【化7】
    Figure 0005317380
    (式中、R及びRは、同じであっても異なっていてもよく、これらの基の少なくとも1つは、C〜C36のアルキル、C〜C36のシクロアルキル、又はC〜C36のアルケニル、他の基は水素、C〜C36のアルキル、C〜C36のアルケニル、シクロヘキシル又は一般式−(A−O)−E又は−(CH)n−NYZ(式中、Aはエチレン又はプロピレン基であり、xは1〜50の数であり、Eは、H、C〜C30のアルキル、C〜C12のシクロアルキル又はC〜C30のアリールであり、nは2、3又は4であり、かつ、Y及びZは、互いに独立して、H、C〜C30のアルキル又は−(A−O)x−Hである)の何れかであり、
    14はCONR又はCO−+HNRであり、
    15及びR16は、H、CONR17 、CO17又はOCOR17、−OR17、−R17又は−NCOR17であり、かつ、
    17は、アルキル、アルコキシアルキル又はポリアルコキシアルキルであり、炭素原子を少なくとも10有する)。
  2. 成分A1)及びA2)が炭素原子を12〜22有するカルボン酸である、請求項1に記載の添加剤。
  3. A1)1〜20未満重量%及びA2)80超〜95重量%を含む、請求項1又は2に記載の添加剤。
  4. A1)及びA2)からなる混合物が、樹脂酸を1〜40重量%含有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の添加剤。
  5. 成分B)が三元重合体i)であって、一般式12及び/又は14の二価の構造単位あるいは下記一般式12及び/又は14と13の二価の構造単位40〜60mol%、一般式15の二価の構造単位39〜60mol%、及び一般式16の二価の構造単位1〜20モル%を含む、請求項1〜4のいずれか一つの添加剤。
  6. 成分B)が三元重合体i)であって、一般式12の構造単位が、無水マレイン酸、無水イタコン酸又は無水シトラコン酸から誘導される、請求項1〜5のいずれか一つの添加剤。
  7. 成分B)が三元重合体i)であって、一般式15の構造単位が、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、α−エチルスチレン、ジエチルスチレン、i−プロピルスチレン、tert−ブチルスチレン、ジイソブチレン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、C 20 のα−オレフィン、C 24 のα−オレフィン、C 30 のα−オレフィン、トリプロペニル、テトラプロペニル、ペンタプロペニル、及び、それらの混合物から誘導される、請求項1〜6のいずれか一つの添加剤。
  8. 成分B)が三元重合体i)であって、一般式16の構造単位が、下記一般式20の低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルから誘導され、
    【化8】
    Figure 0005317380
    前記一般式20のモノマーは、アリルアルコール、メタアリルアルコール、3−ブテン−1−オール、1−ブテン−3−オール、2−メチル−3−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール又は3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキサイド、プロピレンオキシド及び/又はブチレンオキサイドを付加することによって製造される、請求項1〜7のいずれか一つに記載の添加剤。
  9. 成分B)が三元重合体i)であって、三元重合体の製造に使用されるアミンが、n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ステアリルアミン、N,N−ジメチルアミノプロピレンジアミン、シクロヘキシルアミン、デヒドロアビエチルアミン、ジデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジステアリルアミン、ジココナッツ脂肪アミン、ジタロー脂肪アミン及びこれらの混合物から選択される、請求項1〜8のいずれか一つに記載の添加剤。
  10. 成分B)が三元重合体i)であって、三元重合体i)が、8〜100のK値(25℃、トルエン中の5重量%濃度の溶液においてウッベローデ法によって測定された)を有する、請求項1〜9のいずれか一つに記載の添加剤。
  11. 以下の式
    【化9】
    Figure 0005317380
    [式中、R50は、C〜C50−アルキルであり、R51はエトキシ及び/又はプロポキシであり、nは5〜100の数であり、そしてpは、0〜50の数である]
    で表されるアルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂が含まれ、この際、前記脂肪酸混合物とこの樹脂との混合重量比が1:20〜20:1である、請求項1〜10のいずれか一つの添加剤。
  12. 成分B)が一般式11の化合物であって、一般式11の化合物が、炭素原子を少なくとも10有する水素−及び炭素−含有基を含む第二級アミンのアミド又はアミン塩である、請求項1〜4のいずれか一つの添加剤。
  13. 有機溶媒中に請求項1〜12の何れか一項に記載の添加剤を含む低温安定性溶液であって、溶媒を1〜80重量%含有する前記溶液。
  14. 使用される溶媒が、脂肪族及び/又は芳香族及び/又は酸素を含有する炭化水素である、請求項13に記載の低温安定性溶液。
  15. 下記のものを含む低温安定性の脂肪酸混合物。
    A1)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%
    A2)炭素原子を6〜50有する、少なくとも一種の不飽和モノ又はジカルボン酸を1〜99重量%、
    但し、A1)とA2)との混合物は、I/100gで少なくとも40gのヨウ素価を有し、及び、
    B)中間留出物中でパラフィン系分散剤として有効である、少なくとも一種の極性窒素含有化合物をA1)、A2)及びB)の総重量を基準として0.01〜90重量%、但し成分B)は、下記のi)、ii)、iii)から選択される;
    i)α,β−不飽和ジカルボン酸無水物、α,β−不飽和化合物、及び、低級不飽和アルコールのポリオキシアルキレンエーテルをベースとする三元重合体であって、下記一般式12及び/又は14の二価の構造単位あるいは下記一般式12及び/又は14と13の二価の構造単位20〜80mol%(尚、構造単位13は、未反応の無水物基から生じる);
    【化10】
    Figure 0005317380
    (式中、
    22 及びR 23 は、互いに独立して、水素又はメチルであり、a及びbは0又は1であり、かつa+bは1であり、
    24 及びR 25 は、同じであっても異なっていてもよく、−NHR 、N(R 及び/又は−OR 27 基であり、R 27 は一般式H N(R 又はH NR の陽イオンである)
    下記一般式15の二価の構造単位19〜80mol%;
    【化11】
    Figure 0005317380
    (式中、
    28 は、水素又はC 〜C のアルキルであり、かつ、
    29 は、C 〜C 60 のアルキル又はC 〜C 18 のアリールである)、及び、
    下記一般式16の二価の構造単位1〜30mol%;
    【化12】
    Figure 0005317380
    (式中、
    30 は、水素又はメチルであり、
    31 は、水素又はC 〜C のアルキルであり、
    33 は、C 〜C のアルキレンであり、
    mは、1〜100の数であり、
    32 は、C 〜C 24 のアルキル、C 〜C 20 のシクロアルキル、C 〜C 18 のアリール又は−C(O)−R 34 である(式中、R 34 は、C 〜C 40 のアルキル、C 〜C 10 のシクロアルキル又はC 〜C 18 のアリールである))
    を含んでなる、三元重合体;
    ii) 下記一般式5及び6で表される、第二級アミンとアミノアルキレンポリカルボン酸とのアミド又はアンモニウム塩;
    【化13】
    Figure 0005317380
    (式中、R 10 は、炭素を2〜6有する直鎖状又は分岐状アルキレン基又は下記一般式7の基である)
    【化14】
    Figure 0005317380
    ここで、アミド構造の全て又は幾つかはまた、下記一般式8のアンモニウム塩構造の形体であってもよく、
    【化15】
    Figure 0005317380
    (式中、R 及びR は、同じであっても異なっていてもよく、これらの基の少なくとも1つは、C 〜C 36 のアルキル、C 〜C 36 のシクロアルキル、又はC 〜C 36 のアルケニル、他の基は水素、C 〜C 36 のアルキル、C 〜C 36 のアルケニル、シクロヘキシル又は一般式−(A−O) −E又は−(CH )n−NYZ(式中、Aはエチレン又はプロピレン基であり、xは1〜50の数であり、Eは、H、C 〜C 30 のアルキル、C 〜C 12 のシクロアルキル又はC 〜C 30 のアリールであり、nは2、3又は4であり、かつ、Y及びZは、互いに独立して、H、C 〜C 30 のアルキル又は−(A−O)x−Hである)の何れかである);
    iii)下記一般式11の化合物
    【化16】
    Figure 0005317380
    (式中、R 及びR は、同じであっても異なっていてもよく、これらの基の少なくとも1つは、C 〜C 36 のアルキル、C 〜C 36 のシクロアルキル、又はC 〜C 36 のアルケニル、他の基は水素、C 〜C 36 のアルキル、C 〜C 36 のアルケニル、シクロヘキシル又は一般式−(A−O) −E又は−(CH )n−NYZ(式中、Aはエチレン又はプロピレン基であり、xは1〜50の数であり、Eは、H、C 〜C 30 のアルキル、C 〜C 12 のシクロアルキル又はC 〜C 30 のアリールであり、nは2、3又は4であり、かつ、Y及びZは、互いに独立して、H、C 〜C 30 のアルキル又は−(A−O)x−Hである)の何れかであり、
    14 はCONR 又はCO −+H NR であり、
    15 及びR 16 は、H、CONR 17 、CO 17 又はOCOR 17 、−OR 17 、−R 17 又は−NCOR 17 であり、かつ、
    17 は、アルキル、アルコキシアルキル又はポリアルコキシアルキルであり、炭素原子を少なくとも10有する)。
  16. 0.05重量%まで硫黄を含有する中間留出物に加えて、請求項1〜12の何れか一項に記載される添加剤を含有する燃料油。
  17. 0.05重量%まで硫黄を含有する低硫黄中間留出物の潤滑特性を向上させるための、請求項1〜12の何れか一項に記載される添加剤の使用。
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