JP5537570B2 - 潤滑剤中の摩擦調整剤としてのアミン誘導体 - Google Patents
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Description
−R3−NHC(O)R4
すなわち、アミド含有基である。ここで、R3はアミン窒素と結合している連結基である。複数のR3基が存在する場合、それらは同じであっても互いに異なっていてもよい。それらは、1〜4個の炭素原子のアルキレン基、例えばメチレン、エチレン、エチリデン、プロピレン(1,2配置で、すなわちメチルエチレンまたは1,3配置で、すなわちトリメチレン)またはブチレン(1,2配置または1,4配置などの他の任意の配置で、すなわちテトラメチレン)であってよい。それらは、その鎖内で1つまたは2つの窒素または酸素原子によって介在されている2〜8個または9個の炭素原子の鎖を含むこともできる。これらの例には、−CH2CH2CH2NHCH2CH2−、−CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHCH2CH2−、−CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2OCH2CH2−、−CH2CH2CH2OCH2CH2CH2−、−CH2CH2OCH2CH2−または−CH2CH2OCH2CH2CH2−が含まれる。
R1−NH−R3−NH2+HO−C(=O)R4→R1−NH−R3−NH−C(=O)R4+H2O
ここでR1〜R4は上記定義通りである。そうしたアミド形成反応は当業者に周知である。いくつかの反応は第2級アミン窒素上で起こる可能性があり、したがって生成物がその種の混合物を含む可能性があることも認識される。そうした混合物も本発明の範囲内であるものとする。
脂肪ホスファイト ホウ酸化アルコキシ化脂肪アミン
脂肪酸アミド 脂肪酸の金属塩
脂肪エポキシド 硫化オレフィン
ホウ酸化脂肪エポキシド 脂肪イミダゾリン
上記で論じた脂肪アミン以外の脂肪アミン
カルボン酸とポリアルキレン−ポリアミンの
縮合生成物
グリセロールエステル アルキルサリシレートの金属塩
ホウ酸化グリセロールエステル アルキルリン酸のアミン塩
アルコキシ化脂肪アミン エトキシ化アルコール
オキサゾリン イミダゾリン
ヒドロキシアルキルアミド ポリヒドロキシ第3級アミン
およびその2つ以上の混合物
が含まれ得る。
炭化水素置換基。すなわち、脂肪族(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)置換基および芳香族−、脂肪族−および脂環式−置換芳香族置換基、ならびにその環が分子の他の部分を介して完成している環状置換基(例えば、2つの置換基が一緒に環を形成する);
置換炭化水素置換基。すなわち本発明の関連で、置換基(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソおよびスルホキシ)の主に炭化水素的特徴を変えない非炭化水素基を含む置換基;
ヘテロ置換基。すなわち、本発明の関連で主に炭化水素的特徴を有しているが、環または鎖の中に炭素以外のもの(そうでない場合炭素原子からなる)を含み、ピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルのような置換基を包含する置換基。ヘテロ原子にはイオウ、酸素および窒素が含まれる。一般に、ヒドロカルビル基中の10個の炭素原子毎にわずか2つまたはわずか1つの非炭化水素置換基が存在する。一般にヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基は存在しない。
(上記式(I)で表される物質を調製するため)。Duomeen CD(商標)(N−ココ−プロピレンジアミン、82.9g)とトルエン(150mL)を窒素雰囲気下で撹拌しながら混合する。ウンデカン酸(58g)を一括して加える。反応混合物を120℃に加熱し、4時間撹拌する。次いで反応物を135℃に加熱し(蒸留により揮発分を除去しながら)、8時間撹拌し、次いで155℃に加熱し、さらに8時間撹拌する。反応混合物を冷却する。この物質はおおよそ25モル%のイミダゾリン構造物を含むと推定される。
(上記式(II)で表される物質を調製するため)。Duomeen C(商標)(N−ココ−プロピレンジアミン、215.6g)とトルエン(250mL)を窒素雰囲気下で撹拌しながら混合する。この混合物に、ミリスチン酸(185.1g)を一括して加える。混合物を105℃に加熱し、6時間撹拌し、次いで115℃で7時間、130℃で7時間撹拌する(蒸留により揮発分を除去しながら)。混合物を145℃で14時間さらに加熱し、次いで冷却する。この物質は約15モル%のイミダゾリン構造物を含むと推定される。
(上記式(III)で表される物質を調製するため)。Duomeen T(商標)(N−タロー−プロピレンジアミン)を、調製例Aのものと同様の条件下でオレイン酸と反応させる。
(上記式(IV)で表される物質を調製するため)。スターラーと窒素注入口を備えた3Lの四つ口丸底フラスコに、Duomeen T(商標)(775g、2.5モル)およびオーブン中で溶融させたイソステアリン酸(760g、2.5モル)を充填する。水を除去しながら混合物を200℃に加熱し、その温度に5時間保持する。生成物をろ過する。
(上記式(V)で表される物質を調製するため)。Duomeen C(商標)(214.6g)を窒素下で撹拌しながらトルエン(300mL)と混合する。2−ピラジンカルボン酸(100.1g)を一括して加える。混合物を撹拌しながら120℃で4時間加熱し、次いで130℃で8時間加熱する(蒸留により揮発分を除去しながら)。次いで混合物を155℃で8時間加熱し、次いで冷却する。
(上記式(VI)で表される物質を調製するため)。対応する量のDuomeen T(商標)を用いて調製例Eの手順を実質的に繰り返す。
(上記式(VII)で表される物質を調製するため)。Duomeen T(商標)(127.8g)とトルエン(350mL)を窒素雰囲気下で撹拌しながら混合する。この混合物に、ビシン(bicene)(N,N−ビス(ヒドロキシエチル)グリシン、69.2g)を一括して加える。混合物を115℃に加熱し、揮発分を蒸留により除去する。反応混合物を125℃で7時間加熱する。反応混合物を冷却する。
(上記式(VIII)で表される物質を調製するため)。トリアミンYT(商標)(ビス−(3−アミノプロピル)タローアミン、100.6g)とキシレン(450mL)を窒素雰囲気下で撹拌しながら混合する。イソステアリン酸(153g)を加え、反応物を撹拌しながら145℃で7時間加熱し、次いで蒸留により揮発分を除去しながら155〜160℃で5時間加熱する。混合物を冷却する。この物質は約13モル%のイミダゾリン構造物を含むと推定される。この成分は、出発原料中にいくらかのN−タロー−プロピレンジアミンが存在することに起因する可能性があると推測される。
3.5%スクシンイミド分散剤(41.5%のオイルを含む)
0.2%亜リン酸ジブチル
0.1%リン酸
0.1%ホウ酸エステル
0.9%アミン酸化防止剤
0.4%シール膨張剤
1.1%スルホン酸カルシウム洗剤(50%のオイルを含む)
0.06%置換チアジアゾール
0.2%流動点降下剤
0.04%エトキシ化アミン
9.6%分散剤粘度調整剤(25%のオイルを含む)
0.04%他の少量成分
残分:鉱油(主に3〜6cSt)
基本配合物B:
3.5%スクシンイミド分散剤(41.5%のオイルを含む)
0.2%亜リン酸ジブチル
0.1%リン酸
0.9%アミン酸化防止剤
0.4%シール膨張剤
0.2%流動点降下剤
9.6%分散剤粘度調整剤(25%のオイルを含む)
0.03%他の少量成分
残分:鉱油(主に3〜6cSt)
基本配合物C:
5.0%スクシンイミド分散剤(41.5%のオイルを含む)
0.8%アミン酸化防止剤
0.2%亜リン酸ジブチル
0.03%リン酸
9.0%分散剤粘度調整剤(25%のオイルを含む)
0.055%他の少量成分
残分:鉱油(主に3〜6cSt)
(注記:上記スクシンイミド分散剤はホウ酸化および/またはテレフタレート化されていてよい)
試験用の潤滑剤は、以下の表で特定される調製例からの材料の1つを、表示した基本配合物に加えて調製する。得られた潤滑剤を、可変速度摩擦試験であるVSFT試験に供する。VSFT装置は、金属表面に対して回転する金属または他の摩擦材料であってよいディスクからなる。具体的な試験で用いる摩擦材料は、表に示したような自動変速機クラッチで一般に使用される様々な市販の摩擦材料である。試験は、3つの温度と2つの負荷レベルで実施する。VSFTで測定された摩擦係数を、一定圧力でのいくつかの速度掃引(number speed sweep)にわたって滑り速度(50および200r.p.m.)に対してプロットする。結果を最初に、0時間から52時間まで4時間間隔で決定し、40、80および120℃と24kgおよび40kg(235および392N)力で報告して、時間の関数としてのμ−v曲線の勾配で示す。一般に、その勾配は最初、ある程度のばらつきで正となり、徐々に低下して、一定の期間の後おそらく負になってくる。正の勾配の期間がより長いことが望ましい。
c.3つの試行の平均
d.参考例
結果は、特に本発明技術の物質が存在しない基本配合物と比較して、本発明技術の物質による望ましい摩擦性能を示している。結果は、0.25%と比較して0.35もしくは0.5%またはそれ以上、例えば1.0または2.5%の比較的高い濃度で、より良好な性能が得られることもあることも示している
試験した物質のいくつかは非常に優れた性能を示す。この関連で特に注目すべきは、調製例H、(式VIII)の物質ならびに調製例A(式I)および調製例B(式II)である。式(I)および(II)はウンデカン酸(3−ココアミノ−プロピル)−アミドおよびミリスチン酸(3−ココアミノ−プロピル)−アミドと称することができ、式VIIIはイソステアリン酸{3−[3−イソステアリルアミノ−プロピル]−タロー−アミノ}−プロピル}アミドと称することができる。これらの式のココおよびタロー基ならびに酸基は、より一般的には10〜22個の炭素原子の基で表すことができることを理解されたい。
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
(項1)
(a)潤滑粘性のオイル、および
(b)ヒドロカルビルアミンを含む潤滑組成物であって、該ヒドロカルビル基が約12〜約22個の炭素原子を有し、該アミンがその1つまたは複数のアミン窒素原子上の該ヒドロカルビル基に加えて1つまたは2つの基を有し、そうした1つまたは複数の追加の基が独立に、構造−R 3 −NHC(O)R 4 であり、各R 3 は独立に、1〜4個の炭素原子を含むアルキレン基であり、各R 4 は独立に、4〜約22個の炭素原子のヒドロカルビル基、窒素含有複素環式基、アミノアルキル基またはN−置換アミノアルキル基である組成物。
(項2)
前記アミンが構造−R 3 −NHC(O)R 4 の単一の基を含む、上記項1に記載の組成物。
(項3)
前記アミンが、アミン窒素原子上に構造−R 3 −NHC(O)R 4 の2つの基を含む、上記項1に記載の組成物。
(項4)
前記ヒドロカルビルアミンが、式:
(式中、R 1 は約12〜約22個の炭素原子のヒドロカルビル基であり、R 2 は水素またはヒドロカルビル基であり;aは1または2であり、bは2−aである)
で表される、上記項1に記載の組成物。
(項5)
R 1 が約16〜約18個の炭素原子のアルキル基である、上記項4に記載の組成物。
(項6)
R 1 が、ココアルキル基、タローアルキル基または水素化タローアルキル基である、上記項4または5に記載の組成物。
(項7)
bが1であり、R 2 が水素または約12〜約22個の炭素原子のヒドロカルビル基である、上記項4から6のいずれかに記載の組成物。
(項8)
R 3 が−CH 2 CH 2 CH 2 −である、上記項1から7のいずれかに記載の組成物。
(項9)
a=2である、上記項4から6のいずれかに記載の組成物。
(項10)
R 4 がC10〜C18アルキルである、上記項1から9のいずれかに記載の組成物。
(項11)
R 4 が2−ピラジニルである、上記項1から9のいずれかに記載の組成物。
(項12)
R 4 が−CH 2 N−(CH 2 CH 2 OH) 2 である、上記項1から9のいずれかに記載の組成物。
(項13)
前記ヒドロカルビルアミンが、式
(式中、R 1 は12〜18個の炭素原子を含むヒドロカルビル基またはその混合物を含み、C 9〜17 は9〜17個の炭素原子を含むヒドロカルビル基またはその混合物を表す)で表される物質を含む、上記項1または2に記載の組成物。
(項14)
前記ヒドロカルビルアミンが、約10〜約18個の炭素原子のカルボン酸またはその反応性同等物を、N−ヒドロカルビル置換ジアミンのヒドロカルビル基が約12〜約22個の炭素原子を含むN−ヒドロカルビル置換ジアミンと反応させる方法によって得られたまたは得ることができる生成物を含む、上記項1または2に記載の組成物。
(項15)
前記ヒドロカルビルアミンが、式
(式中、R 1 は12〜18個の炭素原子を含むヒドロカルビル基またはその混合物を含み、C 9〜17 は9〜17個の炭素原子を含むヒドロカルビル基またはその混合物を表す)で表される物質を含む、上記項1または3に記載の組成物。
(項16)
前記ヒドロカルビルアミンが、約12〜約22個の炭素原子のカルボン酸またはその反応性同等物を、N−ヒドロカルビル置換ジアミンのヒドロカルビル基が約12〜約22個の炭素原子を含む2つの第1級アミノ基および1つの第3級アミノ基を有するN−ヒドロカルビル置換トリアミンと反応させる方法によって得られたまたは得ることができる生成物を含む、上記項1または3に記載の組成物。
(項17)
前記ヒドロカルビルアミンの量が約0.1〜約10重量%である、上記項1から16のいずれかに記載の組成物。
(項18)
分散剤、洗剤、酸化防止剤、シール膨張剤および摩耗防止剤からなる群から選択される少なくとも1つのさらなる添加剤をさらに含む、上記項1から17のいずれかに記載の組成物。
(項19)
有機ホウ酸エステル、有機ホウ酸塩、有機リンの酸のエステル(phosphorus
ester)、有機リンの酸の塩(phosphorus salt)、無機リン酸および無機リン酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、上記項1から18のいずれかに記載の組成物。
(項20)
上記項1から19のいずれかに記載の組成物を変速機に供給することを含む変速機を潤滑化させる方法。
Claims (17)
- aが1である、請求項1に記載の組成物。
- R1が16〜18個の炭素原子のアルキル基である、請求項1に記載の組成物。
- R1が、ココアルキル基、タローアルキル基または水素化タローアルキル基である、請求項1または3に記載の組成物。
- bが1であり、R2が水素または12〜22個の炭素原子のヒドロカルビル基である、請求項1、3または4のいずれかに記載の組成物。
- R3が−CH2CH2CH2−である、請求項1から5のいずれかに記載の組成物。
- a=2である、請求項1、3または4のいずれかに記載の組成物。
- R4がC10〜C18アルキルである、請求項1から7のいずれかに記載の組成物。
- R4が2−ピラジニルである、請求項1から7のいずれかに記載の組成物。
- R4が−CH2N−(CH2CH2OH)2である、請求項1から7のいずれかに記載の組成物。
- 前記ヒドロカルビルアミンの量が0.1〜10重量%である、請求項1から12のいずれかに記載の組成物。
- 分散剤、洗剤、酸化防止剤、シール膨張剤および摩耗防止剤からなる群から選択される少なくとも1つのさらなる添加剤をさらに含む、請求項1から13のいずれかに記載の組成物。
- 有機ホウ酸エステル、有機ホウ酸塩、有機リンの酸のエステル(phosphorus
ester)、有機リンの酸の塩(phosphorus salt)、無機リン酸および無機リン酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項1から14のいずれかに記載の組成物。 - 請求項1から16のいずれかに記載の組成物を変速機に供給することを含む自動変速機を潤滑化させる方法。
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