JPH01502988A - リン含有およびイオウ含有の潤滑剤および機能流体組成物 - Google Patents

リン含有およびイオウ含有の潤滑剤および機能流体組成物

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JPH01502988A
JPH01502988A JP62505208A JP50520887A JPH01502988A JP H01502988 A JPH01502988 A JP H01502988A JP 62505208 A JP62505208 A JP 62505208A JP 50520887 A JP50520887 A JP 50520887A JP H01502988 A JPH01502988 A JP H01502988A
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amine
nitrogen
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ディ ビアゼ,ステファン エー
シュウィンド,ジエームズ ジェイ
バージェス,ルイス
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ザ ルブリゾル コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鼾皇誼 リン含有およびイオウ含有の潤滑剤および機能流体組成物主里皇伎玉公団 この発明は、改良された高温安定性を有する潤滑油および機能流体組成物に関す る。この組成物は、互いに接触して動いている金属表面を潤滑させるのに有用で ある。この機能流体は、炭化水素ベースまたは水ベースのいずれであってもよい 。より特定すると1本発明は、自動伝達装置および回転軸に有用な潤滑油とされ 得る潤滑組成物に関する。
発明の背景 例えば、自動伝達装置および回転軸に用いられるようなギアの潤滑性に関連した 問題は、当業者に公知である。自動伝達装置の潤滑性では、低温および高温のい ずれにおいても。
適当な流体粘度を有することが、操作をうまく行うのに、必須である。良好な低 温流動性があれば、寒い天候での始動が容易となり、油圧制御系が正しく“ギア を変える”のを保証する。高温で高い粘度があれば、ポンプ能力、および変換器 。
パルプ、クラッチ、ギアおよびベアリングの所望の操作を確実にする。これら矛 盾した流動性の要件を得るには、以下の特性を示す生成物が必要である: (a)高温での粘度保持性。
(b)低温流動性 (c)剪断安定性、および (d)高温安定性 これら特性を有する潤滑剤を調製するために、この潤滑油に種々の化学物質を加 えることが、ふつうのやり方となっている0例えば、粘度の必要条件に合うよう に、温度変化に伴う粘度の変化が比較的小さいことに特徴がある組成物が、この 油に添加される。一般に、このような組成物を含有する潤滑剤は、たとえ寒冷下 でも、使用に供するとすぐに機能し。
そして操作中に熱を帯びて充分に機能し続けるような、所望の特性を有する。通 常、ギアオイルに用いられる粘度向上剤には、ポリメタクリレートおよびポリオ レフィンが包含される。
粘度向上剤に加えて、ギア潤滑剤として有用な潤滑組成物は、一般に、流動点降 下剤、極圧剤、酸化防止剤、腐食防止剤、消泡剤および摩擦調節剤を含有する。
潤滑組成物は、この組成物に所望の特性を与えるために。
種々の窒素含有組成物およびリン含有組成物を含むことが示唆されている。例え ば、米国特許第3.513.093号には、W換ポリアミンを含有する潤滑組成 物が記述されている。この置換ポリアミンは、アルキレンアミンと、実質的に炭 化水素で置換されたコハク酸との反応生成物、および以下からなる群から選択さ れるリン酸生成化合物の少なくとも約0.001モルを含有するニリン酸、亜す ン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸。
およびそれらのエステル、ハロゲン化物および無水物。このオウ原子を含有する 。この置換ポリアミンは、耐摩耗剤、サビ止め剤、洗浄剤などとして有用である 。米国特許第4,338゜205号には、改良されたディーゼル分散性を有する 潤滑油が記述されている。この潤滑油は、酸処理された油溶性のアルケニルスク シンイミド、またはホウ酸塩で処理されたアルケニルスクシンイミドを含有する 。これらスクシンイミドは。
高温にて、油溶性の強酸(例えば、アルキルスルホン酸またはリン酸)で処理さ れる。この油溶性の有機酸は、一般に。
pKが一10〜約+5.0の水素−リン部分を含有する酸として。
分類される。
塩(これは、ジアルキルモノチオリン酸の金属塩およびアンモニウム塩の両方で ある)の調製は、当該技術分野で記述されている。例えば、米国特許第2.64 7.140号には、亜リン酸ジアルキルと、イオウおよびアンモニアまたは有機 アミンを反応させることにより、チオリン酸ジアルキルを調製する方法が、記述 されている。この生成物は、チオリン酸ジアルキルのアンモニウム塩である。
0−アルキル−O−シクロアルキル−8−アルキルチオリン酸エステルの調製は 、米国特許第3,294.874号に記述されている。
この方法は、最初に0.0−ジアルキルチオリン酸のアンモニウム塩を形成する ことを包含する。これは、平衡状態で9次式により特徴づけられるアンモニウム 塩が2次いテ、アルキル化されて、所望のS−アルキルチオリン酸エステルが形 成される: R(0)!P(S)ONH,□R(0)zP(0)SNH4潤滑組成物中でジア ルキルモノチオリン酸のアミン塩および金属塩を用いることは、以下のような米 国特許にて、当該技術分野で記述されている:第2,063,629号;第2. 224.695号;第2,447,288号;第2.616.905号;第3, 984.448号;第4.431.552号。上の特許のいくつかは、アルキル 基の記述および/または金属やアミンの性質に関して、異なっている。
例えば、米国時第3,984.448号には、このアルキル基は、1個〜6個の 炭素原子を含有する。米国特許第2,447.288号では、このアルキル基は 、少なくとも5個の炭素原子を含有する。米国特許第2.447,288号では 、アミン塩を形成するのに用いられるアミンは、少なくとも8個の炭素原子を含 有する脂肪族の第1級アミンである。米国特許第2,063,629号では。
このアミンは、アンモニア、または第1級、第2級または第3級アミンとされ得 る。
ジアルキルチオリン酸の塩の調製を論じる他の出版物には。
Pe5in 、 V、G、およびKhaletskii、 A、M、、 Zhu rnal ObshcheiKhimii、 31. No、8. pp、25 0B−2515,1961年8月、がある。ジアルキルチオリン酸の塩は、殺虫 剤、防カビ剤、殺菌剤、薬物生成物などの合成に有用である。
より最近では、ギア用途に用いられ得る潤滑剤に関して。
新たな要求がなされている。市販の賦形剤パウダーや負荷が増すと、潤滑される 装置を保護しつつ、厳しい高温圧力に耐え得る潤滑剤が必要とされ得る。それゆ え、ギア用途のために設計された潤滑剤の高温安定性(例えば、約60″Cを越 える温度)は1重要な考慮事項である。
生豆■要肯 この発明は、改良された極圧特性および高温安定性を有する潤滑組成物および機 能流体組成物を示す。この組成物は。
少なくとも1種のリン含有およびイオウ含有の組成物、および少なくとも1種の 可溶性の窒素含有組成物、を含有する。
より特定すると9本発明の潤滑組成物およびオイルベースの機能流体組成物は、 潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と、以下の(A)および(B) の少量とを含有する:(A)次式の少なくとも1種のモノチオリン酸の少なくと も1種のアミン塩または金属塩あるいはそれらの混合物;ここで R1およびR 2は、互いに独立して、ヒドロカルビル基、そしてXは、金属基またはアンモニ ウム基、そしてXががアンモニウム基の場合、 n=1である。
(B)以下の反応により調製される少なくとも1種の可溶性の窒素含有組成物; 法反応は、炭化水素置換のコハク酸生成化合物と、窒素原子に結合した少なくと も1個の水素を含有するアミンとの反応であって、訪酸生成化合物の1当量あた り少なくとも約172当量のアミンの反応である。
好ましくは1本発明の潤滑組成物で有用なチオリン酸のアミン塩は、第1級アミ ンまたは第3級アミンから誘導される。
そして、溶解性の窒素含有組成物(B)もまた、ホウ素を含有する。本発明の潤 滑組成物は、特に、潤滑油1機能流体およびグリースとして有用である。
本発明は、また、この発明のリン含有組成物およびイオウ含有組成物を含む水系 に関し、そしてR−S−R基により特徴づけられるリン含有組成物および窒素含 有組成物を調製する古本発明の潤滑組成物およびオイルベースの機能流体組成物 は、潤滑粘性のある多様なオイルに基づく。このオイルには。
天然および合成の潤滑油およびそれらの混合物が包含される。
本発明のリン含有組成物および窒素含有組成物を含むこれら潤滑組成物は1種々 の用途に効果的である。この用途には。
火花点火および圧縮点火の内燃機関エンジンのためのクランク室潤滑油が包含さ れる。この内燃機関エンジンには、自動車およびトランクのエンジン、2サイク ルエンジン、航空機のピストンエンジン、船舶および低負荷のディーゼルエンジ ンなどが包含される。また、自動伝達流体9回転軸の潤滑剤。
ギア潤滑剤、金属加工の潤滑剤、油圧流体、および他の潤滑油およびグリース組 成物は1本発明の組成物と組み合わせて。
有益とされ得る。この潤滑組成物は、ギア潤滑剤として、特に効果的である。
天然油には、動物油および植物油(例えば、ヒマシ油、ラード油)だけでなく、 鉱物性の潤滑油(例えば、液状の石油オイル、およびパラフィンタイプ、ナフテ ンタイプまたは混合されたパラフィン−ナフテンタイプであって、かつ溶媒処理 された鉱物性潤滑油または酸処理された鉱物性潤滑油)が包含される。石炭また はけつ岩から誘導される潤滑粘性のある油もまた。有用である。合成の潤滑油に は、以下の炭化水素油およびハロ置換炭化水素油が包含される。この炭化水素油 およびハロ置換炭化水素油には1例えば2重合されたオレフィンおよび混合重合 されたオレフィン(例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソ ブチレン共重合体。
塩素化されたポリブチレンなど);ポリ(1−ヘキセン)、ポリ(1−オクテン )、ポリ(1−デセン)など、およびそれらの混合物;アルキルベンゼン(例え ば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジー(2− エチルヘキシル)−ベンゼンなど);ポリフェニル(例えば、ビフェニル、テル フェニル、アルキル化されたポリフェニルなど);アルキル化されたジフェニル エーテルおよびアルキル化されたジフェニルスルフィドおよびその誘導体、それ らの類似物および同族体などがある。
アルキレンオキシド重合体および混合重合体およびそれらの誘導体(この誘導体 では、その末端水酸基は、エステル化。
エーテル化などにより修飾されている)は、用いられ得る公知で合成の潤滑油の 他のクラスを構成する。これらは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシド の重合により調製される油、これらポリオキシアルキレン重合体のアルキルエー テルおよびアリールエーテル(例えば、約1000の平均分子量を有するメチル ポリイソプロピレングリコールエーテル、約500〜1000の分子量を有する ポリエチレングリコールジフェニルエーテル、約1000〜15000分子量を 有するポリプロピレングリコールジエチルエーテルなど)、またはそれらのモノ −およびポリカルボン酸エステル(例えば、テトラエチレングリコールの酢酸エ ステル、混合されたC1〜cs脂肪酸エステル、またはCI3オキソ酸ジエステ ル)、により例示される。
用いられ得る合成の潤滑油の他の適当なりラスには、ジカルボン酸(例えば、フ タル酸、コハク酸、アルキルコハク酸。
アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フ マル酸、アジピン酸、リルン酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケ ニルマロン酸ナト)と1種々のアルコール(例えば、ブチルアルコール、ヘキシ ルアルコール、ドデシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、エチレン グリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなと) とのエステルが含有される。これらエステルの特定の例には、アジピン酸ジブチ ル。
セバシン酸ジ(2−エチルヘキシル)、フマル酸ジ−n−ヘキシル、セバシン酸 ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル。
アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン 酸ジエイコシル、リルン酸ダイマーの2−エチルへキシルジエステル、セバシン 酸1モルとテトラエチレングリコール2モルおよび2−エチルヘキサン酸2モル との反応により形成される錯体エステルなどが包含される。
合成油として有用なエステルもまた+ ”S〜CI□モノカルボン酸と、ポリオ ールおよびポリオールエーテル(例えば。
ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジ ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなと)とから形成されるエス テルを包含する。
シリコンベースの油(例えば、ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキ シ−9またはボリアリールオキシ−シロキサン油およびシリケート油)は1合成 の潤滑剤の他の有用なりラスを構成する。これには9例えば、テトラエチルシリ ケート、テトライソプロピルシリケート、テトラ−(2−エチルヘキシル)シリ ケートテトラ−(4−メチルヘキシル)シリケート、テトラ−(p−tert− ブチルフェニル)シリケート、ヘキシル−(4−メチル−2−ペントキシ)ジシ リケート。
ポリ(メチル)シロキサン、ポリ(メチルフェニル)シロキサンなどがある。他 の合成の潤滑油には、リン含有酸の液状エステル(例えば、リン酸トリクレゾー ル、リン酸トリオクチル、デカンホスホン酸のジエチルエステルなど)1重合し たテトラヒドロフランなどが包含される。
未精製油、精製油および再精製油(これは、上で開示のタイプの天然油または合 成油のいずれかである。これは、これらのいずれかの2種またはそれ以上の混合 物であってもよい)は1本発明の潤滑剤中で用いられ得る。未精製油とは、天然 原料または合成原料から、さらに精製処理することなく、直接得られる油である 0例えば、レトルト操作から直接得られるけつ岩油、・第1段の蒸留から直接得 られる石油オイル、またはエステル化工程から直接得られかつさらに処理せずに 用いられるエステル油は、未精製油である。精製油は、1種またはそれ以上の特 性を改良するべく、1段またはそれ以上の精製段階でさらに処理されたこと以外 は、未精製油と類似している。このような精製方法の多くは、当業者には公知で ある。この方法には1例えば、溶媒抽出、二次蒸留、酸または塩基抽出、濾過、 浸透などがある。再精製油は、精製油を得るのに用いた工程と類似の工程により 、得られる。この工程は、施設ですでに用いられている精製油に適用される。二 のような再精製油もまた。再生されたまたは再生加工された油として公知であり 、そして浪費された添加剤、および油の分解精製物を除去するべく指示された方 法により、しばしば付加的に処理される。
(以下余白) A、モノチオリン酸組成物のアミン塩および金属塩本発明の潤滑剤で有用なモノ チオリン酸組成物の塩は1次式の組成物、またはそれらの混合物として特徴づけ られ得る=ここで R1およびR2は、互いに独立して、ヒドロカルビル基、X は、金属またはアンモニウム基、そしてXが金属のとき、nはその金属の原子価 に等しい整数、そしてXがアンモニウム基のとき、n=1である。この金属塩お よびアミン塩は9本発明のオイル含有組成物中にて、油溶性であるがまたは溶解 性かいずれかである。
この明細書および添付の請求の範囲で用いられるように。
用語“ヒドロカルビル”または“′炭化水素ベースの”は、この発明の文脈では 2分子の残部に直接結合した炭素原子を有する基、および主として炭化水素的な 性質を有する基を示す。
このような基には、以下が包含される:(1)炭化水素基;すなわち、脂肪族基 (例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環族基(例えば、シクロアルキルま たはシクロアルケニル)、芳香族基、脂肪族置換および脂環族置換の芳香族基、 芳香族置換の脂肪族基および脂環族基。
およびその類似物だけでなく、環状基;ここで、この環は。
分子の他の部分によって完成されている(すなわち、いずれか2つの示された置 換基は、−緒になって、脂環族基を形成し得る)。このような基は、当業者に公 知である;実施例には、メチル、エチル、オクチル、デシル、オクタデシル、シ クロヘキシル、フェニルなどが包含される。
(2)置換された炭化水素基;すなわち、非炭化水素置換基を含有する基。この 非炭化水素置換基は9本発明の文脈では。
主として、基の炭化水素的性質を変えない。当業者は、適当な置換基に気づいて いる;実施例には、へ口、ヒドロキシ。
ニトロ、シアノ、アルコキシ、アシルなどが包含されている。
(3)へテロ基;すなわち9本発明の文脈では、主として炭化水素的な性質を示 すものの、鎖や環に炭素以外の原子を含有する基、この基の他の部分は、炭素原 子で構成されている。
適当なペテロ原子は、当業者には明らかであり1例えば、窒素、酸素およびイオ ウが包含される。
−mに、約3個を越えない(好ましくは、1個を越えない)置換基またはへテロ 原子が、ヒドロカルビル基中にて、各1゜個の炭素原子に対し存在する。
“アルキルベースの基”、“アリールベースの基”およびその類似物のような用 語は、アルキル基、および了り−ル基およびその類似物に関するこの上の定義と 類似の意味を有する。
このヒドロカルビル基R1およびR2は、同一または相異なるヒドロカルビル基 とされ得る。一般に R1およびR2中の全炭素原子数は、少なくとも約4個で ある。より好ましい実施態様では、このヒドロカルビル基は、各4個〜約30個 の炭素原子、より好ましくは約8個〜約20個の炭素原子を含有する。このヒド ロカルビル基R’およびR2は、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基(例 えば、アルキル、アリール、アルカリール、アラルキル)、および脂環族炭化水 素基とされ得る。R1基およびR2基の例には、エチル、n−ブチル、n−ヘキ シル、2−エチルヘキシル、l−ノニル、1−デシル。
1−ドデシル、1−テトラデシル、ステアリル、1−ヘキサデシル。
1−オクタデシル、オレイル、リノーイル、リルニル、フィチル、ミリシル、ラ ウリル、セチル、ベヘニルなどが包含される。芳香族のヒドロカルビル基の例に は1例えば、フェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、および類似のアル キル化ナフトールから誘導される基が包含される。脂環族の炭化水素の例には、 シクロヘキシル、メチルシクロヘキシルなどが包含される。
R1基およびR2基は、それぞれ、市販アルコールから誘導されるヒドロカルビ ル基の混合物を含有し得る。オキソ工程により形成されるタイプのより高級な合 成の1価アルコール(例えば、2−エチルヘキシル)、アルドール縮合により形 成されるタイプ、または有機アルミニウム触媒によるα−オレフィン(特にエチ レン)のオリゴマー化とそれに続く酸化により形成されるタイプのより高級な合 成の1価アルコールもまた。有用である。本発明の組成物を調製する際に有用な 。
あるより好ましい1価アルコールおよびアルコール混合物の例には、コンチネン タルオイル社から販売されている市販の” A l f o ]″アアルコー包 含される。Alfol 810は、直鎖で第1級のアルコール(8〜10個の炭 素原子を有する)から本質的になるアルコールを含有する混合物である。Alf ol 12は、主にC+Z脂肪アルコールを含有する混合物である。Alfo1 1218は、12〜18個の炭素原子を有する合成の第1級直鎖アルコールの混 合物である。Alfol 20+アルコールは、C1l〜CZSの第1級アルコ ールの混合物である。この混合物は、 GLC(気液クロマトグラフィー)で測 定したとき、アルコール基準で、はとんどがCZOアルコールである。Alfo l 22+アルコールは、アルコール基準で、はとんどが02□アルコールであ るCl0−28アルコールである。これらAlfolアルコールには、かなり高 い割合(40重量%まで)のパラフィン系化合物(これは、望むなら反応前に除 去され得る)が含有され得る。
市販のアルコール混合物の他の例には、 Adol 60がある。
これは、直鎖の02□第1級アルコールを約75重量%、Cz。第1級アルコー ルを約15重量%、そしてC11lアルコールおよびC24アルコールを約8重 量%で含有する。Adol 320は、主としてオレイルアルコールを含有する 。このAdolアルコールは、アッシュランド化学社から販売されている。
天然に生じるトリグリセリドから誘導され、そして鎖長がC3〜C18の範囲の 1価脂肪アルコールの種々の混合物は。
ブロクター&ギャンブル社から市販されている。これら混合物は、主として12 .14.16または18個の炭素原子を含有する脂肪アルコールを種々の量で含 有する0例えば、 C0−1214は。
0.5%の01゜アルコール、 66.0%のCI!アルコール、 26.0% のCI4アルコールおよび6.5%のCI6アルコールを含有する脂肪アルコー ル混合物である。
市販の混合物の他の群には、シェル化学社から入手可能な“Neodo 1″生 成物が包含される。例えば、 Neodol 23はCI 27 /L/ コー  ルおよびC1,、アルコールの混合物; Neodol 25はCtzアルコ ールおよびcpsアルコールの混合物:そしてNeodo145はCI4〜cp sの線状アルコールの混合物である。 NeodolはC9゜CIOおよびC1 1アルコールの混合物である。
脂肪性の隣接したジオールもまた有用であり、これらには。
−m的な商業上の名称がAdol 114およびAdol 15Bでアシ二うン ドオイル社から市販されているものが包含される。前者はr CIl C14の 直鎖α−オレフィン留分から誘導され。
そして後者は* Cps C16留分から誘導される。
式■およびHにより表されるモノチオリン酸のアミン塩および金属塩中のX基は 、金属またはアンモニウム基とされ得る。一般に、この金属Xは、アルカリ金属 、アルカリ土類金属または遷移金属である。より好ましい実施態様では、この金 属は、アルカリ土類金属または遷移金属である。
金属の特定の例には、ナトリウム、カリウム、カルシウム。
バリウム、マグネシウム、亜鉛、カドミウム、銅、チタン。
鉛などが包含される。
式1および式■中のアンモニウム基Xは、一般に2次式により特徴づけられる: R”R’RSN÷−H ここで R3,R4およびBSは、それぞれ独立して、水素、ヒドロカルビル基 、アミノヒドロカルビル基、ヒドロキシヒドロカルビル基、またはヒドロキシヒ ドロカルビルオキシヒドロカルビル基であるか、またはR3およびR4は、窒素 原子(必要に応じて、酸素、イオウ、または他の窒素原子)を含有する環を形成 するべく、ともに結合されたヒドロカルビル基とされ得る。それゆえ、このアン モニウムカチオンは、アンモニア、または第1級、第2級または第3級アミンか ら誘導され得る。ある好ましい実施態様では、このアンモニウムカチオンは、第 1級アミンから誘導され、そして他のより好ましい実施態様では、このアンモニ ウムイオンは、ヒドロキシヒドロカルビルアミンから誘導される。この基R2, R4および/またはR5がヒドロカルビル基であるとき、それらは、一般に。
約150個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であり、そしてより多くの場 合、約4個〜約30個の炭素原子を含有する脂肪族ヒドロカルビル基とされる。
他方9式Iおよび■中のアンモニウム基Xは、以下の反応により調製されるアシ ル化窒素化合物から誘導され得る:この反応は、カルボン酸生成化合物と、窒素 原子に結合した少なくとも1個の水素を含有するアミンとの、この酸生成化合物 1当量あたり、少なくとも約172当量の反応である。あるより好ましい実施態 様では、このアシル化窒素化合物は、成分(B)として下に記述のアシル化窒素 化合物のいずれか1つとされ得る。このような場合1本発明の組成物は、(A) 少なくとも1種のモノチオリン酸の少なくとも1種のアミン塩(例えば、この塩 は、アシル化アミンから誘導される)と。
分離成分として、(B)この下でより完全に記述されるような少な(とも1種の 窒素含有化合物との混合物を含有する。
本発明の組成物中で成分(A)として利用されるモノチオリン酸のアミン塩およ び金属塩は、当該技術分野で公知のい(つかの方法のいずれかにより、調製され 得る。例えば、このアミン塩および金属塩は、モノチオリン酸と、アミンまたは 塩基性金属化合物との反応から、調製され得る。アミン塩を調製するこの方法は 2例えば、米国特許第2.447.288号で記述され、そしてこの方法による 金属塩の調製は、米国特許第2,224.695号に記述されている。
より好ましい実施態様では、モノチオリン酸のアミン塩および金属塩は、アミン または塩基性の金属原料の存在下にて。
亜リン酸ジヒドロカルビルと、イオウ原料とを反応させることにより、調製され る。この亜リン酸ジヒドロカルビルは。
次式により特徴づけられ得る: ここで R1およびR2は1式Iおよび式■に関連して記述される。この反応に より得られるモノチオリン酸塩は9式■または式■、またはそれらの混合物のい ずれかにより特徴づけられ得る。反応温度を制御することにより1式Iにより主 として特徴づけられる塩、または式■により主として特徴づけられる塩のいずれ かを含有する生成混合物が得られることが。
見いだされた。低温では9式■の塩が支配的であり、そして高温(一般に、80 ℃を越える)では、 p=s基からp−5−p基に再配置されることにより9式 ■の塩が支配的となり始める。
一般に、再配置が起こる温度は9例えばR1基やR2基のサイズや性質のような 多くの因子に依存している。この温度は、この反応で用いられるアミノ化合物ま たは金属化合物の性質やサイズにも依存している。例えば、ヒドロカルビル基R 1および/またはR1の分子量が増すにつれて、再配置を起こすのに必要な温度 もまた。高くなることが、認められている。一般に、80℃または90℃を越え る温度、より多くの場合には、110°Cを越える温度にて、再配置が起こる。
再配置の程度、従って、この生成混合物中に存在するR−5−P化合物(II) の濃度は、高温にておよび/またはより長時間で1反応を行うことにより、増加 され得る0反応中のいずれかの過程、または反応終了時点にて1反応生成物中に 存在し1式1および式■により同定される2つの生成物の量は、”P NMRを 用いることにより、容易に決定され得る。
従って1本発明は、成分(A)シて1式■または式■により特徴づけられ得るモ ノチオリン酸のアミン塩および金属塩。
またはそれらの混合物を用いることが考慮される。このアミン塩または金属塩が 、亜リン酸ジヒドロカルビル、イオウ源およびアミン源または塩基性金属源から 調製されるとき2本発明は9式Iおよび■により特徴づけられるアミン塩または 金属塩の混合物を用いることが、考慮される。ここで1式Iおよび式■の相対量 は制御され得る。
本発明で利用されるアミン塩および金属塩の調製に有用な亜リン酸ジヒドロカル ビル(TV)は、当該技術分野で公知の方法で調製され、そして多くの亜リン酸 ジヒドロカルビルが。
市販に入手可能である。ある調製方法では、低分子量の亜リン酸ジアルキル(例 えば、ジメチル)が、高分子量のアルコール(例えば、デシルアルコール)と反 応に供される。このデシル基は、メタノールの形成を伴って、メチル基と置き換 えられる(これは、古典的なエステル交換法に類イ以している)。
このメタノールは1反応混合物から除去される。
以下は、亜リン酸ジヒドロカルビルの調製の特定例である。
ここで、このヒドロカルビル基は、平均して約8個〜約10個の炭素原子を含有 する。
(以下余白) 実施例P−1 Alfol B−10の1752部(12モル)、および亜リン酸ジメチル66 0部(6モル)の混合物を、窒素を散布しつつ、約120〜130°Cまで加熱 する。この混合物を、形成されるメタノールを除去しつつ、この温度で約8時間 維持する。この反応混合物を、 3Q+nmHg、で140″Cまで真空除去す る。この残留物を。
はぼ室温で濾過する。この濾液は、 10.3%のリン(理論値9.2)を含有 する所望生成物である。
モノチオリン酸塩の調製で有用なイオウ源は9反応系にイ゛オウを供給し得る種 々の物質のいずれかとされ得る。有用なイオウ源の例には、単体イオウ、ハロゲ ン化イオウ、イオウまたは酸化イオウと硫化水素との組合せ、および以下で記述 のような種々の硫化された有機化合物が包含される。単体イオウは、容易に入手 可能であって、有用な反応性のイオウ源である。有用なハロゲン化イオウには、 −塩化イオウ、二塩化イオウなどが包含される。イオウおよび酸化イオウ(例え ば、二酸化イオウ)に硫化水素を加えた配合物はまた。有用なイオウ源である。
本発明のモノチオリン酸塩を調製する際にイオウ源として利用される硫化された 有機化合物Cよ、芳香族スルフィドおよびアルキルスルフィド(例えば、ジベン ジルスルフィド、ジキシリルスルフィド、ジセチルスルフィド、シバラフインワ ックススルフィドおよびポリスルフィド、クラックされた発煙硫酸スルフィドな ど)とされ得る。芳香族スルフィドおよびアルキルスルフィドを調製する方法に は、塩素化された炭化水素と無機スルフィドとの縮合が包含される。それにより 。
2つの分子のそれぞれからの塩素原子は置換され、各分子からの遊離の原子価が 2原子価のイオウ原子に結合する。一般に、この反応は、単体イオウの存在下で 行われる。
本発明の配合物中で有用なジアルキケニルスルフィドの例は、米国特許第2,4 46,072号に記述されている。これらのスルフィドは、一般に酸塩の形状で の亜鉛または類似の金属の存在下にて、3個〜12個の炭素原子を含有するオレ フィン性炭化水素と、単体イオウとを相互作用させることにより、調製され得る 。このタイプのスルフィドの例には、 6.6’−ジチオビス(5−メチル−4 −ノネン)、2−ブテニルモノスルフィドおよびジスルフィド、および2−メチ ル−2−ブテニルモノスルフィドおよびジスルフィドが包含される。
イオウ源として有用なスルフィドオレフィンには、オレフィン(好ましくは、3 個〜6個の炭素原子を含有するオレフィン)またはそれらから誘導される低分子 量ポリオレフィンと、イオウ含有化合物(例えば、イオウ、−塩化イオウ、およ び/または二塩化イオウ、硫化水素など)との反応により調製される硫化オレフ ィンが包含される。
この硫化された有機化合物は、以下の硫化油とされ得る:この硫化油は、鉱油を 含めた天然油または合成油、ラード油。
脂肪族アルコールおよび脂肪酸または脂肪族カルボン酸から誘導されるカルボン 酸エステル(例えば、オレイン酸ミリスチル、オレイン酸オレイル)、マツコラ 鯨油および合成のマツコラ鯨油代用物、および合成の不飽和エステルまたはグリ セリドを処理することにより、調製され得る。安定性のある硫化された鉱物性潤 滑油は、適当な鉱物性潤滑油を、約175°Cを越える温度、好ましくは約20 0″C〜約260°Cにて、約1%〜約5%のイオウとともに加熱することによ り、得られる。
この加熱は、実質的に銅を腐食させない反応生成物を得るためになされる。この 方法で硫化される鉱物性潤滑油は、蒸留物または残留油(これらは、パラフィン 系、ナフテン系または混合ベースのクルードから得られる)とされ得る。同様に 。
硫化された脂肪油(例えば、硫化されたラード油)は、約150°Cの温度にて 、均一な生成物を得るのに充分な時間にわたって、ラード油を約10%〜15% のイオウと加熱することにより。
得られる。
イオウ源として有用である硫化された脂肪酸エステルは。
イオウ、−塩化イオウおよび/または二塩化イオウと、不飽和脂肪エステルとを 、高温下で反応させることにより、調製され得る。典型的なエステルには+ C 1l C24不飽和脂肪酸(例えば、パルミトレイン酸(palmitolei c ) 、オレイン酸。
リシノール酸、ペトロセリンク酸(petroselic) 、バセニン酸(v accenic) + リノール酸、リルン酸、オレオステアリン酸、リカン酸 など)のCt C!・アルキルエステルが包含される。混合された不飽和脂肪酸 から調製される硫化脂肪酸エステルは1例えば、動物性の脂肪や植物性油から得 られる。
この動物性脂肪や植物性油には9例えば、トール油、あまに油、オリーブ油、ひ まわり油、ビーナツツ油、なたね油、魚油、鯨油などが有用である。硫化され得 る脂肪エステルの特定の例には、トール油酸ラウリル、オレイン酸メチル、オレ イン酸エチル、オレイン酸ラウリル、オレイン酸セチル、リノール酸セチル、リ シノール酸ラウリル、リノール酸オレイル、ステアリン酸オレイル、およびアル キルグリセリドが包含される。
本発明のイオウ源組成物として用いられ得る有機イオウ含有化合物の他のクラス には、オレフィン性のモノジカルボン酸の硫化された脂肪族エステルが包含され る。例えば、1個〜約30個の炭素原子を有する脂肪族アルコールは、モノカル ボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2,4−ペンタジェン酸など)、 またはフマール酸、マレイン酸、ムコン酸(muconic acid )など をエステル化するべく、用いられ得る。
これらエステルの硫化は、単体イオウ、−塩化イオウおよび/または二塩化イオ ウを用いて行われる。
硫化された有機化合物の他のクラスは9次の一般式により特徴づけられるジエス テルスルフィドであるニーSy [(CHt)xcOOR] zここで、Xは約 2〜約5;yは1〜約6.好ましくは1〜約3;そしてRは、約4個〜約20個 の炭素原子を有するアルキル基である。R基は9本発明の組成物の油中での溶解 性を維持するのに充分な大きさのある。直鎖基または分枝鎖基とされ得る。典型 的なジエステルには、チオジアルカノール酸(例えば、プロピオン酸、ブタン酸 、ペンタン酸およびヘキサン酸)のブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オク チル。
ノニル、デシル、トリデシル、ミリスチル、ペンタデシル。
セチル、ヘプタデシル、ステアリル、ラウリルおよびエイコシルジエステルが包 含される。このジエステルスルフィドのうち、特定の例は、ジラウリル3.3“ −チオジプロピオネートがある。
あるより好ましい実施態様では、この硫化された有機化合物は、硫化されたオレ フィンを含有する。例えば、有機ポリスルフィドは、米国特許第2,708,1 99号に従って、4個またはそれ以上の炭素原子を含有するオレフィンをスルホ 塩化すること(sulfochlorination ) 、およびさらに無機 の高級ポリスルフィドで処理することにより、調製され得る。
ある実施態様では、硫化されたオレフィンは、(1)−塩化イオウと、低級炭素 原子オレフィンの化学量論的に過剰量とを反応させること、(2)得られた生成 物を、アルコール−水溶媒中において、遊離イオウの存在下にて、2:1を越え ないモル比で、アルカリ金属スルフィドで処理すること、そして(3)その生成 物を無機塩基と反応させること、により生成される。この方法は、米国特許第3 ,471,404号に記述され、米国特許第3.471.404号の開示内容は 、硫化されたオレフィンを調製するこの方法、およびそれにより生成される硫化 オレフィンの論述に関して、ここに示されている。一般に、このオレフィン反応 物は、約2個〜約5個の炭素原子を含有する。
その例には、エチレン、プロピレン、ブチレン、インブチレン、アミジノなどが 包含される。要約すれば、第1段階では。
−塩化イオウは、この−塩化イオウ1モルあたり1〜2モルのオレフィンと反応 に供される。この反応は2反応物を約20〜80℃の温度で混合するごとにより 9行われる。第2段階では、第1段階の生成物が、アルカリ金属(多分、硫化ナ トリウム)およびイオウとの反応に供される。この混合物は、イオウ1グラム原 子あたり、約2.2モルまでの金属スルフィドからなる。この第1段階の生成物 に対するアルカリ金属スルフィドの比は9段階1の生成物の1モルあたり、約0 .8〜約1.2モルである。一般に、この第2段階は、還流条件下にて。
アルコールまたはアルコール−水溶媒の存在下で行われる。
この工程の第3段階は、約1%〜約3%の塩素を含有するリン硫化オレフィンと 、無機塩基との水溶液中での反応である。
水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸化物が用いられ得る。この反応は、 塩素含量が0.5%を下まわる量に減少するまで、続けられる。この反応は、還 流条件下で約1〜24時間にわたって行われる。
本発明の組成物中で有用な硫化オレフィンもまた。大気圧以上にて、触媒存在下 で、オレフィン化合物と、イオウおよび硫化水素の混合物とを反応させること、 それに続いて低沸点物質を除去することにより、調製され得る0本発明で有用な 硫化組成物を調製するこの方法は、米国特許第4.191.659号に記述され 、この開示の内容は、有用な硫化組成物の調製の記述に関して、ここに示されて いる。この特許で記述されている任意の最終段階は1例えば、アルカリ金属スル フィドで処理することによる。活性イオウの除去である。
この方法で硫化され得、そしてイオウ源として用いられ得る有機化合物は、実際 には多種多様である。これらは、少なくとも1個のオレフィン性二重結合を含有 する。この結合は。
非芳香族性の二重結合として定義されている;すなわち、この結合は、2つの脂 肪族炭素原子を接続している。その最も広い意味では、このオレフィンは1次式 で定義され得る:R’R”C,CR3R’ ここで、各R1,R2,R3およびR4は、水素または有機基である。一般に、 上の式中における水素でないR基は、以下のような基により満たされ得る:この 基は、 −C(RS)3 、−COOR’。
−CON(R5)2 、−COON(Rs)4.−COOM 、 −CN 、  −X、 −YR’または−Arである。ここで、各R5は、独立して、水素、ア ルキル、アルケニル、アリール、置換アルキル、置換アルケニルまたは置ンまた は置換アルキレンであって、それにより、約12個までの炭素原子を有する環が 形成される; Mは、金属カチオン(好ましくは、■族または■族金属。
例えば、ナトリウム、カリウム、バリウム、カルシウム)の1当量; Xはハロゲン(例えば、塩素、臭素またはヨウ素);Yは酸素または二価のイオ ウ; Arは、約12個までの炭素原子を有するアリール基または置換アリール基であ る。
R1,R2,R3およびR4のいずれか2つはまた。−緒になって。
アルキレン基または置換アルキレン基を形成し得る;すなわち、このオレフィン 性化合物は、脂環族とされ得る。
上で記述の置換部分における置換基の性質は9通常9重要ではない。このような いずれの置換基も、それが潤滑環境に適合しているか、または適合し得る限り、 そして意図された反応条件を妨げない限り、有用である。それゆえ、用いられる 反応条件下にて9分解して有毒となるような不安定な置換化合物は、考慮されな い。しかしながら、ケトやアルデヒドのようなある置換基は、うまく硫化を受け 得る。適当な置換基を選択することは、当該技術分野の範囲内であるが、または 画一的な試験により、確立され得る。このような置換基の典型例には、上で挙げ た部分のいずれかだけでなく、ヒドロキシ、アミジン、アミノ、スルホニル、ス ルフィニル、スルホネート、ニトロ、ホスフェートホスファイト、アルカリ金属 メルカプトおよびその類似物が包含される。
このオレフィン性化合物は、ふつうは、その中の水素以外の各R基が、独立して 、アルキル、アルケニルまたはアリールまたは(多くはないが)対応する置換基 であるような化合物である。モノオレフィン性化合物およびジオレフィン性化合 物、特に前者は、より好ましい;特に末端モノオレフィン炭化水素、すなわち  R3およびR4が水素であり R1およびRZがアルキルまたは了り−ル、特に アルキルの化合物(すなわち、このオレフィンは脂肪族である)は、より好まし い。約3個〜約30個の炭素原子、特に約3個〜約16個(最も多くの場合、9 個を越えない)の炭素原子を有するオレフィン性化合物は、特に望ましい。
イソブチン、プロピレンおよびそれらのダイマー、トリマーおよびテトラマー、 およびそれらの混合物は、特に好ましいオレフィン性化合物である。これらの化 合物のうち、イソブチレンおよびジイソブチレンは、特に望ましい、それらが有 用なうえに、そこから、特に高いイオウ含量の組成物が調製され得るからである 。
イオウおよび硫化水素の市販の原料は1通常、この硫化反応のために用いられる 。通常それらと結合した不純物は、不利益な結果を生じないなら、存在していて もよい。それゆえ。
市販のジイソブテンは1本質的に2つの異性体を含有すると考えられている。こ の混合物は9本発明に従って使用するべく、考慮される。
オレフィン性化合物1モルあたりのイオウおよび硫化水素の量は、それぞれ、約 0.3−3.0グラム原子および約0.1−1.5ダラム原子である。より好ま しい範囲は、それぞれ、約0.5−2.0グラム原子および約0.4−1.25 グラム原子である。バッチ操作では、この反応物は、これらの範囲を供給するレ ベルで。
導入される。半連続操作および連続操作では、この反応物は。
いずれの割合でも混合され得るが、物質収支を基準にして混合される。これら反 応物は、これらの割合の範囲内の量にて。
消費されるように存在している。それゆえ1例えば3反応容器に最初にイオウだ けが充填されるなら、このオレフィン性化合物および硫化水素は、所望の割合が 得られるような速度にて、増分的に加えられる。
硫化反応が行われる温度範囲は、一般に、約50−350°Cである。より好ま しい範囲は、約100−200°Cであり、約125−180°Cが特に適当で ある。この反応は、大気圧以上で行われる;これは、ふつうは、自己発生的な圧 力(すなわち2反応の過程で自然に生じる圧力)とされ得、またそうである。し かし。
この圧力は、外部から作用させた圧力であってもよい。反応中に生じる正確な圧 力は、系の設計や操作2反応温度、および反応物や生成物の蒸気圧のような因子 に依存する。その圧力は9反応過程で変えられ得る。− 反応混合物中に、硫化触媒として有用な物質を混合することは、しばしば有利と なる。これらの物質は、酸性、塩基性または中性とされ得る。有用な中性物質お よび酸性物質には。
酸性化された粘土(例えば°’5uper Filtrol”)、p−)ルエン スルホン酸、ジアルキルホスホロジチオ酸、および硫化リン(例えば、三硫化リ ン)が包含される。
より好ましい触媒は塩基性物質である。これらは、無機酸化物および塩(例えば 、水酸化ナトリウム、酸化カルシウムおよび硫化ナトリウム)とされ得る。しか しながら、最も望ましい塩基触媒は、アンモニアやアミンを含めた窒素塩基であ る。このアミンには、第1級、第2級および第3級のヒドロカルビルアミンが包 含される。ここで、このヒドロカルビル基は、アルキル、アリール、アラルキル 、アルカリールまたはその類似物であり、約1−20個の炭素原子を含有する。
適当なアミンには、アニリン、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、ドデシルア ミン、モルホリン、ナフチルアミン、タロアミン、N−エチルジプロピルアミン 、N−フェニルベンジルアミン、 N、N−ジエチルブチルアミン、ra−トル イジンおよび2,3−キシリジンが包含される。ピロリジン、N−メチルピロリ ジン。
ピペリジン、ピリジンおよびキノリンのような複素環アミンもまた。有用である 。
用いられる触媒物質の量は、一般に、オレフィン性化合物の約0.05−2.0 重量%である。より好ましいアンモニアおよびアミン触媒の場合には、オレフィ ンの1モルあたり、約0.0005−0.5モルがより好ましい。約0.001 −0.1モルは特に望ましい。
触媒として、またはこの上で述べた1種またはそれ以上の触媒のための希釈剤と してのいずれかで、水はまた。この反応混合物中に存在し得る。存在するときの 水の量は、ふつうは、オレフィン性化合物の約1−25重量%である。しかしな がら、水の存在は必須ではない、あるタイプの反応装置が用いられるとき、実質 的に無水条件下で反応を起こすのが、有利とされ得る。
この方法は、ふつうは、水板外の溶媒や希釈剤なしで9行われる。しかしながら 1時には9反応中にて実質的に不活性で通常液状の有機希釈剤を用いるのが、望 ましいとされ得る。
適当な希釈剤の種類は、当業者には容易に明らかとされる。
反応が完結するのに要する時間は、試薬、その割合9反応器度、触媒の存在また は不存在、および試薬の純度に依存して、変えられる0反応の過程は1反応容器 の圧力を記録することにより、うまく追跡される;この反応は、この圧力が一定 値で安定すると、完結したと考えられ得る。
この上で記述した方法により、硫化された混合物を調製することに続いて、実質 的に全ての低沸点物質が除去される。
これら低沸点物質の種類は、用いられる反応物の量やタイプ。
および反応条件に従って、変わる。それは、また、加えられ得る硫化生成物だけ でな(、臭気や引火性を考慮すること。
反応物や副生成物の再生の必要性などのようなことに従って。
ある範囲で変えられる。最も多くの場合、この生成物は、 ASTM法D93に より決定されるように、約30゛cを越える。好ましくは約70℃を越える。望 ましくは約100℃を越える引火点を有するべきである。また、参考として、  ASTM法D56およびD1310も行われる。
オレフィン性化合物のような出発オレフィンに加えて、低沸点物質には、多くの 場合、特にこの出発物質が9個を越えない炭素原子を含有するとき、メルカプタ ンやモノスルフィドが包含される。これらの状況では、この生成物は、約5重量 %を越えないこのような出発物質、メルカプタンおよびモノスルフィドを含有す る。これらの物質が大気圧や室温で気体状なら、これらは、単に反応容器に逃げ 口をつけることにより、一部除去され、そして望むなら再生され得る。揮発性物 質がより少ない出発物質の場合には、大気圧蒸留や真空蒸留、またはストリッピ ングのような方法によることが、必要とされ得る。他の有用な方法は、適当な温 度および圧力にて。
この混合物に、窒素ガスのような不活性ガスを通すことである。大容量のガスク ロマトグラフィーや分子蒸留もまた。有用とされ得る。
この反応混合物中に存在する全ての固体は、大ていの場合。
液状生成物を単に注ぐことにより、うまく除去され得る。さらに固体を除去する ことが望ましいなら、濾過や遠心分離のような従来方法が用いられ得る。
この発明方法において、さらに選択的な段階は、活性イオ。
つを減らすべく、この上で記述のように得られる硫化生成物を処理することであ る。“活性イオウ”とは、銅や類偵物質の染色を起こし得る形状のイオウを意味 する。活性イオウを減少させるとき、当該技術分野で公知のいくつかの方法のい ずれかが使用され得る0例示方法は、米国特許第3.498.915号に記述の ように、アルカリ金属スルフィドでの処理である。
他の任意の処理は、硫化組成物の芳香特性1色特性および染色特性のような特性 を改良するべく、用いられ得る。これらには、 5uper Filtrolの ような酸性粘土を用いた処理、フーラー土、活性炭、アルミナ粘土などを通した 濾過が包含され得る。このような処理により、しばしば、塩基性触媒を用いる必 要がなくなる。
この方法で調製される硫化組成物の正確な化学的性質は。
正確には知られていない。これら組成物をその調製方法によって記述することは 、非常に便利である。しかしながら、この組成物が、9個を越えない(特に、7 個を越えない)炭素原子を含むオレフィンから調製されるとき、それらは、主と して、ジスルフィド、トリスルフィドおよびテトラスルフィドを含有する。これ ら硫化組成物のイオウ含量は、ふつうは。
約2−60重量%、好ましくは約25−60重量%、そして最も望ましくは約4 0−50重量%である。
この方法での硫化オレフィンの調製方法は、以下の実施例により例示される。こ れらの実施例およびそれに続く他の実施例、およびこの明細書や請求の範囲の他 の部分で、ほかに指示がなければ、全ての部およびパーセントは1重量基準であ る。
(以下余白) 実施例S−1 ジャケットのついた高圧反応器(これには、撹拌機や内部冷却コイルが取り付け られている)に、イオウ(526部、 16.4モル)を充填する。気体状の反 応物を導入する前に、このコイルを通して、冷却された塩水を循環させて、この 反応器を冷却する。この反応器をシールし、約2torrまで減圧し、そして冷 却した後、イソブチン920部(16,4モル)および硫化水素279部(8, 2モル)をこの反応器に充填する。この反応器を、外部のジャケットにて、蒸気 を用いて約182℃の温度まで、約1.5時間かけて加熱する。この加熱中に、 約168°Cの温度にて、 1350psigの最大圧力が達成される。最大の 反応温度に達する前に、圧力は減少し始め、気体反応物が消費されるにつれて、 一定割合で減少し続ける。約182°Cの反応温度で約10時間後、この圧力は 310〜340psigとなり、圧力の変化割合は、1時間あたり約5〜10p sigである。未反応の硫化水素やイソブチンは9回収系に排出される。反応器 の圧力が大気圧にまで減少した後、この硫化混合物は、液体として回収される。
この混合物に、約100’Cにて窒素が吹き込まれ、低沸点物質(これには、未 反応イソブチン、メルカプタンおよびモノスルフィドが含まれる)が除去される 。窒素の吹き込み後。
残留物は5%の5uper Filtrolで撹拌され、ケイソウ土濾過助剤を 用いて濾過される。この濾液は、 42.5%のイオウを含有する所望の硫化組 成物である。
実施例S−2 実施例Iで記述の反応器と類似の反応器に、イオウ(151部)を充填する。こ のイオウを160°Cまで加熱し9反応器をシールして、減圧状態とする。この 反応器に、約4.5時間かけて硫化水素(72部)をゆっくりと加える。その後 、約3.8部の硫化水素を加えた後、この反応器に触媒のn−ブチルアミン1. 6部を加える。イオウ、触媒、および約1o部の硫化水素を含有する反応容器に 、イソブチレン(157部)を、以下のような方法でゆっくりと加える:この方 法では、イソブチレンおよび硫化水素の添加速度は2例えば、全ての硫化水素が 加えられるまで、硫化水素の10モル%過剰量が維持されるような方法である。
イソブチレンの残りの添加は、この157部全部が加えられるまで、続けられる 。温度は、上の添加および反応を通じて9時々必要なだけ冷却しながら、160 〜171°Cの間の範囲に維持される。この反応は、 171 ’Cで5時間保 たれ2次いで、容器の圧力が大気圧に減少するまで、未反応の硫化水素およびイ ソブチレンが1回収系に排出される。反応粗製物から低沸点物質を分離すること は、窒素を吹き込んだ後、真空除去により1行われる。この残留物は1次いで、 濾過される。この濾液は、47重量%のイオウを含有する所望の硫化組成物であ る。
実施例5−3 一塩化イオウ(2025部、 15.0モル)を45°Cにまで加熱する。
表面下のガス散布によって、イソブチレンガス1468部(26,2モル)を5 時間にわたって、この反応器に供給する。温度を45〜50’Cに維持する。散 布の終了時点で1反応器合物は、 1352部に増加する。
分離された反応容器中に、60%の薄片状の硫化ナトリウム2150部(16, 5モル)、イオウ240部(7,5モル)、および水4000d中でのイソプロ パツール420+alの溶液を加える。この内容物を40°Cまで加熱する。先 に調製したー塩化イオウとイソブチレンとの付加物を、温度を75°Cまで上げ つつ、374時間にわたって加える。この反応混合物を6時間還流し、その後、 この混合物に2分離層を形成させる。下方の水層を捨てる。上方の有機層を、  10%の水酸化ナトリウム水溶液2リツトルと混合する。この混合物を6時間還 流する。有機層を再び取り出し、水1リットルで洗浄する。洗浄した生成物を。
90°C,30mdg、の圧力で、30分間加熱することにより、乾燥する。こ の残留物をケイソウ土濾過助剤で濾過すると、透明な黄だいだい色の液体207 0部が得られる。
実施例S−4 反応の間じゅう窒素雰囲気を維持しつつ、この反応器に塩化イオウ102.8部 を充填する。表面下の系を通じて、この反応器に、約718.5部の気体状イソ ブチレンを供給する。冷却水浴で約49°Cの最大バッチ温度に維持しつつ、で きるだけ早くイソブチレンを加える。イソブチレンを全て加えた後、浴温か低下 し2反応の完結が示される。
分離容器にて、18%硫化ナトリウムの340.3部および50%水酸化ナトリ ウム水溶液363.8部の混合物を調製する。上のバッチから回収された55. 7%のイソプロピルアルコール−水混合物の128.77部を加える。この添加 物は、乾燥イソプロピルアルコールの71部と等価である。この混合物を撹拌し 、循環させ、そして2時間かけて還流下で約74°Cの温度まで加熱する。バッ チ温度を約75〜80℃の間に維持しつつ、イソブチレン168.13部、上で 調製した塩化イオウ反応生成物を、5時間かけて加える。この反応混合物を約8 0°Cに維持し、そして約5時間撹拌する。この混合物を2次いで、約38°C まで冷却し、沈降させる。有機層(138,7部)を水層から分離し、残留して いる全ての水および揮発物質を取り除く。撹拌しながら、残留物に濾過助剤を加 え、この混合物を1次いで、約50〜65°Cで濾過する。この濾液は、約43 %のイオウを含有する所望生成物である。
他の実施態様では、この硫化された有機化合物は、特定のタイプの環式オレフィ ンまたは二環式オレフィンから誘導される。これらオレフィンは、少なくとも1 種のジェノフィルと、少なくとも1種の脂肪族共役ジエンとのディールス−アル ダ−付加物である。この硫化されたディールス−アルダ−付加物は1種々の硫化 剤と、ディールス−アルダ−付加物とを、この後でより完全に記述されているよ うに反応させることにより、調製され得る。好ましくは、この硫化剤はイオウで ある。
このディールス−アルダ−付加物は、ジエン合成またはディールス−アルダ−反 応により調製される。公知で技術的に認められたクラスの化合物である。このク ラスの化合物に関連した従来技術の要約は、ソ連国のモノグラフ、 Dieno νyi Sintes(Izdatelstwo Akade+++ii Na uk 5SSR,1963,A、S、0nischenk。
による、これは、 Diene 5ynthesis、 N、Y、+ Dani el Davey andCo、、 Inc、+ 1964. L、 1lan del as A、S、 0nischenko、により。
英語に翻訳された)に見いだされる。このモノグラフ、およびその中に示された 参考文献の内容は2本明細書に示されている。
この付加物、および付加物を調製する工程は、以下の実施例により、さらに例示 される。
実施例S−5 トルエン400部および塩化アルミニウム66.7部を含有する混合物を、2リ ツトルフラスコ(これには、撹拌器、窒素導入チューブ、および固体状の二酸化 炭素で冷却された還流冷却器が固定されている)に充填する。アクリル酸ブチル 640部(5モル)およびトルエン240.8部を含有する第2の混合物を、3 7〜58℃の範囲内の温度で0.25時間維持しつつ、このAlCl3スラリー に加える。その後2反応塊の温度を外部冷却により50−61°Cに維持しつつ 、ブタジェン313部(5,8モル)をこのスラリーに加える。この反応塊に約 3.3時間窒素を吹き付け1次いで、4リツトルの分液ロートに移し、そして濃 塩酸150部の水1100部溶液で洗浄する。その後、水を追加して2回洗浄す る。各洗浄には、水1000部を用いる。洗浄した反応生成物を、連続蒸留し、 未反応のアクリル酸ブチルおよびトルエンを除去する。この最初の蒸留段階での 残留物は。
9〜10ミリメートル水銀の圧力にて、さらに蒸留にかける。
その後、 105−115°Cの温度で所望生成物を集める。
実施例S−6 イソブレン136部、アクリロニトリル106部およびヒドロキノン(重合禁止 剤)0.5部を、ロッキングオートクレーブ(rocking autocla ve)中で混合し、その後130〜140°Cの範囲の温度で16時間加熱する ことにより、イソプレンおよびアクリロニトリルの付加物を調製する。オートク レーブの排気口を開き、内容物をデカントすることによって、淡黄色の液体24 0部が生成する。この液体から、90°Cの温度にて揮発成分を除去し、10ミ リリツトル水銀の圧力を加えることにより。
残留物として、所望の液状生成物が生じる。
実施例S−7 実施例S−6の方法を用いて、イソプレン136部、アクリル酸メチル172部 、およびヒドロキノン0.9部を、イソプレン−アクリル酸メチル付加物に転化 する。
実施例S−8 反応混合物にブタジェンを270部(5モル)だけ含有させたこと以外は、実施 例S−6の一般的な方法を繰り返す。
イオウ含有化合物は、硫化剤(例えばイオウ)と、この上で述べたタイプの少な くとも1種のディールス−アルダ−付加物との混合物を、約110℃から、この ディールス−アルダ−付加物の分解温度をちょうど下まわる温度までの範囲内の 温度にて、加熱することにより、容易に調製される。約110°C〜約200° Cの範囲内の温度が通常用いられる。この反応により、生成物(そのいくつかは 同定されている)の混合物が生じる。公知構造の化合物では、イオウは、置換さ れた不飽和のシクロ脂肪族反応物と、この不飽和反応物の核の二重結合にて9反 応に供される。
このイオウ含有組成物を調製する際に用いられるディールス−アルダ−付加物に 対するイオウのモル比は、約0.5 : 1〜約10:1である。しかし、この モル比は、一般に、約4:1を越えない。本発明のある実施態様では、このモル 比は。
約1.7 : 1を越えず、より好ましくは約1:1を越えない。
この硫化反応は、適当な不活性の有機溶媒(例えば、鉱油。
7個〜約18個の炭素原子を有するアルカンなど)の存在下にて行われ得る。し かし、溶媒は、一般に必要ではない0反応の完結後、この反応塊は、濾過される か、および/または他の従来の精製工程にかけられる。種々のイオウ含有生成物 は。
公知構造または未知構造の化合物を含有する反応混合物の形状で、用いられ得る ので、この生成物を分離する必要はない。
硫化水素は望ましくない不純物なので、生成物からのH,Sの除去を助けるため の標準方法を用いるのが有利である。水蒸気、アルコール、空気または窒素ガス を吹き込むことにより、この吹き込みをするしないにかかわらず減圧下で加熱す ることと同様に、 Hzsの除去が助けられる。
時には、この反応混合物に、硫化触媒として有用な物質を混合することが、有利 となる。これらの物質は、酸性、塩基性または中性とされ得る。有用な中性物質 および酸性物質には、酸性粘土(例えば、”5uper Filtrol″)、 p−トルエンスルホン酸、ジアルキルホスホロジチオ酸、硫化リン(例えば、三 硫化リン)および亜リン酸塩(例えば、亜リン酸トリアリール、例えば亜リン酸 トリフェニル)が包含される。
この塩基性物質は、無機酸化物および塩(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カ ルシウムおよび硫化ナトリウム)とされ得る。しかしながら、最も望ましい塩基 性触媒には、アンモニアやアミンを含めた窒素塩基がある。このアミンには。
第1級、第2級および第3級のヒドロカルビルアミンが包含される。ここで、こ のヒドロカルビル基は、アルキル、アリール、アラルキル、アルカリールまたは その類似物であって。
約1−20個の炭素原子を含有する。適当なアミンには、アニリン、ベンジルア ミン、ジベンジルアミン、ドブシルトアミン。
ナフチルアミン、タロアミン、N−エチルジプロピルアミン。
N−フェニルベンジルアミン、 N、N−ジエチルブチルアミン、トトルイジン および2,3−キシリジンが包含される。ピロリジン。
N−メチルピロリジン、ピペリジン、ピリジン、モルホリンおよびキノリンのよ うな複素環アミンもまた。有用である。
触媒が用いられるとき、その量は、一般に、この付加物の約0.05〜2.0重 量%である。
以下の実施例は、ディールス−アルダ−付加物から誘導されるイオウ含有化合物 の調製を例示している。
実施例S−9 実施例S−7のイソプレン−メタクリレート付加物(これは。
110〜120℃に加熱された)の255部(1,65モル)に対し。
45分間かけて、イオウ華を53部(1,65モル)で加える。この加熱を、  130−160℃の範囲の温度にて、4.5時間続ける。
室温まで冷却した後、この反応混合物を、中程度に焼結させたガラスロートで濾 過する。この濾液は、所望のイオウ含有生成物の301部からなる。
実施例5−10 アクリル酸ブチルとイソプレンとのディールス−アルダ−付加物1175部(6 モル)、およびイオウ華192部(6モル)を含有する反応混合物を、108〜 110°Cにて0.5時間加熱し。
次いで155〜165°Cの温度まで6時間加熱する。この間、1時間あたり0 .25〜0.5標準立方フイートで、この反応混合物に窒素ガスを泡立たせる。
加熱期間の終了時点で、この反応混合物を冷却し、室温で濾過する。その後、こ の生成物を24時間放置し、再び濾過する。この濾液は、所望生成物である。
実施例5−11 イオウ(4,5モル)、およびイソプレン−メタクリル酸メチル付加物(4,5 モル)を、室温で混合し、そして110″Cにて1時間加熱する。この間、1時 間あたり0.25〜0.5標準立方フイートで、この反応塊に窒素を吹き込む。
続いて、窒素の吹き込みを保ちつつ、この反応混合物を、6時間で150〜15 5°Cの温度まで上げる。加熱後、この反応塊を室温まで冷却しつつ、数時間放 置する。その後、これを濾過する。この濾液は、所望のイオウ含有生成物の84 2部からなる。
実施例5−12 実施例S−8のように調製したアクリル酸ブチル−ブタジェン付加物1703部 (9,4モル)、イオウ280部(8,8モル)および亜リン酸トリフェニル1 7部の混合物を9反応容器中で調製し、そして、2時間かけて約185°Cの温 度まで徐々に加熱する。この間、この混合物を撹拌し、窒素で洗う。この反応は 。
160〜170°C近くで発熱的であり、そしてこの混合物を、約185°Cで 3時間維持する。この混合物を2時間かけて90°Cまで冷却し、そして濾過助 剤を用いて濾過する。この濾液は。
14.0%のイオウを含有する所望生成物である。
実施例5−13 反応混合物から亜リン酸トリフェニルを省いたこと以外は。
実施例5−12の方法を繰り返す。
実施例5−14 硫化触媒として、亜リン酸トリフェニルをトリアミルアミン2.0部で置き換え たこと以外は、実施例5−12の方法を繰り返す。
上で述べたように、上記反応で生成したイオウ含有生成物を分離する必要はない 。この反応生成物は、構造が確認されている化合物を含有するだけでなく、構造 未知の化合物も含有する混合物である。この反応混合物の成分を分離することは 、経済的に実行不可能なので、これらは、イオウ含有化合物の混合物として、配 合して使用される。
(以下余白) このイオウ源は、少なくとも1種の硫化テルペン化合物。
または以下により調製される組成物とされ得る:この組成物は、少なくとも1種 のテルペン、および少なくとも1種の他のオレフィン性化合物を含有する混合物 を硫化することにより、富周製される。
用語゛テルペン化合物”は、ここで用いられるように、経験式C1゜H1&を有 する9種々の異性体のテルペン系炭化水素を包含するつもりである。この炭化水 素は9例えば、テルペンチン、松根油およびジペンテン、および種々の合成や天 然で得られる酸素含有誘導体を含有する。これら種々の化合物の混合物は、特に 、松根油やテルペンチンのような天然生成物が用いられるとき、一般に、利用さ れる。例えば、松根油(これは、廃物の松の木を、加熱蒸気で分解蒸留すること により、得られる)は、テルペン誘導体の混合物を含有する。
このテルペン誘導体には1例えば、α−テルピネオール、β−テルピネオール、 α−フェンコール(fenchol ) 、カンファー、ボルネオール/イソボ ルネオール、フェンコーン(fenchone:エストラゴール(estrag ole ) 、 ジヒドロ−α−テルピネオール、アネトール、および他のモノ テルペン系炭化水素がある。ある松根油中の種々の成分の特定の比および量は、 特定の原料および蒸留の程度に依存する。松根油から誘導される生成物の群は、 ヘルクレス(Hercules )社から市販されている。ヘルクレス社から入 手可能で、一般にテルペン化合物として公知の松根油生成物は2本発明で用いら れる硫化生成物を調製する際に、特に有用であることが見いだされている。
このような生成物の例には、α−テルピネオール(これは。
約95−97%のα−テルピネオールを含有する)、高純度の第3級テルペンア ルコール混合物(これは、典型的には、 96.3%の第3級アルコールを含を する)が包含される:テルピネオール318プライムは、テルペン水和物の脱水 素化により得られる異性体テルピネオールの混合物であり、これは、約60−6 5重量%のα−テルピネオール、および15−20重量%のβ−テルピネオール 、および1B−20重量%の他の第3級テルペンアルコールを含有する。有用な 松根油生成物の他の混合物および等級もまた。以下のような名称で、ヘラクレス 社から入手可能である: Yar+++or 302. Herco pine  oiL、 Yarmor302W、 Yarmor FおよびYarmor  60゜イオウ源として利用され得るテルペン化合物は、硫化されたテルペン化合 物、テルペン化合物の硫化混合物、または少なくとも1種のテルペン化合物と少 なくとも1種の硫化チル;、ペン化合物との混合物とされ得る。硫化テルペン化 合物は。
この後で完全に記述のように、テルペン化合物を、イオウ。
ハロゲン化イオウ、またはイオウまたは二酸化イオウと硫化水素との混合物を硫 化することにより、調製され得る。また。
種々のテルペン化合物の硫化は、従来技術で記述されている。
例えば、松根油の硫化は、米国特許第2,012,446号に記述されている。
このテルペン化合物と混合され得る他のオレフィン化合物は、先に記述の化合物 のようないくつかのオレフィン性化合物のいずれかとされ得る0例えば、このオ レフィンは、上で例示のタイプとされ得る。
テルペンと組み合わせて用いられる他のオレフィンもまた。
不飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸エステル、それらの混合物、または上で記述のオレ フィンとのそれらの混合物とされ得る。
用語“脂肪酸”は、ここで用いられるように、天然に生じる植物性または動物性 の脂肪または油の加水分解により得られる酸を示す。これらの脂肪酸は、ふつう は、16個〜20個の炭素原子を含有し、飽和および不飽和の脂肪酸の混合物で ある。
天然に生じる植物性または動物性の脂肪および油中に、一般に含有される不飽和 脂肪酸は、1個またはそれ以上の二重結合を含有し得る。このような酸には、− バルミトイル酸、オレイン酸、リノール酸、リルン酸、およびエルカ酸が包含さ れる。
この不飽和脂肪酸には、天然に生じる動物性および植物性の油(例えば、ラード 油、トール油、ビーナツツ油、大豆油。
綿実油、ヒマワリ油、または麦芽油)から得られる酸のような酸の混合物が含ま れ得る。トール油は、ロジン酸(主としてアビエチン酸)、不飽和脂肪酸(主と してオレイン酸)。
およびリノール酸の混合物である。トール油は、木材パルプを製造する硫酸塩化 工程の副生成物である。
この反応混合物に、硫化促進剤として有用な物質を混合することは、しばしば有 利となる。酸性9塩基性または中性のこれら促進剤は、先に論じた。
用いられる促進物質の量は、一般に、テルペン化合物およびオレフィン化合物を 組み合わせた重量あたり、約o、ooos−2,0%である。より好ましいアン モニア触媒およびアミン触媒の場合には、この合わせた重量の1モルあたり、約 0.0005−0.5モルがより好ましく、約0.001−0.1モルは特に好 ましい。
水もまた。促進剤としてか、またはこの上で示した1種またはそれ以上の促進剤 の希釈剤としてのいずれかとして、この反応混合物中に存在する。存在するとき の水の量は、ふつうは、このオレフィン化合物の約1−25重量%である。しか しながら、水の存在は必須ではなく、あるタイプの反応装置が用いられるとき、 実質的に無水条件下で反応を行うことが。
有利となる。
この上で記述の反応混合物に促進剤が混合されるとき、一般に9反応は低温で行 われ得ること、そして生成物は、−最に、淡く着色していることが、観察される 。
テルペンを硫化するのに用いられる硫化試薬には1例えば。
イオウ、ハロゲン化イオウ(例えば、−塩化イオウまたは二塩化イオウ)、硫化 水素とイオウまたは二酸化イオウとの混合物、およびその類似物がある。多くの 場合、イオウ、またはイオウと硫化水素との混合物がより好ましい。しかしなが ら、他の硫化試薬(適当であれば)を、それらと置き換えてもよいことは、理解 されるだろう。全ての硫化試薬の市販原料は1通常1本発明のために用いられる 。通常、これら市販生成物に関連した不純物は、不利な結果がでなければ、存在 していてもよい。
硫化反応がイオウだけを用いて行われるとき、この反応は。
約50〜250″Cの温度、ふつうは約150〜約210°Cの温度にて。
試薬とイオウとを単に加熱することにより1行われる。テルペンおよび他のオレ フィンの配合物と、イオウとの重量比は。
約5:1 と約15=1との間であり、一般に約5:1と約10:1との間であ る。この硫化反応は、充分に撹拌し、かつ一般に不活性雰囲気下(例えば窒素) にて9行われる。この成分や試薬が、この反応温度でかなり揮発性であれば1反 応容器はシールされ、圧力が維持され得る。他の成分の混合物に対し。
イオウを分割して加えることが、しばしば有利となる。
イオウと硫化水素との混合物が9本発明の工程で利用されるとき、テルペンおよ び他のオレフィンの1モルあたりのイオウや硫化水素の量は、ふつうは、それぞ れ、約0.3〜約3グラム原子、および約0.1〜約1.5モルとされる。より 好ましい範囲は、それぞれ、約0.5〜約2.0グラム原子、および約0.4〜 約1.25モルである。最も望ましい範囲は、それぞれ。
約0.8〜約1.8グラム原子、および約0.4〜約0.8モルである。バッチ 操作では、この成分は、これら範囲を得るレベルで、導入される。半連続操作で は、これらはある比で混合され得る。しかし、マスバランスに基づいて、これら は、この比の範囲内の量で消費されるように存在する。それゆえ9例えば1反応 容器にまずイオウだけが充填されるなら、このオレフィン化合物および硫化水素 は、所望の割合が得られるような速度で、増分的に加えられる。
イオウおよび硫化水素の混合物が硫化反応で利用されるとき、硫化反応の温度範 囲は、−穀に、約50〜約350″Cである。
より好ましい範囲は、約100°C〜約200°Cであり、約120°C〜約1 80°Cが特に適当である。この反応は、多くの場合、大気圧以上の圧力(これ は、ふつうは、自然発生的な圧力(すなわち1反応の過程で自然に生じる圧力) とされ得、実際そうである。しかし、これは、外部から適用された圧力であって もよい)の下で行われる。反応中に生じる正確な圧力は。
系の設計や操作1反応温度、および反応物や生成物の蒸気圧のような因子に依存 する。この圧力は2反応過程で変えられ得る。
この反応混合物は、はぼ完全に、上で記述の成分や試薬からなるのが、一般によ り好ましいものの、この反応はまた。
不活性溶媒(例えば、アルコール、エーテル、エステル、脂肪族炭化水素、ハロ ゲン化された芳香族炭化水素など)の存在下で行われてもよい。この不活性溶媒 は、用いられる温度範囲内で、液体である。この反応温度が、比較的に高温(例 えば、約200°C)のとき、生成物がらある程度イオウが発生する。このよう なイオウの発生は、約150−170″Cのようなより低い反応温度が用いられ るとき、避けられる。
この硫化反応を完結させるのに必要な時間は、試薬、それらの割合2反応温度、 促進剤の存在または不存在、および試薬の純度に依存して、変えられる。硫化剤 として、イオウおよび二酸化イオウの混合物が用いられ、そしてこの反応が。
密閉容器中にて高温で行われるとき9反応過程は、この反応容器の圧力を記録す ることにより、うまく追跡され得る。この反応は、一般に、圧力レベルが一定値 で安定すると、完結したと考えられ得る。上で記述の方法によって、硫化混合物 を調製することに続いて、実質的に全ての低沸点物質を、以下のように除去する のが、一般的により好ましい:この方法は、典型的には2反応容器を排気するこ と、または大気圧での蒸留、真空蒸留またはストリッピング、または適当な温度 および圧力でこの混合物に不活性ガス(例えば、窒素ガス)を通すこと、がある 。この反応混合物中に存在する全ての固体は、大ていの場合、この液状生成物を 単に注ぐことにより。
うまく除去され得る。固体をさらに除去することが望ましいなら、濾過や遠心分 離のような従来方法が用いられ得る。
ある場合には、ここで記述の方法に従って得られる硫化生成物を処理して、活性 イオウを減少させることが望ましい。
以下の実施例は、硫化されたテルペン化合物の調製、およびテルペン化合物とオ レフィン化合物との硫化混合物(これは、硫化剤として有用である)を例示して いる。
実施例5−15 反応容器に、市販の松根油(Sargent Welch )を372部(2当 量)で充填する。この松根油を加熱し撹拌する。反応温度を約35°Cに維持し つつ、窒素をゆっくりと吹き付けて、イオウ(128部)を加える。イオウを完 全に加えた後2反応混合物を通して窒素を泡立たせる。この間、これを加熱して 約145°Cで還流する。約8時間の全反応時間の後、この混合物を濾過助剤で 濾過する。この濾液は、 23.35%のイオウ(理論値25.6”)を含有す る所望の硫化生成物である。
実施例S−1に の反応混合物が、松根油186部(1当量)、およびイオウ32部(1,0当量 )を含有すること以外は、実施例5−15の方法を繰り返す。この方法で得られ る生成物は、 15.6%(理論値14.68 >のイオウ含量を有する。
実施例5−17 松根油372部(2当量)およびイオウ96部(3当量)を。
反応容器に加える。全てのイオウを加えるとき、この混合物を、窒素を吹き込み つつ、150°Cまで加熱する。この混合物を、この温度で約10時間加熱する 。この反応混合物を、濾過助剤で濾過する。この濾液は、イオウ含量17.25 %(理論値20.5)を有する所望生成物である。
実施例5−18 松根油186部(1当りおよびポリプロピレン168部(1当量)の混合物を調 製し、イオウ96部(3当量)を撹拌しながら加える。この反応混合物を、窒素 を吹き込みながら、約170’Cの温度に加熱し、この温度で10時間維持する 。この反応混合物を1次いで、冷却し、濾過助剤で濾過する。この濾液は、 1 6.79%(理論値21.33%)のイオウ含量を有する所望生成物である。
この発明の組成物の成分(A)は9次式で表されるようなアミン塩を含有し得る : (Ia) イオウ源の存在下でこの亜リン酸塩との反応に供されて。
アミン塩(Ia)および(Ila)を形成するアミンは、アンモニア、または次 式で表されるような第1級、第2級または第3級アミン、またはそれらの混合物 とされ得る:R”R’R5N ここで、 R3,R’およびR5は、それぞれ独立して、水素、ヒドロカルビル 基、アミノヒドロカルビル基、ヒドロキシヒドロカルビル基、アミノヒドロカル ビル基またはヒドロキシヒドロカルビルオキシヒドロカルビル基であるか、また はR3およびR′は、共に結合して環構造を形成するヒドロカルビル基とされ得 る。この環構造は、窒素原子、および必要に応じて。
追加のへテロ原子(例えば、窒素、酸素またはイオウ)を含有する。一般に、こ のヒドロカルビル基は、約150個までの炭素原子を含有する。これは、多くの 場合、約1個〜約30個の炭素原子を含有する脂肪族ヒドロカルビル基である。
他の実施態様では、このアンモニウムカチオンは、以下の反応により調製される アシル化アミンから誘導される:この反応は、炭化水素置換のカルボン酸生成化 合物(例えば、コハク酸生成化合物)と、窒素原子と結合した少なくとも1種の 水素を含有するアミンとの、酸生成化合物1当量あたり少なくとも約172当量 の反応である。これらアシル化アミンは。
本発明の組成物の成分(B)と同じような、以下に記述の窒素含有組成物とされ 得る。
あるより好ましい実施態様では9本発明のアミン塩を調製する際に有用なヒドロ カルビルアミンは、このヒドロカルビル基中に約2個〜約30個の炭素原子を含 有する第1級ヒドロカルビルアミン、より好ましくはこのヒドロカルビル基中に 約4個〜約20個の炭素原子を含有する第1級ヒドロカルビルアミンである。こ のヒドロカルビル基は、飽和または不飽和であってもよい。第1級飽和アミンの 代表的な例には、低級アルキルアミン(例えば、メチルアミン、エチルアミン、  n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、n−アミルアミン、n−ヘキシルア ミン)、脂肪族の第1級脂肪アミンとして公知のアミン、および“Armeen ″第1級アミン(アルマツク(Armak)ケミカル社、シカゴ、イリノイ、か ら入手可能な生成物)として商業的に知られているアミンがある。典型的な脂肪 アミンには、以下のアルキルアミンが包含される:n−ヘキシルアミン、n−オ クチルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン。
n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、 n−オクタデシルアミン(ステアリルアミン)など、これらのArmeen第1 級アミンは、蒸留された等級および工業上の等級のいずれでも利用可能である。
蒸留された等級では、より純粋な反応生成物が得られるものの、工業上の等級の アミンとの反応でも、所望のアミドおよびイミドが形成される。アルマツクのA rmeen−C,Armeen−0,Armeen−OL 、 Artaeen −T 、 Armeen−HT、 Argeeen−SおよびArmeen−S Dのような混合脂肪アミンもまた。適当である。
他のより好ましい実施態様では、この発明の組成物のアミン塩は、アルキル基中 に少なくとも約4個の炭素原子を有する第3級脂肪族の第1級アミンから誘導さ れるアミンである。
大部分は、これらは、アルキル基中にて、全体で約30個を越えない炭素原子を 有するアルキルアミンから誘導される。
ふつうは、この第3級脂肪族の第1級アミンは2次式により表されるモノアミン である: ここで、Rは、1個〜約30個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である。
このようなアミンは、第3級ブチルアミン、第3級ヘキシル第1級アミン、1− メチル−1−アミノシクロヘキサン、第3級オクチル第1級アミン、第3級デシ ル第1級アミン、第3級ドデシル第1級アミン、第3級テトラデシル第1級アミ ン、第3級ヘキサデシル第1級アミン、第3級オクタデシル第1級アミン、第3 級テトラコサンチル第1級アミン、第3級オクタコサンチル第1級アミンにより 1例示される。
アミン混合物もまた。この発明のために有用である。このタイプのアミン混合物 の例には、 “Pri+mene 81R” (これは、C,、−C,、の第3 級アルキル第1級アミンの混合物である)、および“Pr1lIlene JM −T” (これは、C,、−C,、の第3級アルキル第1級アミンの類似の混合 物である)(ともに。
ローム&ハース社から入手可能である)がある。この第3級アルキル第1級アミ ン、およびそれらの調製方法は、当業者に公知であり、従ってさらに論じる必要 はない。この発明のために有用な第3級アルキル第1級アミン、およびそれらの 調製方法は、米国特許第2.945.749号に記述されており、その内容は、 このことに関する教示について、ここに示されている。
その炭化水素鎖がオレフィン性の不飽和を含有する第1級アミンもまた。実際に 有用である。それゆえ、このR”基およびR″基は、その鎖の長さに依存して、 1個またはそれ以上のオレフィン性不飽和、ふつうは10個の炭素原子あたり1 個を越えない二重結合を含有し得る。代表的なアミンには。
ドデシルアミン、ミリストレイルアミン、パルミトレイルアミン、オレイルアミ ンおよびリルイルアミンがある。このような不飽和アミンもまた。 Ara+e enの商標で入手可能である。
第2級アミンには、 Armeen 2CやArmeen ITのような市販の 脂肪第2級アミン、および混合ジアルキルアミンを含めて。
上のアルキル基の2つを有するジアルキルアミンが包含される。ここで1例えば  R1は脂肪アミン、そしてR2は低級アルキル(1−9個の炭素原子)基(例 えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、ブチルなと)、またはR ”は。
他の非反応性置換基または極性置換基(CN、アルキル、カルボアルコキシ、ア ミド、エーテル、チオエーテル、ハロ、スルホキシド、スルホン)を、基の本質 的な炭化水素的特性を損なわないように存するような、アルキル基とされ得る。
この脂肪ポリアミンジアミンには、七ノーまたはジアルキルであって、対称また は非対称のエチレンジアミン、プロパンジアミン(1,2または1.3)、およ び上のポリアミン類似物が包含される。適当な市販の脂肪ポリアミンには、“D uoraeen C″(N−:l ニー1.3−ジアミノプロパン) 、”Du omeen S” (トソヤー1.3−ジアミノプロパン) 、”Duoaee n T ” (N−タロー1゜3−ジアミノプロパン)、または“Duomee n O” (N−オレイル−1,3−ジアミノプロパン)がある。” Duom een″類は、市販の入手可能なジアミンであり、アルマツクケミカル社、シカ ゴ、イリノイの生成物データの報告書No、7−10RIに記述されている。
アミン塩(Ia)および(Ila)の調製に有用な他の第1級アミンは、第1級 エーテルアミンR″OR’NH!である。ここで。
R“は、2個〜6個の炭素原子を有する2価のアルキレン基。
そしてR”は、約5個〜約150個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である 。これらの第1級エーテルアミンは、一般に、アルコールR”OHと不飽和ニト リルとの反応により iPl製される。このアルコールのR”基は、約150個 までの炭素原子を有する炭化水素ベースの基とされ得る。典型的には、効率およ び経済性のために、このアルコールは、約50個までの炭素原子、好ましくは2 6個までの炭素原子を有するR”をもった、線状または分校状の脂肪族アルコー ルである。もっとも好ましくは、R”は、2個〜20個の炭素原子を有する。こ のニトリル反応物は、2個〜6個の炭素原子を有し得る。アクリロニトリルが最 も好ましい。エーテルアミンは、 SLIPFAMTMの名で入手可能な公知の 市販生成物である。これは、マース(Mars)ケミカル社、アトランタ、ジョ ーシアにより製造され、販売されている。このようなアミンの典型例には、約1 50〜約400の分子量を有するアミンがある。より好ましいエーテルアミンは 、 SIIRFAM P14AB (分枝状Cr a ) 、 SURFAM  P16A(線状CIa) 、 SURFAM P17AB (分枝状C1,)と して同定されるエーテルアミンにより例示される。上で記述されこのあとで用い られるSURFAM類の炭素鎖長(すなわち、014など)は、近似値であり、 酸素のエーテル結合を含めている。例えば、CI 4SLIRFAMであれば、 以下の一般式を有する:C+oHz+0CsHJHt (以下余白) アミン塩(Ia)および(Ila)を形成するのに用いられるアミンは、ヒドロ キシヒドロカルビルアミンとされ得る。すなわち R3,R4および/またはR 5は、ヒドロキシヒドロカルビル基またはヒドロキシ−ヒドロカルビルオキシヒ ドロカルビル基とされ得る。ある実施態様では、これらのヒドロキシヒドロカル ビルアミンは9次式により表され得る:ここで、Rは、一般に、約6個〜約30 個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基 R2は、エチレン基またはプロピレ ン基 R1は、約5個までの炭素原子を含有するアルキレン基。
aは0または1.各R′は、水素または低級アルキル基、そしてx、yおよび2 は、それぞれ独立して、0〜約10の整数であり、x、 yおよび2の少なくと も1個は、少なくとも1である。
上のヒドロキシヒドロカルビルアミンは、当該技術分野で公知の方法により、調 製され得る。このようなヒドロキシヒドロカルビルアミンの多くは、市販されて いる。これらは。
例えば、少なくとも6個の炭素原子を含有する第1級アミンと9種々の量のアル キレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなど)との反 応により、調製され得る。この第1級アミンは、脂肪油(例えば、獣脂油、マツ コラ鯨油、ココナツツ油など)の加水分解により得られるようなアミン単独また はアミン混合物とされ得る。約6個〜約30個の炭素原子を含有する脂肪酸アミ ンの特定の例には、飽和アミンだけでなく、不飽和の脂肪族アミンが包含される 。
この不飽和脂肪族アミンには9例えば、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリ ルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、バルミトイ ルアミン、ドデシルアミン、およびオクタデシルアミンがある。
上の式中のaが0である有用なヒドロキシヒドロカルビルアミンには、以下が包 含される:2−ヒドロキシエチルヘキシルアミン、2−ヒドロキシエチルオクチ ルアミン、2−ヒドロキシエチルドデシルアミン、2−ヒドロキシエチルテトラ デシルアミン、2−ヒドロキシエチルペンタデシルアミン、2−ヒドロキシエチ ルエイコシルアミン、2−ヒドロキシエチルトリアコンチルアミン、2−ヒドロ キシエチルオレイルアミン、2−ヒドロキシエチルタロアミン、2−ヒドロキシ エチルツヤアミン。
ビス−(2〜ヒドロキシエチル)ヘキシルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル )オクチルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)ドデシルアミン、ビス(2− ヒドロキシエチル)−テトラデシルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)ペン タデシルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)エイコシルアミン、ビス(2− ヒドロキシエチル)−トリアコンチルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)オ レイルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)タロアミン、ビス(2−ヒドロキ シエチル)ツヤアミン。
2−ヒドロキシプロピルヘキシルアミン、2−ヒドロキシプロピルオクチルアミ ン、2−ヒドロキシプロピルドデシルアミン。
2−ヒドロキシプロピルテトラデシルアミン、2−ヒドロキシプロピルペンタデ シルアミン、2−ヒドロキシプロピルエイコシルアミン、2−ヒドロキシプロピ ルトリアコンチルアミン、2−ヒドロキシプロピルオレイルアミン、2−ヒドロ キシプロピルタロアミン、2−ヒドロキシプロピルツヤアミン、ビス(2−ヒド ロキシプロピル)ヘキシルアミン、ビス(2−ヒドロキシプロピル)オクチルア ミン、ビス(2−ヒドロキシプロピル)ドデシルアミン、ビス(2−ヒドロキシ プロピル)テトラデシルアミン、ビス(2−ヒドロキシプロピル)ペンタデシル アミン。
ビス(2−ヒドロキシプロピル)エイコシルアミン、ビス(2−ヒドロキシプロ ピル)トリアコンチルアミン、ビス(2−ヒドロキシプロピル)オレイルアミン 、ビス(2−ヒドロキシプロピル)タロアミン、ビス(2−ヒドロキシプロピル )ツヤアミン、およびそれらの混合物。上の式において、Xおよびyの少なくと も1個が少なくとも2である同じ構成物(例えば。
2−ヒドロキシエトキシエチルヘキシルアミン)もまた、包含される。
aが0であるヒドロキシヒドロカルビルアミンの群は、 ArmakChemi cal Division (Akzona社、シカゴ、イリノイ)から。
一般の商品名が“Ethomeen”および“Propomeen”で入手可能 である。このような生成物の特定の例には、“Ethomeen C/15”。
Ethomeen C/20″および“C/25” 、Etho+meen C /12”がある、”Ethoa+een C/15″は、ココナツツ脂肪酸のエ チレンオキシド縮合物(これは、約5モルのエチレンオキシドを含有する)であ る、”Ethomeen C/20”および“C/25”はまた。
それぞれ、約10モルおよび15モルのエチレンオキシドを含有するココナツツ 脂肪酸からのエチレンオキシド縮合物である。
“Ethmeen O/12″は、オレイルアミンのエチレンオキシド縮合生成 物(これは、アミン1モルあたり、約2モルのエチレンオキシドを含有する)で ある。“Ethomeen S/15″および“S/20” ハ、 スfアリル アミンとのエチレンオキシド縮合生成物(これは、アミン1モルあたり、それぞ れ、エチレンオキシドを約5モルおよび10モルで含有する)である、“Eth omeenT/12. T/15″および”T/25”は、タロアミンとのエチ レンオキシド縮合生成物(これは、アミン1モルあたり、それぞれ。
エチレンオキシドを約2モル、5モルおよび15モルで含有する)である、“P ropomeen O/12”は、オレイルアミン1モルとプロピレンオキシド 2モルとの縮合生成物である。
市販のアルコキシル化アミン(ここで、aは1である)には、Ethoduo+ meen T/13″およびT720″がある。これらは。
N−タロトリメチレンジアミンのエチレンオキシド縮合生成物(これは、ジアミ ン1モルあたり、それぞれ、エチレンオキシドを3モルおよび10モルで含有す る)である。
取扱いや温度制御を容易にするために、この反応混合物中に、有機溶媒が含有さ れてもよい、この有機溶媒は、好ましくは、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水 素とされるべきである0反応の終了時点では、この反応混合物は、一般に、濾過 される。全ての溶媒は、望むなら、この濾液から除去される。一般に、およそ等 モル量の亜すン酸塩、イオウ源およびアミンが、この反応混合物中に存在する。
しかし、多くの場合、亜リン酸塩の1モルあたり、1モルよりわずかに少ない量 のイオウが用いられる。
この発明の組成物の成分Aはまた。以下の式により表されるような金属塩とされ 得る: ここで R1およびR2は9式Iについてこの上で定義されたものと同じ9Mは アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属であり、そしてnはMの原子価 に等しい整数である。
モノチオリン酸の金属塩のこれらのタイプは3例えば、米国特許第3.984. 448号のような当該技術分野で記述されている。
弐lbおよびnbにより表された組成物は、金属カチオンM″3を生じる化合物 の存在下にて、亜リン酸ジヒドロカルビルと。
イオウ源とを反応させることにより gi製され得る。この反応は、高温にて、 1種またはそれ以上の有機溶媒の存在下で行われ得る。R1およびR2の性質お よび大きさ、金属源の性質。
および反応温度に依存して、この生成物は、(Ib)および(Ilb)の量を変 えた混合物とされ得る。このアミン塩には。
より高い温度(例えば、80℃を越える温度、特に110°Cを越える温度)は 1式(I[b)には有利である。この金属塩を形成する際に用いられる亜リン酸 ジヒドロカルビルは、前で記述した弐■により表される亜リン酸塩のいずれかと され得る。
金属カチオンMl14を生じる化合物(これは2本発明で用いられる金属塩を調 製する際に有用である)には、金属、金属アルコラード、金属カーボネート、金 属カルボキシレート。
金属オキシド、金属ヒドロキシド、金属スルホネートなどが包含される。一般に 、金属オキシドは、より好ましい金属源である。
この金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属とされ得る。し かし、アルカリ土類金属および遷移金属は、多くの場合、利用され得る。金属M の特定の例には。
ナトリウム、銅、カルシウム、バリウム、マグネシウム、亜鉛、カドミウム、チ タン、鉛などが包含される。
弐1bおよび弐mbにより表される金属塩、およびそれらの混合物を調製するた めの方法は、一般に、上の式1aおよびUaにより表されるアンモニウム塩を形 成する際に用いられる方法と類似している。ある実施態様では、この亜リン酸塩 およびイオウは、混合されて、高温に加熱される。これに対して、さらに加熱し つつ、金属源が加えられる。他方、この亜すン酸塩、イオウ源および金属化合物 は、およそ室温で混合され、この混合物は9次いで、所望の金属塩を生成するの に充分な時間にわたって、高温(例えば、約75°C〜約90°Cまたは100 °C2およびそれ以上の温度)にまで加熱される。
有機溶媒は、取扱いを容易にするべく1反応混合物中に含有され得る。この有機 溶媒は、好ましくは、アルコール、エーテル、脂肪族および芳香族炭化水素、お よび塩素化された飽和または不飽和の炭化水素から選択されるべきである。この 反応は、溶媒中で行われるのが、より好ましい。この溶媒中では、出発物質の亜 リン酸塩や反応生成物は溶解性であり。
イオウ源は溶解しない。反応の終了時点では1反応混合物が濾過され得、もし望 むなら、全ての溶媒が濾液から除去される。一般に9反応混合物中に含有される 亜すン酸塩、イオウ源および金属の量は、モノチオ誘導体を供するべき亜リン酸 塩1モルあたり、イオウの約1モルを供給するのに充分な量である。金属化合物 の相対量は、その金属の原子価に依存する。例えば、1モルの亜リン酸塩および 1モルのイオウが。
アルカリ土類金属化合物と反応に供されるなら、用いられるアルカリ土類金属化 合物の量は、その分子量の172である;チタンのような4価の金属が用いられ るなら、このチタン化合物は、その分子量の174に等しい量で存在する。
以下の実施例は9本発明の組成物中にて、成分(A)として有用なアンモニウム 塩および金属塩の調製を例示する。
(以下余白) 実施例A−1 亜リン酸ジーn−ブチル194部(1モル)、およびイオウ29部(0,9モル )の混合物を調製し、そして約65〜70°Cに加熱する。このスラリーに対し 、約65〜70°Cの温度にて、約0.45時間にわたって、 Armeen− 0の270部(1モル)を加える。発熱反応が起こり、この発熱は、 Arme en−0の添加速度によって。
和らげられる。Armeenの添加が完結した後、温度を90〜95°Cに上げ 、この温度で3時間維持する。その結果、全てのイオウが反応に供されたことが 明らかとなる。この反応混合物をろ過動剤でろ過する。このろ液は、 2.83 %の窒素(理論値2.84)6.31%のリン(理論値6゜14)、および5. 80%のイオウ(理論値5.88)を含有する所望生成物である。
実施例A−2 亜リン酸ジーn−ブチル485部(2,5モル)、およびイオウ72部(2,2 5モル)の混合物を調製し、このスラリーを約65〜70°Cに加熱する。これ に対して、 Primene−81Rの500部(2,5モル)を、2.5時間 にわたって加える。この反応は発熱的であり、添加速度によって2反応が制御さ れる。Pri+nene−81Rを全て加えた後9反応混合物の温度を95°C まで上げ、この温度で3時間維持する。この反応混合物をろ過する。このろ液は 、 3.49%の窒素(理論値3.31) 、 7.27%のリン(理論値7. 33) 。
および6.83%のイオウ(理論値6.81)を含有する所望生成物である。
亜リン酸ジーn−ブチル291部(1,5モル)、およびイオウ43部(1,3 5モル)の混合物を調製し、約65〜70°Cまで加熱する。これに対して、こ の反応混合物に、 0.75時間にわたって。
表面下のガラスを通して、n−ブチルアミン109部(165モル)を加える。
発熱反応が起こり、この反応温度は、ブチルアミンの添加速度により、制御され る。全てのブチルアミンを加えた後、温度を90〜95°Cに上げ、この温度で 約3時間維持する。この反応混合物をろ過動剤でろ過する。このろ液は、 4. 74%の窒素(理論値4.71)、10.67%のリン(理論値9.71) 、 および9.68%のイオウ(理論値9.71)を含有する所望生成物である。こ の実施例の生成物の構造は、主として、(Ia)である。
実施例A−4 亜リン酸ジーn−ブチル388部(2モル)、およびイオウ58部(1,8モル )の混合物を調製し、約65〜70°Cまで加熱する。
これに対して、2時間にわたって9モルホリン174部(2モル)を加える。反 応は発熱的であり、この反応は2モルホリンの添加速度により、制御される。全 てのモルホリンを加えた後、温度を95°Cに上げ、この温度で約3時間維持す る。この反応混合物をろ過動剤でろ過する。このろ液は、 4.49%の窒素( 理論値4.51) 、 9.78%のリン(理論値9.76) 、および9.0 9%のイオウ(理論値9.35)を含有する所望生成物である。
実施例A−5 亜リン酸ジメチル水素110部(1モル)、およびイオウ29部(0,90モル )の混合物を調製し、約65〜70°Cに加熱する。
Armeen−0(270部、1モル)を1時間にわたって1滴ずつ加える。こ の反応は発熱的である。反応混合物の温度は、添加速度により制御される。添加 の間に、温度は約85°Cに達する。
Armeen−0の全てを加えた後、温度を90〜95℃に上げ、この温度で約 3時間維持する。この反応混合物をろ過動剤でろ過する。このろ液は、 3.6 4%の窒素(理論値3.42) 、 7.55%のリン(理論値7.58) 、 および7.0%のイオウ(理論値7.09)を含有する所望生成物である。この 実施例の主な生成物は、(na)の形状である。
実施例A−6 亜リン酸ジーn−ブチル291部(1,5モル)、およびイオウ48部(1,5 モル)の混合物を調製する。この反応フラスコに。
Ethomeen O/12の518部(1,5モル)を、約0.3時間にわた って加える。この反応は、室温から約75°Cまで発熱的である。
アミンを全て加えた後、この反応混合物を約120〜125°Cまで加熱し、こ の温度で約3.5時間維持する。この生成物をろ過動剤でろ過する。このろ液は 、 2.62%の窒素(理論値2.45) 。
5.10%のリン(理論値5.42) 、および5.64%のイオウ(理論値5 .60)を含有する所望生成物である。
実施例^−7 亜リン酸ジーn−ブチル194部(1モル)、およびイオウ29部(0,9モル )の混合物を調製し、約60〜70°Cに加熱する。
これに対して、 Etho+neen T/12の350部(1モル)を、約0 .3時間にわたって加える。発熱反応が起こり、この反応温度は。
アミンの添加速度により、制御される。アミンを全て加えた後、この反応混合物 を約95〜100°Cまで加熱し、この温度で3時間維持する。この反応混合物 をろ過する。このろ液は。
2.44%の窒素(理論値2.44) 、 5.34%のリン(理論値5.41 ) 。
および5.35%のイオウ(理論値5.06)を含有する所望生成物である。
実施例A−8 亜リン酸ジーn−ブチル296部(0,5モル)、およびイオウ14.4部(0 ,45モル)の混合物を調製し、約65〜70℃に加熱する0反応温度が約95 °Cに達すると、この混合物に、 EthomeenT/12の175部を、約 0.3時間にわたって加える。アミンを全て加えた後、この反応混合物を90〜 95°Cで約3時間維持し。
そしてろ過する。このろ液は、 1.41%の窒素(理論値1.44) 。
3.14%のリン(理論値3.20) 、および3.06%のイオウ(理論値2 .96)を含有する所望生成物である。
実施例A−9 亜リン酸ジーC14−18を267部(0,5モル)、およびイオウ14.4部 (0,45モル)の混合物を調製し、65〜70°Cにゆっくりと加熱する。こ の反応混合物に、 Ethomeen T/12の175部(0,5モル)を、  70〜95°Cの温度にて、約0.3時間にわたって加える。この反応は発熱 的であり、90〜95°Cの温度が3時間維持される。この反応混合物をろ過動 剤でろ過する。このろ液は、 1.52%の窒素(理論値1.53) 、 3. 21%のリン(理論値3.40) 、および3.30%のイオウ(理論値3.1 5)を含有する所望生成物である。
実施例A−10 亜リン酸ジーC14−18を267部(0,5モル)、イオウ16部(0,5モ ル)、およびEtho+neen O/12の173部(0,5モル)の混合物 を調製し、この混合物の温度を、120〜125°Cまでゆっくりと上げる。こ の混合物を、この温度で約3.5時間維持する。冷却するとすぐに、この反応混 合物がワックス状となる。鉱油希釈剤の152部を加える。温度を120℃まで 上げ。
この温度にて1.5時間維持する。次いで、この反応混合物をろ過動剤でろ過す る。このろ液は、 1.16%の窒素(理論値1.15) 。
2.69%のイオウ(理論値2.63) 、および2.51%のリン(理論値2 .55)を含有する所望生成物である。
実施例A−11 亜リン酸ジーn−ブチルの466部(2,4モル)、およびEthomeenO /12の828部(2,4モル)の混合物を調製し、約60°Cまで加熱する。
これに対し、イオウ77部(2,4モル)を、0.5時間にわたって、少量ずつ 加える。この反応は発熱的である。発熱は、イオウの添加速度により、制御され る。温度を、0.3時間で110−115°Cまで上げる。その後、この反応混 合物を。
90〜95°Cにて、3時間維持する。この混合物を80°Cまで冷却後、ホウ 酸99部(1,6モル)を、0.3時間にわたって少量ずつ加える。続いて、ト ルエン250部を加える。トルエンとの共沸混合物として1反応物から水が除去 される。約4.5時間にわたり、全部で48部の水が回収される(理論値、 4 3.2部)。
この反応混合物を1次いで、125〜130°C/ 10n+m、Hgにて。
残留トルエンを除去する。この反応混合物を9次いで、ろ過する。このろ液は、  2.36%の窒素(理論値2.35) 、および1.25%のホウ素(理論値 1.21>を含有する所望生成物である。
実施例へ−12 実施例P−1のように調製した亜リン酸ジーC8−10の341部(1モル)、 イオウ29部(0,9モル)、およびトルエン200部の混合物を調製し、撹拌 しながら約65°Cまで加熱する。反応温度を65〜90°Cに維持しつつ、無 水アンモニアを、0.8時間あたり約15グラムの速度で、この混合物に吹き込 む。アンモニウムタンクの重量損失は19グラムである。アンモニアを加えた後 、この反応混合物を、90〜92°Cで約3時間維持し。
その後、室温まで冷却する。室温にて、イソプロパツール115部を加え、この 混合物を75°Cまで加熱する。室温まで冷却したとき、この混合物は、45% の希釈剤を含有する透明で青黄色の液体である。この生成物は、 4.33%の リン(理論値4.43) 。
4.53%のイオウ(理論値4.14) 、および2.07%の窒素(理論値1 .8)を含有する。
実施例A−13 実施例P−1のように調製した亜リン酸ジーC8−10の341部(1モル)、 イオウ29部(0,9モル)、およびトルエン200部を調製し、撹拌しつつ約 65°Cまで加熱する。反応温度を64〜90”Cの間に維持しながら、チタニ ウムテトライソプロパノエート(71部、1モル)を、1.2時間にわたって加 える。最初の部分の添加中、約72〜73°Cまで発熱が認められる。このチタ ニウム物質の残りの部分の添加中には、この反応混合物を90’Cまで加熱し、 添加が完了するとすぐに、この温度で約3.05時間維持する。この反応混合物 を、室温でろ過動剤によりろ過する。このろ液から、92〜93°C/ 10〜 15mm、Hgまで、約1時間にわたり、真空で揮発成分を除去する。この残留 物は。
7.36%のリン(理論値8.02) 、および6687%のイオウ(理論値7 .49)を含有する所望生成物である。
実施例A−14 実施例S−2のように調製し45%のイオウを含有する硫化イソブチレンの54 2部(7,6モル)、およびArmeen−0の138部(0,5モル)の混合 物を、混合により調製し、そして亜リン酸ジーn−ブチル95部を加える。発熱 反応が起こり、この反応混合物は、83°Cの温度に達する。その後、この混合 物を、約65〜67°Cで4時間維持する。この残留物は所望生成物である。
実施例A−15 亜リン酸ジイソオクチル306部(1モル)、イオウ32部(1モル)、酢酸2 部、およびトルエン200部の混合物を調製し、そして酸化亜鉛41部(1モル )を加える。この混合物を。
約60°Cの温度まで加熱する。その結果9発熱反応が起こり。
温度が約100’Cまで上昇する。この反応混合物を、108〜109°Cの温 度まで加熱し、この温度で約2.25時間維持する。この混合物を約50°Cま で冷却する。ここで、追加の酸化亜鉛10部を加え、混合物の温度を約110° Cまで上げて、この温度で約1.2時間維持する。酢酸の追加部分を加え、この 反応混合物を、約110°Cでさらに2.1時間維持する。この反応混合物から 揮発物質を取り除き、鉱油希釈剤247部を加える。この混合物を約111°C で2時間維持し、96〜112°C/21a+m、Hgにて1.6時間かけて、 真空で揮発成分を取り除き、そしてろ過動剤でろ過する。このろ液は、 5.0 4%のイオウ(理論値5.19) 。
5.27%のリン(理論値5.01) 、および6.88%の亜鉛(理論値5. 3)を含有する所望生成物である。31 P NMRによれば、この生成物は9 式(Ib)で表されるモノチオリン酸塩を約85%、異性化されたモノチオリン 酸塩(IF b)を約10%、そして未反応の亜リン酸塩を約5%で含有するこ とが、示される。
実施例A−16 亜リン酸ジイソオクチル306部(1モル)、イオウ29部(0,9部)、酢酸 2部、およびトルエン200部の混合物を調製し、約33°Cまで加熱する。こ れに対し、水酸化カルシウム10部を加える。この混合物を、4分間かけて約6 2°Cまで加熱する。72℃までわずかな発熱が生じる。追加の水酸化カルシウ ム9部を加える。この反応は、約85℃まで発熱的である。温度を76℃まで下 げた後、水酸化カルシウムの追加増分の2つ(各9部)を加える。水酸化カルシ ウムを最終的に添加した後、この反応混合物を104〜108°Cに加熱し、こ の温度で約3.1時間維持する。約2.3時間にわたって窒素を吹き付けつつ、 この反応混合物から、108°Cまで揮発成分を取り除く。
鉱油希釈剤(235部)を加え、この反応混合物を、1.4時間かけて、110 °C/15+nm、Hgまでの真空で、揮発成分を除去する。この残留物を11 0°Cでろ過する。このろ液は、 3.70%のイオウ(理論値4.94) 、  4.19%のリン(理論値5.84) 、および2.87%のカルシウム(理 論値3.07)を含有する所望生成物である。
実施例A−17 亜リン酸ジーCB−10の1705部(5モル)、イオウ144部(4,5モル )、およびトルエン1000部(582部)の混合物を調製し、そして炭酸ナト リウム274部(5,2モル)を加える。
この混合物を、 0.75時間かけて約69℃まで加熱し、そして水トラツプに 水相9部が得られる間、この温度で約0.6時間維持する。この混合物の温度を 107”Cまで上げ、そして水トラツプに水相の追加量12部が得られる間、こ の温度で1.45時間維持する。その後、この混合物を、 1.25時間かけて 112〜114°C9そして約3時間かけて114〜118°Cまで加熱する。
冷却後、トルエン300部を加え、室温でろ過する。このろ液は。
曇った青黄色の液体である。この液体は、 7.09%のイオウ(理論値7.3 9) 、 5.77%のリン(理論値7.96) 、および3.53%のナトリ ウム(理論値5.31)を含有する所望生成物である。
実施例A−18 実施例P−1のように調製した亜リン酸ジーC8−10の341部。
イオウ29部(0,9モル)、およびトルエン200部の混合物を調製し、酸化 マグネシウム21部(0,5モル)を加える。この混合物を、0.4時間にわた って、60℃まで徐々に加熱する。
その結果、わずかな発熱が観察される。この混合物を、1.9時間にわたって、 106°Cの温度まで、約10°Cずつゆっくりと加熱する。この反応混合物を 、約106〜109°Cにてさらに1時間維持する。室温まで冷却後、酢酸2部 を加え、この混合物を109°Cまで加熱し、この温度でさらに2.5時間維持 する。
窒素を吹き込みながら、この反応混合物から、109°Cにて揮発成分を除去す る。その後、117〜119°Cにて17〜18+as、Hgの真空で、この混 合物から揮発成分を除去する。この残留物を、約100°Cで濾過する。この濾 液は、 4.68%のリン(理論値4.90) 、 4.51%のイオウ(理論 値4.58) 、および1.69%のマグネシウム(理論値1.71〜1.96 )を含有する所望のマグネシウム塩である。
実施例A−19 実施例P−1のように調製した亜リン酸ジアルキル534部(1モル)、および n7.ブチルアミン73部(1モル)の混合物を調製し、そして約60°Cの温 度にて、イオウ32部(1モル)を加える。この反応は、約10分間にわたり、 約112°Cまで発熱的である。この混合物を、約100°Cで3時間維持し、  20mm+。
Hgにて104°Cまで揮発成分を取り除く。約80°Cまで冷却した後、この 混合物を濾過する。この濾液は、 5.02%のリン(理論値4.85) 、  5.02%のイオウ(理論値5.01) 、および2.03%の窒素(理論値2 .19)を含有する所望生成物である。”P NMRによれば、この生成物は、 主として1式1aで表される構造であることが、示される。
実施例A−20 この実施例は、より高い温度で起こる転位を例示する。
実施例P−1の亜リン酸塩667部(1,25モル)、およびn−ブチルアミン 91部(1,25モル)の混合物を調製する。これに対し、イオウ40部(1, 25モル)を、35℃で加える。発熱が起こり、その後、この混合物を、約1時 間で約103°Cまで、そして約3.5時間で148℃の温度まで、加熱する。
−晩冷却後。
この反応混合物を、2時間にわたって150°Cの温度まで加熱し、その後、1 50°Cで2時間維持する。−晩冷却後、この反応混合物を80°Cまで加熱し 、濾過助剤で濾過する。この濾液は、 5.07%のリン(理論値4.85)  、 5.06%のイオウ(理論値5.01) 、および1.96%の窒素(理論 値2.19)を含有する所望生成物である。 ”P NMRによれば、この反応 生成物は2式I[aで表される転位生成物を約75.5%で含有することが、示 される。
実施例A−21 実施例P−1の亜リン酸塩534部(1モル)、およびイオウ32部(1モル) の混合物を調製し、120°Cまで加熱して、この温度で1.5時間維持する。
80°Cまで冷却した後、20分間にわたって、 Primene 81Rの1 95部(1モル)を−滴ずつ加える。この反応は、約92°Cまで発熱的である 。この反応混合物を濾過助剤で濾過する。この濾液は、 4.02%のイオウ( 理論(!4.20) 、 3.80%のリン(理論値4.07) 、および2. 18%の窒素(理論値1.84)を含有する所望生成物である。この反応生成物 の”PNMRによれば、この生成物の主成分は9式1aにより特徴づけられるこ とが、示される。
実施例A−22 実施例P−1の亜リン酸塩668部(1,25モル)、イオウ40部(1,25 モル)、およびPrimene 81Rの244部(1,25モル)の混合物を 調製し、約112°Cまで加熱する。90°Cにて発熱反応が認められる。−晩 冷却後、この混合物を120’Cまで加熱し。
この温度で1.5時間維持する。次いで、この混合物から、120”C,15n u++、Hgにて、揮発成分を取り除く、この残留物は、 1.95%の窒素( 理論値1.85) 、 4.09%のイオウ(理論値4.24) 。
および3.95%のリン(理論値4.10)を含有する所望生成物である。
実施例A−23 亜リン酸ジーn−ブチル970部(5モル)、およびイオウ144部(4,5モ ル)の混合物を、室温で調製し9次いで、65〜70°Cまで加熱する。これに 対し、 Armeen−0(オレイルアミン)の1350部(5モル)を2時間 にわたって加える。この反応は発熱的であり1反応温度は120℃に達する。こ の反応温度は。
Ar+++een−0の添加速度により、調節される。 Armeen−0を全 て加えた後、この反応混合物の温度を120℃まで上げ、この温度で3時間維持 する。この反応混合物を濾過助剤で濾過する。
この濾液は、 2.93%の窒素(理論値2.84) 、 6.16%のリン( 理論値6.14%)、および5.75%のイオウ(理論値5.88)を含有する 所望生成物である。この反応生成物の”P NMRによれば、この生成物は、主 として2式1aおよび式Iraにより特徴づけられる塩の混合物であることが、 示される。
実施例A−24 亜リン酸ジーn−ブチル388部(2モル)、およびイオウ57.6部(1,8 モル)の混合物を、室温で調製し1次いで、65〜70°Cまで加熱する。これ に対して、 Armeen−0の540部を加える。
反応温度を、 70−120℃の間に維持する。この反応混合物を。
次いで、150℃まで加熱し、この温度で3時間維持した後。
濾過助剤で濾過する。この濾液は、所望生成物である。この反応生成物の”P  NMRによれば、この生成物は、主として。
式naにより特徴づけられることが、示される。
実施例^−25 酸化亜鉛47部(0,75モル)および鉱油50部の混合物を調製し、撹拌しな がら、約45〜50°Cの温度まで加熱する。これに対して、亜リン酸ジーn− ブチル194部(1モル)、およびチオカプロラクタム触媒2部を加える。この 反応混合物を、45〜50°Cにて約0.5時間維持し、その後加熱する。反応 混合物え、そして55〜65°Cにてイオウ32部(1モル)を、少量ずつ加え る。この反応混合物が85〜95°Cに達したとき、この混合物を、この温度で さらに4.5時間維持する。これに対して。
この反応混合物から、揮発成分を取り除き、トルエンを除去して、濾過助剤で濾 過する。この濾液は、 9.34%のリン(理論値10.06 ) 、および1 0.10%のイオウ(理論値10.38 )を含有する所望生成物である。この 実施例で得られる亜鉛塩は。
”P NMRにより、主として弐mbで表される構造を有することにより、特徴 づけられる。
実施例A−26 亜リン酸ジーn−ブチル1164部(6モル)、およびイオウ172.8部(5 ,4モル)の混合物を調製し、約70″Cまで加熱する。これに対して、4時間 にわたって、n−ブチルアミン438部(6モル)を加える。この反応は、約1 10°Cまで発熱的である。
ブチルアミンを全て加えた後、この混合物を、150’Cまでゆっくりと加熱し 、この温度で5時間維持する。この混合物を。
濾過助剤で濾過する。この濾液は、 10.3%のリン(理論値10.5) 。
9.5%のイオウ(理論値9.7 ) 、および4.8%の窒素(理論値4.7 )を含有する所望生成物である。”PNMRによれば。
この方法で得られるアミン塩は、主として2式IIaの構造により特徴づけられ ることが、示される。
実施例A−27 実施例S−4のように調製した硫化イソブチレンの568部(7,6モル)、お よびArmeen−0の138部(0,5モル)の混合物を、50°C7−調製 し、1〜2分間で、亜リン酸ジーn−ブチル95部を加える。この反応は、約7 0″Cまで発熱的であり、その後。
約63〜65°Cの温度にて、約4時間維持する。この生成物を濾過する。この 濾液は、所望生成物である。
実施例A−28 亜リン酸ジーn−ブチル97部(0,5モル)、およびイオウ14.4部(0, 45モル)の混合物を調製し、約65〜70″Cまで徐々に加熱する。これに対 し、イソステアリン酸とエチレンアミン混合物(これは、テトラエチレンペンタ ミンに対応する)との反応生成物(これは、1.6個の窒素に対し1個のカルボ キシル基の割合で2反応させた)の352部(0,5モル)の混合物を、0.5 時間かけて上の反応混合物に加える。この反応は発熱的であり、混合物の温度は 、イソステアリン酸/テトラエチレンペンタミン生成物の添加割合により、調節 される。この混合物を9次いで、90〜95℃にて約3時間維持し、その後ろ過 動剤でろ過する。このろ液は、 4.92%の窒素(理論値4.51)3.26 %のリン(理論値3.35) 、および3.22%のイオウ(理論値3.11) を含有する所望生成物である。
実施例A−29 亜リン酸ジーn−ブチル48.5部(0,25モル)、およびイオウ7.2部( 0,225モル)の混合物を調製し、約65〜75°Cまで徐々に加熱する。こ れに対し、実施例B−13のように調製した窒素含有組成物の585部(0,2 5モル)を、この反応混合物に加える。この反応は発熱的であり、この反応混合 物の温度は。
添加速度により、調節される。アミンを全て加えた後、この混合物を90〜95 °Cで3時間維持し、そしてろ過動剤でろ過する。このろ液は、 1.36%の 窒素(理論値1.33) 、 1.26%のリン(理論値1.21) 、および 1.27%のイオウ(理論値1.12)を含有する所望生成物である。
(B)溶解性の窒素含有組成物 アミン塩および金属塩(A)に加えて1本発明の潤滑組成物および機能流体組成 物は、また、以下の反応により調製される少なくとも1種の可溶性の窒素含有組 成物を含有する:この反応は、炭化水素置換のコハク酸生成化合物(ここで、こ の化合物は9時には“コハク酸アシル他剤”として示される)と、窒素基に結合 した少なくとも1個の水素を含有するアミンとの、この酸生成化合物の1当量あ たりアミンの少なくとも約172当量を用いた反応である。この方法で得られる 窒素含有組成物(B)は、ふつうは、錯体混合物である。この混合物の正確な組 成は、容易に同定され得ない。それゆえ、この組成物は、一般に、調製方法によ って記述される。この窒素含有組成物は1時には、“アシル化アミン”としてこ こで示される。この窒素含有組成物(B)は、油溶性であるか、またはこの発明 のオイル含有の潤滑流体および機能流体中で溶解するか、いずれかである。
本発明の潤滑組成物中にて、成分(B)として有用な可溶性の窒素含有組成物は 、当該技術分野で公知であり、以下を包含する多くの米国特許で記述されている :第3.172.892号、第3,341.542号、第3.630.904号 第3.215.707号、第3.444.170号、第3.632.511号第 3.272.746号、第3.454,607号、第3.787.374号第3 .316.177号、第3.541,012号、第4.234.435号上の米 国特許の内容は、成分(B)として有用な窒素含有組成物の調製の教示に関して 、ここに明白に示されている。
一般に、可溶性の窒素含有組成物(B)を調製するための好都合な手段は、以下 の反応を包含する:この反応は、炭化水素置換のコハク酸生成化合物(“カルボ ン酸アシル化剤”)と、窒素原子に結合した少なくとも1個の水素を含有するア ミン(すなわち、 H−1t、)との反応である。この炭化水素置換のコハク酸 生成化合物には、コハク酸、その無水物、ハロゲン化物およびエステルが包含さ れる。このコハク酸生成化合物の炭化水素置換基中の炭素原子数は、この窒素含 有組成物(B)が本発明の潤滑組成物中で溶解性であるという条件で。
広範囲に変えられ得る。
それゆえ、この炭化水素置換基は、一般に、平均して少なくとも約30個の脂肪 族炭素原子を含有し、より好ましくは。
平均して少なくとも約50個の脂肪族炭素原子を含有する。油溶性を考慮するこ とに加えて、この置換基の平均した炭素原子数を低く抑えることは、また9本発 明の潤滑油組成物におけるこのような化合物の効果に基づく、このコハク酸化合 物のヒドロカルビル置換基は、上で示したような極性基を含有し得る。但し、こ の極性基は、基の炭化水素的性質を著しく変えるほど充分に高い割合では存在し ない。
この実質的な炭化水素置換基の原料には、主として、高分子量の実質的に飽和な 石油留分、および実質的に飽和なオレフィン重合体が包含される。この重合体は 、特に、2個〜30個の炭素原子を有するモノオレフィンの重合体である。特に 有用な重合体は、以下の1−モノオレフィンの重合体である:エチレン、プロピ レン、1−ブテン、イソブチン、1−ヘキセン。
1−オクテン、2−メチル−1−ヘプテン、3−シクロへキシル−1−ブテン、 および2−メチル−5−プロピル−1−ヘキセン。中間オレフィン(すなわち、 オレフィン結合が末端位置に無いオレフィン)の重合体も、同様に有用である。
これらは、2−ブテン、3−ペンテン、および4−オクチンにより例示される。
この上で例示のオレフィンと、他の混合重合可能なオレフィン物質(例えば、芳 香族オレフィン、環状オレフィン、およびポリオレフィン)との混合重合体もま た。有用である。
このような混合重合体には9例えば、以下の物質同士の重合により調製される重 合体が包含される:イソブテンとスチレン;イソブチンとブタジェン;プロペン とイソプレン;エチレンとピペリレン;イソブチンとクロロプレン;イソブチン とp−メチルスチレン;1−ヘキセンと1,3−へキサジエン;1−オクテンと 1−ヘキセン;1−ヘプテンと1−ペンテン;3−メチル−1−ブテンと1−オ クテン;3,3−ジメチル−1−ペンテンと1−ヘキセン;イソブチンとスチレ ンおよびピペリレン;など。
この混合重合体中での、他のモノマーに対するモノオレフィンの相対割合は、こ のような混合重合体から誘導される最終生成物の安定性および油溶性に影響を与 える。それゆえ。
油溶性および安定性のために1本発明での使用で考慮される混合重合体は、実質 的に脂肪族および実質的に不飽和とされるべきである。すなわち、これらは、脂 肪族モノオレフィンから誘導される単位を2重量基準で、少なくとも約80%、 好ましくは少なくとも約95%で含有し、そして炭素−炭素共有結合の全数を基 準にして、約5%を越えないオレフィン結合を含有する。たいていの場合には、 オレフィン結合の割合は。
炭素−炭素共存結合の全数の約2%を越えないようにされるべきである。
このような混合重合体の特定の例には、95%(重量基準で)のイソブチンと5 %のスチレンとの共重合体;98%のイソブチンと1%のピペリレンと1%のク ロロプレンとの三元共重合体;95%のイソブチンと2%の1−ブテンと3%の 1−ヘキセンとの三元共重合体;80%のイソブチンと20%の1−ペンテンと 20%の1−オクテンとの三元共重合体;80%の1−ヘキセンと20%の1− ヘプテンとの共重合体;90%のイソブチンと2%のシクロヘキセンと8%のプ ロペンとの三元共重合体;および80%のエチレンと20%のプロペンとの共重 合体が包含される。
実質的な炭化水素基の他の原料には、飽和脂肪族炭化水素(例えば、高度に精製 された高分子量のホワイト油、または以下により得られるような合成アルカン) が包含される:この合成アルカンは1例えば、上で例示の高分子量のオレフィン 重合体、または高分子量のオレフィン物質の水素添加により、得られる。
約700−10.000の分子量(Mn)を有するオレフィン重合体を用いるこ とは、より好ましい。分子量(Mn)が約10.000〜約100,000また はそれ以上のより高分子量のオレフィン重合体は、また。
この発明の最終生成物に対し、粘度指数の向上特性を与えることが、見いだされ ている。このような高分子量のオレフィン重合体を用いることは、しばしば望ま しい。好ましくは。
この置換基は、 Mn値が約700〜約10,000でMw/Mn値が1.0〜 約4.0により特徴づけられるポリオレフィンから誘導される。
この発明の置換コハク酸アシル他剤を調製する際に、1種またはそれ以上の上記 ポリアルキレンが、マレイン酸反応物またはフマール酸反応物(例えば、酸また は無水物)からなる群から選択される1種またはそれ以上の酸反応物と反応に供 される。通常、このマレイン酸反応物またはフマール酸反応物は、マレイン酸、 フマール酸、無水マレイン酸、またはそれらの2種またはそれ以上の混合物であ る。このマレイン酸反応物は、ふつうは、フマール酸反応物より好ましい。前者 は、より容易に入手でき、そして一般に、より容易にポリアルケン(または、そ れらの誘導体)との反応に供されて。
本発明で有用な置換コハク酸生成化合物が調製されるからである。特により好ま しい反応物は、マレイン酸、無水マレイン酸、およびそれらの混合物である0反 応の有用性および容易性のために、無水マレイン酸がふつうは使用される。
便宜性および簡潔化のために、用語“マレイン酸反応物”が、しばしば、この後 で用いられる。使用されるとき、この用語は、マレイン酸反応物およびフマール 酸反応物(これには、このような反応物の混合物が包含される)から選択される 酸反応物に対し総称的であることが、理解されるべきである。また、用語“コハ ク酸アシル他剤”は、置換コハク酸生成化合物を表すために、ここで用いられる 。
この発明の置換コハク酸アシル他剤を調製するためのある方法は、一部、米国特 許第3,219,666号に例示され、その内容は、コハク酸アシル他剤の調製 に関する教示について、ここに明白に示されている。この方法は、“2段階方法 ”として、都合よく設計される。それは、まず、ポリアルケンの各分子量に対し 、平均して少なくとも約1個の塩素基を有するまで、ポリアルケンを塩素化する ことを包含する。(本発明のために、このポリアルケンの分子量は、 Mn値に 対応する重量である)。塩素化は、所望の塩素量が塩素化ポリアルケンに導入さ れるまで、このポリアルケンを塩素ガスと接触させること、だけを包含する。塩 素化は、一般に、約700〜約125°Cの温度で1行われる。この塩素化方法 で、もし希釈剤が用いられるなら、それは、それ自体さらなる塩素化を容易に起 こさない希釈剤とされるべきである。重合された。および過塩素化された。およ び/またはフッ素化されたアルカンおよびベンゼンは、適当な希釈剤の例である 。
2段階の塩素化方法の第2段階は9本発明の目的では、ふつうは約100°C〜 約200°Cの範囲内の温度にて、この塩素化ポリアルケンをマレイン酸反応物 と反応させることである。
マレイン酸反応物に対する塩素化ポリアルケンのモル比は。
ふつうは約1=1である。(本発明のために、塩素化ポリアルケンの1モルは、 非塩素化ポリアルケンのMn値に対応する塩素化ポリアルケンの重量である)、 シかしながら、化学量論的に過剰な量(例えば、1:20モル比)のマレイン酸 反応物が用いられてもよい。この塩素化段階の間に、ポリアルケン1分子あたり 、平均して約1個を越える塩素基が導入されるなら9次いで、塩素化ポリアルケ ン1分子あたり、1モルを越えるマレイン酸反応物が反応に供され得る。このよ うな状態のために、マレイン酸反応物に対する塩素化ポリアルケンの割合は、当 量で記述されるのがより好ましい。(本発明のために、塩素化ポリアルケンの当 量は、 Mn値に対応する重量を、塩素化ポリアルケンの1分子あたりの平均し た塩素基数で割った値である。これに対して、マレイン酸反応物の当量は、その 分子量である)、それゆえ、マレイン酸反応物に対する塩素化ポリアルケンの割 合は2通常、塩素化ポリアルケンの各モルに対し約1当量のマレイン酸反応物を 供給する量から、塩素化ポリアルケンの各当量に対し約1当量のマレイン酸反応 物量までとされる。これは9通常、過剰量のマレイン酸反応物を供給するのが望 ましいと理解されているからである;例えば、約5重量%〜約25重量%過剰量 が用いられる。未反応の過剰なマレイン酸反応物は、ふつうは真空下で9反応生 成物から除去され得る。または、このマレイン酸反応物は、この下で説明するよ うな、工程中の先の段階で。
反応に供される。
得られたポリアルケン置換コハク酸アシル他剤は、所望数のコハク酸基が生成物 中に存在しないなら、必要に応じて。
再び塩素化される。もし、この次の塩素化の段階で、二段階目からの過剰のマレ イン酸反応物が存在するなら、この過剰量は2次の塩素化中に追加量の塩素が導 入されるとき9反応に供される。そうでなければ、追加のマレイン酸反応物が。
さらなる塩素化段階中および/またはそれに続いて、導入される。この方法は、 置換基の当量あたりのコハク酸基の全数が、所望のレベルに達するまで、繰り返 され得る。
本発明の置換コハク酸アシル他剤を調製するための他の方法は、米国特許第3, 912,764号および英国特許第1.440,219号に記述の工程を利用す る。これら特許の両方は、その工程に関する教示について、その内容がここに明 白に示されている。
この工程によれば、このポリアルケンおよびマレイン酸反応物は、まず、°′直 接のアルキル化”手順にて1両者を加熱することにより9反応に供される。この 直接のアルキル化段階が完結すると、塩素は反応混合物中に導入され、残りの未 反応のマレイン酸反応物の反応が進行する。これら特許によれば、この反応では 、各1モルのオレフィン重合体(すなわち。
ポリアルケン)に対し、0.3〜2モルまたはそれ以上の無水マレイン酸が用い られる。この直接のアルキル化段階は、180〜250°Cの温度で行われる。
この塩素導入段階では、160〜225°Cの温度が使用される。本発明の置換 コハク酸アシル他剤を調製するために、この方法を用いる際に、ポリアルケンの 各当量に対し、最終生成物中に少なくとも1.3個のコハク酸基を導入するのに 充分なマレイン酸反応物および塩素を用いる必要がある。
本発明の置換コハク酸アシル他剤を調製するための他の工程は、いわゆる“一段 階”工程である。この工程は、米国特許第3.215.707号および第3.2 31,587号に記述されている。
これら特許の両方の内容は、この工程に関する教示について。
ここに明白に示されている。
要約すると、この一段階工程には、ポリアルケンとマレイン酸反応物との混合物 (これは9本発明の所望の置換コハク酸アシル他剤を得るのに必要な量で両者を 含有する)を調製することを包含する。このことは、W換基の各当量に対して。
少なくとも1個のコハク酸基が得られるように、ポリアルケンの各1モルに対し 、少なくとも1モルのマレイン酸反応物が存在しなければならないことを意味す る。次いで、ふつうは、撹拌しながらこの混合物に塩素ガスを通すことにより。
混合物中に塩素が導入される。この間、この混合物は少なくとも約140°Cの 温度に維持される。
この工程の変形には、塩素導入中または塩素導入に続いて。
追加のマレイン酸反応物を加えることが包含される。しかし。
米国特許第3.215.707号および第3.231,587号で説明される理 由のために、この変形は、現在では、全てのポリアルケンおよび全てのマレイン 酸反応物を塩素導入前にまず混合する状態はど、好ましくない。
ふつうは、このポリアルケンが140℃またはそれ以上で充分に液状になると、 この一段階工程で、実質的に不活性で通常液状の溶媒/希釈剤を追加して用いる 必要はない、しかしながら、この前で説明したように、溶媒/希釈剤を使用する なら、その溶媒/希釈剤は、塩素化に抵抗のあるものが好ましい。また、ポリ塩 素化されたおよび過塩素化されたおよび/または過フッ素化されたアルカン、シ クロアルカンおよびベンゼンは、この目的に用いられ得る。
塩素は、この一段階工程では、連続的または断続的に導入され得る。この塩素の 導入速度は9重要ではないけれども。
塩素を最大限に利用するために、この速度は1反応の過程で。
塩素の消費割合とほぼ同じとされるべきである。塩素の導入速度がこの消費割合 を越えると、この反応混合物から塩素が発生する。塩素を最大限に利用するべく 、塩素の損失を防止するために、閉鎖系(大気圧以上を含めた)を用いることが 。
しばしば有利となる。
一段階工程にて、この反応が適当な速度で起こる最低温度は、ふつうは、約14 0°Cである。それゆえ、この工程が通常行われる最低温度は、140°C付近 である。より好ましい温度範囲は、ふつうは約160℃−220℃の間である。
250°Cのようなより高い温度またはさらに高い温度は、用いられ得るが。
ふつうはほとんど有利ではない。実際は、220°Cより高い温度は9本発明の 特定のアシル化コハク酸組成物の調製に関して、しばしば不利となる。このよう な温度では、ポリアルケンの1分解” (すなわち、熱分解により、ポリアルケ ンの分子量が低下すること)および/またはマレイン酸反応物の分解を生じる傾 向にあるからである。この理由のために、最高温度は9通常、約200−210 °Cを越えない、この一段階工程で有用な温度の上限は、主として9反応混合物 (これは9反応物および所望生成物を含有する)中での、成分の分解点により決 定される。この分解点は、所望生成物の生成を妨げるような、いずれかの反応物 または生成物の充分な分解が起こる温度である。
この一段階工程では、マレイン酸反応物の塩素に対するモル比は、生成物中に組 み込まれ得るマレイン酸反応物の各モルあたり、塩素が少なくとも約1モルとな るようにされる。
さらに、実用的な理由から、わずかに過剰量、ふつうは、塩素の約5重量%〜約 30重量%付近の過剰量が1反応混合物からの塩素の損失を補うために、用いら れる。過剰の塩素量がより多くなっても、用いられ得るが、有益な結果が得られ るかどうかは明かではない。
マレイン酸反応物に対するポリアルケンのモル比は、好ましくは、ポリアルケン の各モルに対して、マレイン酸反応物の少なくとも約1モルが存在するようにさ れる。このことは。
生成物中の置換基1当量あたり、少なくとも1.0個のコハク酸基が存在し得る ようにするために、必要である。しかしながら、好ましくは、過剰のマレイン酸 反応物が用いられる。
それゆえ1通常、約5%〜約25%過剰のマレイン酸反応物が。
生成物中の所望数のコハク酸基を得るために必要な量に関して、相対的に用いら れる。
このコハク酸生成化合物と反応に供されて窒素含有組成物(B)を形成するアミ ンは、モノアミンおよびポリアミンとされ得る。このモノアミンおよびポリアミ ンは、その構造内に少なくとも1個のH−N<基が存在することにより、特徴づ けられるべきである。従って、これらは、少なくとも1個の第1級アミノ基(す なわち、 IhN−)または第2級アミノ基(すなわち、 H−N・)を有する 。このアミンは、脂肪族、シクロ脂肪族、芳香族、または複素環であってもよい 、このアミンには。
脂肪族で置換されたシクロ脂肪族アミン、脂肪族で置換された芳香族アミン、脂 肪族で置換された複素環アミン、シクロ脂肪族で置換された脂肪族アミン、シク ロ脂肪族で置換された芳香族アミン、シクロ脂肪族で置換された複素環アミン。
芳香族で置換された脂肪族アミン、芳香族で置換されたシクロ脂肪族アミン、芳 香族で置換され複素環で置換された脂環族アミン、および複素環で置換された芳 香族アミンが含まれる。これらのアミンは、飽和または不飽和であってもよい。
このアミンは、また、非炭化水素置換基または基を含有していてもよい。但し、 これらの基が、アミンと、この発明のアシル化試薬との反応を著しく妨げない限 りにおいて。このような非炭化水素置換基または基としては、低級アルコキシ基 。
低級アルキルメルカプト基、ニトロ基、および−0−や−3−のような中断基( 例えば、 −CHzCHz−X−CHzCHz−(コ;−7:、 Xは一〇−ま たは−8−である))が包含される。一般に、このアミン(B)は1次式により 特徴づけられ得る:R,R,NFI ここで、R8およびR2は、それぞれ独立して、水素または炭化水素基、アミノ 置換炭化水素基、ヒドロキシ置換炭化水素基、アルコキシ置換炭化水素基、アミ ノ基、カルバミル基、チオカルバミル基、グアニル基およびアシルイミドイル基 である。但し+R1およびRtの1個だけは、水素とされ得る。 この後でより 完全に記述された分枝状ポリアルキレンポリアミン、ポリオキシアルキレンポリ アミン、および高分子量のヒドロカルビル基で置換されたアミンを除いて、この アミンは1通常、全体で約40個を越えない炭素原子、ふつうは全体で約20個 を越えない炭素原子を含存する。
脂肪族モノアミンには、モノー脂肪族置換アミンおよびジー脂肪族置換アミンが 包含される。ここで、この脂肪族基は。
飽和または不飽和、および直鎖または分枝鎖とされ得る。それゆえ、これらモノ アミンは、第1級または第2級の脂肪族アミンである。このようなアミンには1 例えば、モノ−およびジアルキル置換アミン、モノ−およびジアルケニル置換ア ミン、および1個のN−アルケニル置換基と1個のN−アルキル置換基とを有す るアミン、およびその類似物が包含される。
これら脂肪族モノアミン中の全炭素原子数は、前に述べたように9通常、約40 個を越えず、ふつうは約20個を越えない炭素原子である。このようなモノアミ ンの特定の例には、エチルアミン、ジエチルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n −ブチルアミン、アリルアミン、イソブチルアミン、ココアミン。
ステアリルアミン、ラウリルアミン、メチルラウリルアミン。
オレイルアミン、N−メチルオクチルアミン、ドデシルアミン。
オクタデシルアミン、およびその類似物が包含される。シクロ脂肪族で置換され た脂肪族アミン、芳香族で置換された脂肪族アミン、および複素環で置換された 脂肪族アミンの例には、 2− (シクロヘキシル)エチルアミン、ベンジルア ミン。
フェニルエチルアミン、および3−(フリルプロピル)アミンが含まれる。
シクロ脂肪族モノアミンは、環式の環構造中にて、炭素原子によりアミノ窒素に 直接結合した1個のシクロ脂肪族置換基を有するモノアミンである。シクロ脂肪 族モノアミンの例には、シクロヘキシルアミン、シクロペンチルアミン、シクロ へキセニルアミン、シクロペンテニルアミン、N−エチルシクロヘキシルアミン 、ジシクロヘキシルアミン、およびその類似物が包含される。脂肪族で置換され たシクロ脂肪族モノアミン、芳香族で置換されたシクロ脂肪族モノアミン、およ び複素環で置換されたシクロ脂肪族モノアミンの例には、プロピル置換シクロヘ キシルアミン、フェニル置換シクロペンチルアミン、およびピラニル置換シクロ ヘキシルアミンが包含される。
(a)として適当な芳香族アミンには、この芳香環構造の炭素原子がアミノ窒素 に直接結合したモノアミンが包含される。
この芳香環は、ふつうは、単核の芳香環(すなわち、ベンゼンから誘導される環 )とされる。しかし、この環には、縮合芳香環、特にナフタレンから誘導される 環が包含されてもよい。芳香族モノアミンの例には、アニリン。
ジ(p−メチルフェニル)アミン、ナフチルアミン、N=(n−ブチル)アニリ ン、およびその類似物が含まれる。脂肪族で置換された芳香族モノアミン、シク ロ脂肪族で置換された芳香族モノアミン、および複素環で置換された芳香族モノ アミンの例には、p−エトキシアニリン、p−ドデシルアニリン、シクロヘキシ ル置換ナフチルアミンおよびチェニル置換アニリンが包含される。
(B)が誘導されるポリアミンには、主として、大部分が次式に一致するような アルキレンアミンが包含される:ここで、nは、好ましくは約10を越えない整 数、Aは、水素基、または好ましくは約30個までの炭素原子を有する実質的な 炭化水素基、そしてアルキレン基は、好ましくは、約8個を越えない炭素原子を 有する低級アルキレン基である。このアルキレンアミンには、主として、メチレ ンアミン、エチレンアミン、ブチレンアミン、プロピレンアミン、ベンチレンア ミン、ヘキシレンアミン、ヘプチレンアミン、オクチレンアミン、他のポリメチ レンアミンが包含される。これらは。
以下により特に例示される:エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、プロ ピレンジアミン、デカメチレンジアミン。
オクタメチレンジアミン、ジ(ヘプタメチレン)トリアミン。
トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリメチレンジアミン 、ペンタエチレンへキサミン、ジ(トリメチレン)トリアミン。2種またはそれ 以上の上記アルキレンアミン類の縮合により得られるようなより高分子量の類似 物は、同様に有用である。
エチレンアミンは、特に有用である。これらは、“エチレンアミン”の表題にて 、化学技術事典、 KirkおよびOthmer。
Vol、 5 、 pp、898−905. インターサイエンス出版、ニュー ヨーク(1950)に、ある程度詳細に記述されている。このような化合物は、 アルキレンクロライドとアンモニアとの反応により。
最も都合よく調製される。この反応により、アルキレンアミンの錯体温合物があ る程度生成する。このアミンには、ピペラジンのような環状の縮合生成物が包含 される。これらの混合物は2本発明の工程にて用途が見いだされている。他方。
純粋なアルキレンアミンを用いることにより、また、完全に所望の生成物が得ら れる。経済性だけでなく、得られる生成物の効率という理由から、特に有用なア ルキレンアミンには。
エチレンクロライドとアンモニアとの反応により調製されるエチレンアミン混合 物がある。この混合物は、テトラエチレンペンタミンの混合物に対応する組成物 を有する。
ヒドロキシアルキル置換のアルキレンアミン(すなわち。
窒素原子上に1個またはそれ以上のヒドロキシアルキル置換基を有するアルキレ ンアミン)は、同様に、ここでの使用で考慮される。このヒドロキシアルキル置 換アルキレンアミンは、好ましくは、このアルキル基が低級アルキル基(すなわ ち、約6個を越えない炭素原子を有する基)である。このようなアミンの例には 、 N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、 N、N’−ビス(2− ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、 1− (2−ヒドロキシエチル)ピペ ラジン、モノ−ヒドロキシプロピル置換ジエチレントリアミン、1.4−ビス− (2−ヒドロキシプロピル)ピペラジン、ジ−ヒドロキシプロピル置換テトラエ チレンペンタミン、 N−(3−ヒドロキシプロピル)テトラメチレンジアミン 、および2−ヘプタデシル−1−(2−ヒドロキシエチル)イミダシリンが包含 される。
上で例示のアルキレンアミンまたはヒドロキシアルキル置換アルキレンアミンの 、アミノ基またはヒドロキシ基を介した縮合により得られるようなより高分子量 の類似物は、同様に有用である。アミノ基を介した縮合により、アンモニアの除 去を伴って、より高分子量のアミンが得られること、およびヒドロキシ基を介し た縮合により、水の除去を伴って、エーテル結合を含有する生成物が得られるこ と、が理解されるだろう。
複素環のモノアミンおよびポリアミンもまた。窒素含有組成物(B)を製造する 際に、用いられ得る。ここで用いられるように、“複素環のモノアミンおよびポ リアミン”との専門用語は、この複素環中において、少なくとも1個の第1級ア ミノ基または第2級アミノ基と、ヘテロ原子として少なくとも1個の窒素とを含 有する複素環アミンを記述するつもりである。しかしながら、この複素環モノア ミンおよびポリアミン中において、少なくとも1個の第1級アミノ基または第2 級アミノ基が存在する限り、この環内のへテロ−N原子は、第3級アミノ窒素( すなわち、これは、環の窒素に直接結合した水素を有しない)であってもよい。
複素環アミンは、飽和または不飽和であってもよく、また種々の置換基(例えば 。
ニトロ置換基、アルコキシ置換基、アルキルメルカプト置換基、アルキル置換基 、アルケニル置換基、アリール置換基。
アルカリール置換基、またはアラルキル置換基)を含有していてもよい。一般に 、この置換基中の全炭素原子数は、約20個を越えない。複素環アミンは、窒素 の他にヘテロ原子(特に、酸素およびイオウ)を含有していてもよい。明らかに 。
これらアミンは、1個を越える窒素へテロ原子を含有し得る。
5員環および6員環の複素環がより好ましい。
適当な複素環には、アジリジン、アゼチジン、アゾリジン。
テトラヒドロピリジンおよびジヒドロピリジン、ピロール。
インドール、ピペラジン、イミダゾール、ジヒドロイミダゾールおよびテトラヒ ドロイミダゾール、ピペラジン、イソインドール、プリン、モルホリン、チオモ ルホリン、N−アミノアルキルモルホリン、N−アミノアルキルチオモルホリン 、 N−アミノアルキルピペラジン、 N、N’−ジ−アミノアルキルピペラジ ン、アゼピン、アゾシン、アゾエン。アゼシン、および上のそれぞれのテトラヒ ドロ−、ジヒドロ−およびパーヒドロ誘導体、およびこれら複素環アミンの2種 またはそれ以上の混合物がある。より好ましい複素環アミンは、この複素環中に 、窒素、酸素および/またはイオウだけを含有する飽和で5員環および6員環の 複素環アミン、特にピペリジン、ピペラジン、チオモルホリン、モルホリン、ピ ロリジン、およびその類似物がある。ピペリジン、アミノアルキル置換ピペリジ ン、ピペラジン、アミノアルキル置換ピペラジン、モルホリン、アミノアルキル 置換モルホリン、ピロリジン、およびアミノアルキル置換ピロリジンが、特に好 ましい。ふつうは、このアミノアルキル置換基は、ヘテロ環の一部を形成する窒 素原子上で置換されている。このような複素環アミンの特定の例には、N−アミ ノプロピルモルホリン、N−アミノエチルピペラジン、およびN、 N’−ジ− アミノエチルピペラジンが包含される。
コハク酸生成化合物と上記アミンとの反応により得られる窒素含有組成物(B) は、アミン塩、アミド、イミド、イミダシリンだけでなくそれらの混合物とされ 得る。この窒素含有組成物(B)を調製するために、1種またはそれ以上のコハ ク酸生成化合物、および1種またはそれ以上のアミンが、必要に応じて2通常液 状で実質的に不活性の有機液体溶媒/希釈剤の存在下にて、高温下(一般に、約 80°Cから、混合物または生成物の分解点までの範囲の温度)で加熱される。
通常。
約り00℃〜約300°Cの範囲の温度が利用される。但し、300℃は分解点 を越えないことが必要である。
このコハク酸生成化合物およびアミンは、酸生成化合物の1当量あたり、少なく とも約172当量のアミンを供給するのに充分な量で1反応に供される。一般に 、存在するアミンの最大量は、コハク酸生成化合物の1当量あたり、約2モルの アミンとなる。この発明のために、アミンの1当量は、アミンの全重量に対応す る量を、存在する窒素原子の全数で割った値とされる。それゆえ、オクチルアミ ンは、その分子量に等しい当量を有する;エチレンジアミンは、その分子量の1 72にあたる当量を有する;そして、アミノエチルピペラジンは、その分子量の 173の当量を有する。コハク酸生成化合物の当量数は、炭化水素置換のコハク 酸生成化合物中に存在するカルボキシル官能基の数に依存する。それゆえ、炭化 水素置換コハク酸生成化合物の当量数は、その中に存在するコハク酸基の数で変 わる。一般に、アシル化試薬中の各コハク酸基に対し、アシル化試薬の2当量が 存在する。カルボニル官能基の数(例えば、酸価、ケン化価)を決定するために 、従来方法が用いられ得る。それゆえ、アシル化試薬の当量数が。
アミンとの反応に利用される。コハク酸生成化合物とアミンとの反応により1本 発明の窒素含有組成物を調製する方法のさらなる詳細および実施例は9例えば、 米国特許第3.172.892号;第3,219,666号;第3.272.7 46号および第4.234.435号に包含され、その開示の内容は、ここに示 されている。
本発明の潤滑組成物中で有用な窒素含有組成物(B)は、また、ホウ素を含有し 得る。窒素含有およびホウ素含有の組成物は、以下の(B−1) と(B−2) との反応により調製される:(B−1)三酸化ホウ素、ハロゲン化ホウ素、ホウ 素酸、ホウ素アミドおよびホウ素酸エステルからなる群から選択される少なくと も1種のホウ素化合物; (B−2)炭化水素置換のコハク酸生成化合物(アシル化剤)と、窒素原子に結 合した少なくとも1個の水素を含有するアミンとを、この酸生成化合物の1当量 あたり少なくとも約1/2当量で反応させて調製される。少なくとも1種の溶解 性のアシル化窒素中間体。
上記アシル化窒素中間体(B−2)は、上記の油溶性の窒素含有組成物(B)( これは5ホウ素化合物との反応に供されていない)と一致する。この油溶性のア シル化窒素中間体(B−2)との反応に供されるホウ素化合物の量は、一般に、 アシル化窒素組成物の各1モルに対する約0.1原子割合のホウ素から。
該アシル化窒素組成物の各1原子割合の窒素に対するホウ素の約10原子割合ま でを供給するのに、充分な量とされる。より一般的には、存在するホウ素化合物 の量は、このアシル化窒素組成物の各1モルに対するホウ素の約0.5原子割合 から。
用いられる窒素の各1原子割合に対するホウ素の各2原子割合までを供給するの に充分な量とされる。
本発明で有用なホウ素化合物には、酸化ホウ素、水酸化ホウ素、二酸化ホウ素、 三フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、三塩化ホウ素、ホウ素酸(例えば、ボロン酸( boronic acid) +すなわち、アルキル−B (OH) zまたは アリール−B(OH)z ) 、ホウ酸(すなわち、 83B(h ) 、テト ラホウ酸(すなわち、HJ−(1+)。
メタホウ酸(すなわち、 HB(h) ) 、無水ホウ素酸、ホウ素酸アミド、 およびこのようなホウ素酸の種々のエステルが包含される。三ハロゲン化ホウ素 と、エーテル、有機酸、無機酸または炭化水素との錯体を用いることは、ホウ素 反応物を反応混合物中に導入するのに、好都合な方法である。このような錯体は 公知であり、ホウ素−三フン化物−トリエチルエステル、三フッ化ホウ素−リン 酸、三塩化ホウ素−クロロ酢酸。
三臭化ホウ素−ジオキサン、および三フッ化ホウ素−メチルエチルエーテルによ り例示される。
ボロン酸の特定の例には、メチルボロン酸、フェニルボロン酸、シクロへキシル ボロン酸、p−へブチルフェニルボロン酸およびドデシルボロン酸が包含される 。
このホウ素酸エステルには、特に、ホウ酸と、アルコールまたはフェノールとの モノ−、ジーおよびトリー有機エステルが包含される。アルコールまたはフェノ ールには9例えば。
メタノール、エタノール、イソプロパツール、シクロヘキサノール、シクロペン タノール、1−オクタツール、2−オクタツール、ドデカノール、ベヘニルアル コール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、2 −ブチルシクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ト リメチレングリコール、1.3−ブタンジオール。
2.4−ヘキサンジオール、1.2−シクロヘキサンジオール、 1.3−オク タンジオール、グリセロール、ペンタエリスリトールジエチレングリコール、カ ルピトール、セルソルブ、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール 、フェノール。
ナフトール、p−ブチルフェノール+o+p−ジヘプチルフェノール、n−シク ロヘキシルフェノール、2,2−ビス−(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、 ポリイソブチン(分子量1500 )置換フェノール、エチレンクロロヒドリン 、0−クロロフェノール。
n−二トロフェノール、6−ブロモオクタノール、および7−ケドデカノールが ある。1,2−グリコールおよび1,3−グリコールといった低級アルコール( すなわち、約8個を越えない炭素原子を有するアルコール)は、特に9本発明の ためにホウ酸エステルを調製する際に有用である。
ホウ素酸のエステルを調製する方法は公知であり、当該技術分野(例えば、”化 学レビュー”pp、959−1064. Vol、56 )に開示されている。
それゆえ、ある方法には、三塩化ホウ素と、3モルのアルコールまたはフェノー ルとを反応させて。
トリー有機ホウ酸塩を得る反応が包含される。他の方法には。
酸化ホウ素とアルコールまたはフェノールとの反応が包含される。他の方法には 、テトラホウ酸と、3モルのアルコールまたはフェノールとの直接のエステル化 が包含される。さらに他の方法には、ホウ酸とグリコールとの直接のエステル化 により9例えば環状アルキレンホウ酸塩を形成することが包含される。
アシル化窒素中間体とホウ素化合物との反応は、所望温度で反応物を混合するこ とにより、容易に生じ得る。不活性溶媒を用いることは1選択的であるけれども 、特に反応混合物中に高粘度反応物または固体反応物が存在するときには、しば しば望ましい。不活性溶媒は、ベンゼン、トルエン、ナフサ、シクロヘキサン、 n−ヘキサンまたは鉱油のような炭化水素とされ得る。この反応の温度は、広範 囲に変えられ得る。
通常、約50°Cと約250°Cとの間が好ましい。ある場合には。
25°Cまたはそれ以下とされ得る。この温度の上限は、特定の反応混合物およ び/または生成物の分解点である。
この反応は、ふつうは、0.5時間〜6時間のような短時間で完結する。反応が 完結後、この生成物は溶媒中に溶解され。
得られた溶液は、曇りが現れたり不溶物質を含有するなら。
遠心分離や濾過により精製される。通常、この生成物は、さらに生成する必要が ないか、またはそれが任意であるほどに。
充分に純粋である。
アシル化窒素組成物とホウ素化合物との反応により、ホウ素含有生成物が得られ る。この窒素の実質的に全ては、この窒素反応物中に、最初から存在している。
この反応により。
ホウ素と窒素との間で錯体が形成されると考えられている。
このような錯体は、ある場合には、窒素の1原子割合に加えて、1原子割合を越 えるホウ素を含有し得る。他の場合には。
ホウ素の1原子割合に加えて、1原子割合を越える窒素を含有する。この錯体の 性質は、はっきりとは分かっていない。
この錯体形成の正確な化学量論が知られていないにもかかわらず、この工程で用 いられ得る反応物の相対割合は、第1に9本発明の目的に沿ったこの生成物の利 用を考慮することに基づいている。このことに関して、有用な生成物は、以下の 反応混合物から得られる:この反応混合物中では、この反応物は、用いられるア シル化窒素組成物の各1モルに対して約0.1原子割合のホウ素から、用いられ る該アシル化窒素の窒素1原子割合に対して約10原子割合のホウ素までを供給 するような相対割合で存在する。反応物のより好ましい量は。
このアシル化窒素組成物の各1モルに対して約0.5原子割合のホウ素から、用 いられる窒素の1原子割合に対して約2原子割合のホウ素までを供給する量であ る。例示のために、1分子内に1個のホウ素原子を有するホウ素化合物(これは 。
1分子内に5個の窒素原子を有するアシル化窒素組成物1モルとともに用いられ 得る)の量は、約0.1モル−約50モル。
好ましくは約0.5モル−約10モルの範囲内である。
以下の実施例は9本発明で有用な窒素含有組成物、および窒素含有およびホウ素 含有の組成物を調製する方法を例示している: (以下余白) 実施例B−1 塩素化ポリイソブチレンと無水マレイン酸とを200°Cで反応させることによ り、ポリイソブテニル無水コハク酸を調製する。このポリイソブテニル基は85 0の平均分子量を有し。
そして得られたアルケニル無水コハク酸は、113の酸価(500の当量に対応 する)を有することが見いだされている。このポリイソブテニル無水コハク酸5 00g(1当量)とトルエン160gとの混合物に対し、室温にて、35g(1 当量)のジエチレントリアミンが加えられる。この添加は、15分間にわたって 分割して行われ、最初の発熱反応により、温度が50℃まで上昇する0次いで、 この混合物を加熱し、そして水−トルエン共沸混合物を、この混合物から蒸留す る。もはや水が蒸留されなくなると、この混合物を減圧下にて150℃まで加熱 し、トルエンを除去する。この残留物を350gの鉱油で希釈する。この溶液は 、1.6%の窒素含量を有することが見いだされる。
実施例B−2 アミン反応物として、エチレンジアミン31g(1当量)を用いて、実施例B− 1の方法を繰り返す、得られた生成物の窒素含量は1.4%である。
実施例B−3 エチレンアミン混合物(これは、トリエチレンテトラミン組成物に対応する組成 物を有する) 55.5g (1,5当量)を用%の窒素含量を有する。
実施例B−4 アミン反応物としてトリエチレンテトラミン55.0g (1,5当量)を用い て、実施例B−1の方法を操り返す。得られた生成物は、2.9%の窒素含量を 有する。
実施例B−5 トルエン140gと、ポリイソブテニル無水コハク酸(これは、109の酸価を 有し、実施例B−1の無水マレイン酸および塩素化ポリイソブチレンから調製さ れる) 400g (0,78当量)との混合物に対し、市販のエチレンアミン 混合物(これは。
テトラエチレンペンタミンに対応する平均組成を有する) 63.6g (1, 55当量)を室温で添加する。この混合物を加熱して水−トルエン共沸混合物を 蒸留し2次いで、減圧下にて150℃まで加熱して残留トルエンを除去する。残 りのポリアミンは。
4.7%の窒素含量を有する。
実施例B−6 塩素化ポリイソブチレン(これは、 1050の平均分子量および4.3%の塩 素含量を有する)と無水マレイン酸とを反応させることにより、105の酸価お よび540の当量を有するポリイソブテニル無水コハク酸を調製する。このポリ イソブテニル無水コハク酸300重量部、および鉱油160重量部の混合物に対 し、65−95℃にて、実施例B−5の市販エチレンアミン混合物の1当量(2 5重量部)を加える。この混合物を9次いで。
150°Cまで加熱して1反応の際に形成された全ての水を蒸留する。この温度 にて、混合物に窒素を泡立たせ、水の最後の痕跡量を除去させる。この残留物を 、鉱油79重量部で希釈する。このオイル溶液は、1.6%の窒素含量を有する ことが見いだされる。
実施例B−7 3%の塩素含量および1200の分子量を有する塩素化ポリプロピレンと、無水 マレイン酸とを反応させることにより、84の酸価を有するポリプロピレン置換 無水コハク酸を調製する。
このポリプロピレン置換無水コハク酸813 g 、市販のエチレンアミン混合 物(これは、テトラエチレンペンタミンに対応する平均組成を有する)50g、 および鉱油566gの混合物を。
5時間かけて150℃まで加熱する。この残留物は、 1.18%の窒素含量を 有することが見いだされる。
実施例B−8 反応混合物が、ポリイソブテニル無水コハク酸3880 g 、)ジエチレンテ トラミンとジエチレントリアミンとの混合物(75:25重量比) 376g、 および鉱油2785 gからなること以外は、実施例B−1の方法に従って、ア シル化窒素組成物を調製する。この生成物は、2%の窒素含量を有することが見 いだされる。
実施例B−9 反応混合物が、ポリイソブテニル無水コハク酸1385 g 、トリエチレンテ トラミンとジエチレントリアミンとの混合物(75:25重量比) 179g、 および鉱油1041 gからなること以外は、実施例B−1の方法に従って、ア シル化窒素組成物を調製する。この生成物は、 2.55%の窒素含量を有する ことが見いだされる。
実施例B−10 用いられるポリプロピレン置換無水コハク酸を、実施例B−1のポリイソブチン 置換無水コハク酸(アミン反応物1.5当量に対し1当量)で置換したこと以外 は、実施例B−7の方法に従って、アシル化窒素組成物を調製する。
実施例B−11 用いられるポリプロピレン置換無水コハク酸を、実施例B−1のポリイソブチン 置換無水コハク酸(アミン反応物2当量に対し1当量)で置換したこと以外は、 実施例B−7の方法に従って、アシル化窒素組成物を調製する。
実施例B−12 用いられるトリエチレンテトラミンを、実施例B−6の市販エチレンアミン混合 物(無水物1当量あたり1.5当量)で置換したこと以外は、実施例B−4の方 法に従って、アシル化窒素組成物を調製する。
実施例B−13 ポリプロピレン置換無水コハク酸を、実施例B−1のポリイソブチン置換無水コ ハク酸(アミン反応物1当量に対し1当量)で置換したこと以外は、実施例B− 7の方法に従って、アシル化窒素組成物を調製する。この組成物は、1.5%の 窒素含量を含有することが見いだされる。
実施例B−14 ポリイソブチン(Mn=1845 ; Mw=5325 ) 510部(0,2 8モル)。
および無水マレイン酸59部(0,59モル)の混合物を110°Cまで加熱す る0表面下にて気体状塩素43部(0,6モル)を加えつつ、この混合物を、7 時間かけて190 ’Cまで加熱する。190−192°Cにて、3.5時間に わたって、追加の塩素11部(0,16モル)を加える。窒素を吹き込みながら 190−193°Cにて10時間加熱することにより、この反応混合物から揮発 物質を除去する。
この残留物は、 ASTM法p−94で決定されるように、87のケン化当量数 を有する。所望のポリイソブチン置換コハク酸アシル他剤である。
鉱油113部、およびこの置換コハク酸アシル他剤161部(0,25当量)に 対し、130°Cにて、エチレンポリアミンの市販混合物(これは、1分子あた り約3個〜10個の窒素原子を有する)の10.2部(0,25当量)を添加す ることにより、混合物を調製する。この反応混合物を2時間で150°Cまで加 熱し。
窒素を吹き込むことにより、揮発物質を除去する。この反応混合物を濾過すると 、所望生成物のオイル溶液として濾液が得られる。
実施例B−15 ポリイソブチン(Mn−2020; Mw=6049 ) 1000部(0,4 95モル)および無水マレイン酸115部(1,17モル)の混合物を。
110°Cまで加熱する。表面下にて気体状塩素85部(1,2モル)を加えつ つ、この混合物を6時間で184°Cまで加熱する。1844−189°Cにて 、追加の塩素59部(0,83モル)を4時間にわたって加える。窒素を吹き込 みながら、 186−190°Cにて26時間加熱することにより、この反応混 合物から揮発物質を除去する。
この残留物は、 ASTM法D−94で決定されるように、87のケン化当量数 を有する。所望のポリイソブチン置換コハク酸アシル他剤である。
鉱油1067部、およびこの置換コハク酸アシル他剤893部(1,38当量) に対し、 140−145°Cにて、エチレンポリアミンの市販混合物(これは 、1分子あたり約3個〜10個の窒素原子を有する)の57部(1,38当量) を添加することにより、混合物を調製する。この反応混合物を3時間で155° Cまで加熱し、窒素を吹き込むことにより、揮発物質を除去する。この反応混合 物を濾過すると、所望生成物のオイル溶液として濾液が得られる。
実施例B−16 鉱油392部、および実施例B−15で調製された置換コハク酸アシル他剤34 8部(0,52当R)に対し、140°Cにて、エチレンポリアミンの市販混合 物(これは、1分子あたり約3個〜10個の窒素原子を有する)の18.2部( 0,433当量)を添加することにより、混合物を調製する。この反応混合物を 1.8時間で150°Cまで加熱し、窒素を吹き込むことにより揮発物質を除去 する。この反応混合物を濾過すると、所望生成物のオイル溶液として濾液が得ら れる。
実施例B−17 実施例B−13の方法に従って調製されfアシル化窒素組成物の600g(窒素 の1原子割合)に対し、60−75°Cにて、三フフ化ホウ素−ジエチルエーテ ル錯体(1:1のモル比)の45.5g(ホウ素の0.5原子割合)を加える。
得られた混合物を103°Cまで加熱し9次いで、110℃/30mm、にて全 ての揮発成分を蒸留する。この残留物は、 1.44%の窒素含量、および0. 49%のホウ素含量を存することが見いだされている。
実施例B−18 ホウ酸62g(ホウ素の1原子割合)、および実施例B−8の方法により得たア シル化窒素組成物1645 g (窒素の2.35原子割合)の混合物を、窒素 雰囲気下にて150°Cで6時間加熱する。次いで、この混合物を濾過する。こ の濾液は、 1.94%の窒素含量、および0.33%のホウ素含量を有するこ とが見いだされている。
実施例B−19 オレイルアルコールおよびホウ酸のトルエン中での等モル混合物を、水を共沸的 に除去しつつ還流温度で加熱することにより、ホウ酸のオレイルエステルを調製 する。次いで、この反応混合物を150°C/20IIII11.まで加熱する 。この残留物は。
3.2%のホウ素含量、および62のケン価数を有するエステルである。このエ ステル344g(ホウ素の1原子割合)1および実施例B−8の方法により得た アシル化窒素組成物1645g (窒素の2.35原子割合)の混合物を、15 0°Cにて6時間加熱し。
次いで濾過する。この濾液は、0.6%のホウ素含量、および1.74%の窒素 含量を有することが見いだされている。
実施例B−20 ホウ酸372g(ホウ素の6原子割合)、および実施例B−11の方法により得 たアシル化窒素組成物3111g (窒素の6原子割合)の混合物を、150° Cにて3時間加熱し1次いで濾過する。この濾液は、 1.64%のホウ素含量 、および2.56%の窒素含量を有することが見いだされている。
実施例B−21 実施例B−11の方法に従って得たアシル化窒素組成物(550g。
窒素の1原子割合)に対し、ホウ酸(124g、ホウ素の2原子割合)を加える 。得られた混合物を、150°Cにて3.5時間加熱し、この温度で濾過する。
この濾液は、 3.23%のホウ素化合物、および2.3%の窒素含量を有する ことが見いだされている。
実施例B−22 ホウ酸62部、および実施例B−15で調製された生成物のオイル溶液2720 部の混合物を、150°Cにて、窒素下で6時間加熱する。この反応混合物を濾 過すると、所望のホウ素含有生成物のオイル溶液として、濾液が得られる。
実施例B−23 オレイルアルコールおよびホウ酸のトルエン中での等モル混合物を、水を共沸的 に除去しつつ還流温度で加熱することにより、ホウ酸のオレイルエステルを調製 する0次いで、この反応混合物を、真空下にて150℃まで加熱する。この残留 物は、3.2%のホウ素含量、および62のケン化価を有するエステルである。
このエステル344部、および実施例B−15で調製した生成物のオイル溶液2 720部の混合物を、150℃にて6時間加熱し9次いで濾過する。この濾液は 9所望のホウ素含有生成物のオイル溶液である。
実施例B−24 実施例B−16で調製した生成物のオイル溶液2190部に、80℃で3時間以 内で、三フッ化ホウ素(34部)を泡立たせる。得られた混合物に、70−80 °Cにて2時間窒素を吹き込むと、所望生成物のオイル溶液として、残留物が生 じる。
(以下余白) 一般に1本発明の潤滑剤および機能流体は、アミン塩(A)および窒素含有組成 物(B)を、この潤滑剤および機能流体に所望の特性(例えば、改良された極圧 特性や高温安定性)を供給する量で含有する0通常、この量は、この流体の全重 量基準で、(A)および(B)の配合物の約0.1%〜約10%、好ましくは、 約0.5%〜約7.5%である。この潤滑剤に含有されるアミン塩および金属塩 (A)と窒素含有組成物(B)との相対量は、広範囲に変えられ得る。しかし、  (A) : (B)のモル比は、一般に、約0.1:1〜約6=1である。よ り好ましい実施態様では、 (A) : (B)のモル比は、約1:1〜約4= 1である。
本発明はまた9本発明の潤滑組成物および機能流体組成物中にて、他の添加剤の 使用を意図している。このような添加剤には2例えば、灰分生成タイプまたは無 灰分タイプの清浄剤および分散剤、腐食防止剤および酸化防止剤、流動点降下剤 、極圧剤、耐摩耗剤9色安定化剤および消泡剤が包含される。
灰分生成の清浄剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、スルホン酸、カ ルボン酸または有機リン酸(これは。
少なくとも1個の直接の炭素−リン結合により特徴づけられる)との、油溶性で 中性または塩基性の塩により1例示される。この有機リン酸は2例えば、オレフ ィン重合体(例えば。
1000の分子量を有するポリイソブチン)を、リン化剤(例えば、三塩化リン 、上値化リン、五硫化リン、三塩化リンおよびイオウ、白リンおよびハロゲン化 イオウ、またはチオリン酸クロライド)で処理することにより、11製されるリ ン酸である。このような酸の最もふつうに用いられる塩は、ナトリウム塩、カリ ウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ストロンチウム塩および バリウム塩である。
“塩基性の塩”との用語は、金属塩(ここで、この金属は。
有機酸基よりも化学量論的に多量で存在する)を示すべく用いられる。この塩基 性の塩を調製するために通常使用される方法には、酸の鉱油溶液を、化学量論的 に過剰な量の金属中和剤(例えば、金属酸化物、水酸化物、炭酸塩2重炭酸塩。
またはスルフィド)で、約50℃の温度にて加熱すること、および得られた塊状 物を濾過すること、が包含される。中和段階で、大過剰の金属の混合を助けるた めに、“°促進剤”を使用することも同様に公知である。この促進剤として有用 な化合物の例には、フェノール性物質(例えば、フェノール、ナフトール、アル キルフェノール、チオフェノール、硫化されたアルキルフェノール、およびホル ムアルデヒドとフェノール性物質との縮合生成物);アルコール(例えば、メタ ノール、2−プロパツール、オクチルアルコール、セロソルブ、カルピトール、 エチレングリコール、ステアリルアルコール。
およびシクロヘキシルアルコール);およびアミン(例えば。
アニリン、フェニレンジアミン、フェノチアジン、フェニル−β−ナフチルアミ ン、およびドデシルアミン)が包含される。この塩基性の塩を調製するために特 に効果的な方法は。
酸と、過剰の塩基性アルカリ土類金属の中和剤および少なくとも1種のアルコー ル促進剤とを混合すること、およびこの混合物を9例えば60−200°Cの高 温で炭酸化すること、を包含する。
無灰分の清浄剤および分散剤は、その組成に依存して、この分散剤が、燃焼する とすぐに、不揮発性物質(例えば、酸化ホウ素または五酸化リン)を生じ得る。
という事実にもかかわらず、そう呼ばれている;しかしながら、それは9通常。
金属を含有せず、それゆえに、燃焼すると、金属を含有する灰を生じることはな い。多くのタイプの物質が、当該技術分野で公知である。それらのいくつかは、 この発明の潤滑組成物中での使用に適している。以下に例示する:(1)比較的 高分子量の脂肪族または脂環族ハライドと、アミン(好ましくはオキシアルキレ ンポリアミン)との反応生成物。これらは、“アミン分散剤”として特徴づけら れ得。
それらの例は1例えば、以下の米国特許に記述されている:第3,275.55 4号、 第3.454,555号第3.438.757号、 第3.565.8 04号(2)アルキルフェノール(ここで、このアルキル基は、少なくとも約3 0個の炭素原子を含有する)と、アルデヒド(特に、ホルムアルデヒド)および アミン(特に、ポリアルキレンポリアミン)との反応生成物。これは、“マンニ ッヒ分散剤”として特徴づけられ得る。以下の米国特許に記述の物質は9例示で ある: 第2,459,112号、第3.442.808号、第3,591,598号第 2.962.442号、第3.448.047号、第3,600.372号第2 .984.550号、第3.454,497号、第3.634,515号第3. 036.003号、第3.459,661号、第3.649.229号第3,1 66.516号、第3,461.172号、第3.697.574号第3.23 6,770号、第3.493,520号、第3,725.277号第3.355 .270号、第3,539.633号、第3,725,480号第3.368. 972号、第3,558.743号、第3,726.882号第3.413,3 47号、第3,586.629号、第3,980,569号(3)アミンまたは マンニッヒ分散剤を、以下のような試薬で後処理することにより得られる生成物 ;尿素°、チオ尿素。
二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換の無水コハク酸、 ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物。
リン化合物またはその類似物。この種の例示の物質は、以下の米国特許に記述さ れている: 第3.036.003号、第3,282.955号、第3.493,520号、 第3.639.242号第3.087.936号、第3.312.619号、第 3,502.677号、第3,649.229号第3.200.107号、第3 .366、569号、第3.513,093号、第3,649.659号第3. 216.936号、第3.367.943号、第3,5:33,945号、第3 ,658.836号第3,254.025号、第3.373.111号、第3. 539,633号、第3.697,574号第3.256.185号、第3.4 03.102号、第3,573.010号、第3,702.757号第3.27 8,550号、第3.442.808号、第3.579.450号、第3,70 3.536号第3.280,234号、第3.455.831号、第3.591 .598号、第3.704,308号第3,281.428号、第3,455. 832号、第3.600.372号、第3.708.422号ビニルデシルエー テル、および高分子量オレフィン)と、極性置換基(例えば、アミノアルキルア クリレートまたはアクリルアミド)を含有するモノマーとの混合重合体、および ポリ−(オキシエチレン)置換アクリレート。これらは、°′重合した分散剤” として特徴づけられ得、それらの例は、以下の米国特許で開示されている: 第3.329.658号、 第3.666、730号第3,449,250号、  第3.687.849号第3.519,565号、 第3.702.300号 上で記した特許の内容は、無灰分分散剤の開示に関して。
ここに示されている。
本発明の潤滑剤および機能流体に含有され得る。補助の極圧剤、および腐食防止 剤および酸化防止剤は、以下により例示され得る:塩素化脂肪族炭化水素(例え ば、塩素化ワックス);有機スルフィドおよびポリスルフィド(例えば、ベンジ ルジスルフィド、ビス(クロロベンジル)ジスルフィド。
ジブチルテトラスルフィド、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフ ェノール、硫化ジペンテンおよび硫化テルペン);リン硫化炭化水素(例えば、 リン酸スルフィドとテルペンチンまたはオレイン酸メチルとの反応生成物、主と して亜すン酸ジ炭化水素およびトリ炭化水素(例えば、亜リン酸ジブチル、亜す ン酸ジヘプチル、亜リン酸ジシクロヘキシル、亜リン酸ペンチルフェニル、亜す ン酸ジペンチルフェニル、亜リン酸トリデシル、亜リン酸ジステアリル、亜リン 酸ジメチルナフチル、亜リン酸オレイル4−ペンチルフェニル。
ポリプロピレン(分子量500)で置換された亜リン酸フェニル、ジイソブチル 置換の亜リン酸フェニル)を包含するリン酸エステル;チオカルバミン酸金属( 例えば、ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛、およびヘプチルフェニルジチオカ ルバミン酸バリウム);ホスホロジチオ酸の■族金属塩(例えば、ジシクロへキ シルホスホロジチオ酸亜鉛、ジオクチルホスホロジチオ酸亜鉛、ジオクチルホス ホロジチオ酸亜鉛、ジ(ヘプチルフェニル)ホスホロジチオ酸バリウム、ジノニ ルホスホロジチオ酸カルシウム);およびリン酸ペンタスルフィドと、イソプロ ピルアルコールおよびn−ヘキシルアルコールの等モル混合物との反応により生 成されるホスホロジチオ酸の亜鉛塩。
上記の補助の極圧剤、および腐食−酸化防止剤の多くは。
また、耐摩耗剤として供される。ジアルキルホスホロジチオ酸亜鉛は、公知の例 である。
流動点降下剤は、ここで記述の潤滑油中にしばしば含有される。特に有用なタイ プの添加剤である。オイルベースの組成物中において、オイルベースの組成物の 低温特性を改良する。このような流動点降下剤の用途は、当該技術分野で公知で ある。例えば、 C,V、So+alheerおよびR,Kennedy Sm 1thの“潤滑添加剤″ (Lezius−Hiles Co、出版社、クリー ブランド、オハイオ、 1967)の8ページを参照せよ。
有用な流動点降下剤の例には、ポリメタクリレート;ポリアクリレート;ポリア クリルアミド;ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生成物;ビニル カルボキシレート重合体;フマール酸ジアルキルと脂肪酸のビニルエステルとア ルキルビニルエーテルとの三元共重合体がある0本発明のために有用な流動点降 下剤、それらの調製方法およびそれらの用途は、米国特許第2.387,501 号、第2.015.748号、第2.655.47号、第1.815,022号 、第2.191.498号、第2,666.746号、第2.721.877号 、第2,721,878号そして第3.250,715号に記述され、その内容 は、これらに関連した開示に関して、ここに示されている。
消泡剤は、安定した泡の形成を低減させるかまたは防止するために、用いられる 。典型的な消泡剤には、シリコーンまたは有機重合体が包含される。他の消泡組 成物は、“泡制御剤” (Henry T、Kerner、ノイスデータ社、  1976)のp、125−162に記述されている。
以下の例は9本発明の潤滑組成物を例示している。
潤滑剤A 里1皿 基油 98 実施例A−1の生成物 1.00 実施例B−1の生成物 1.00 潤滑剤B 基油 96.75 実施例A−14の生成物 1.25 実施例B−17の生成物 2.00 潤滑剤C 基油 97.50 実施例A−4の生成物 1.00 実施例B−1417)生成物 1.50潤滑剤D (ATF) ?9 ポリイソブチレフ (Mn 900 ) 35実施例A−8の生成物 3 .5 実施例B−19の生成物 1.5 市販のナフテン油 (40°Cで約3.5CKSの粘土を有する)29ポリイソブテニル無水コハク 酸と エチレンポリアミンおよび二硫化 炭素との反応生成物 9.52 米国特許第4,029,587号のように調製されるシール膨潤剤 1.67 シリコーン消泡剤 1.33 潤滑剤E、 FおよびG(油圧流体) D E F 100 中性の鉱油 92.2 88.17 91.11実施例A−2ノ生成物  0.67 1.10 0.85実施例B−20(7)生成物 0.50 0, 70 0.50ホリイソブチレ7 (Mn=1400 ) 4.24 6.52  4.89ドデシルフエノールの硫化 カルシウム塩 0.05 0.07 0.05トリルトリアゾール 0.001 650.001 0.00165希釈油 0.48 0.76 0.569本発 明の潤滑組成物は、潤滑油およびグリースの形状とされ得る。この潤滑油および グリース中では、潤滑粘性のある上記オイルのいずれかが、媒体として使用され 得る。この潤滑剤がグリース形状で用いられ得るところでは、潤滑油は。
一般に、このグリース組成物全体と平衡させるのに充分な量で、使用される。一 般に、このグリース組成物は、所望の特性を供するべく、増粘剤および他の添加 成分を種々の量で含有する。
この発明のグリースを調製する際に、広範囲にわたる種々の増粘剤が用いられ得 る。この増粘剤には、約12個〜約30個の炭素原子を有する脂肪酸および脂肪 物質のアルカリ金属石鹸およびアルカリ土類金属石鹸が包含される。この金属は 。
ナトリウム、リチウム、カルシウムおよびバリウムにより。
代表される。脂肪物質の例には、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、ステ アリン、オレイン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、綿実油酸、および水素添加 魚油が包含される。
他の増粘剤には、塩および塩−石鹸錯体が包含される。この塩−石鹸錯体には、 ステアリン酸−酢酸のカルシウム塩(米国特許第2,197,263号)、ステ アリン酸−酢酸のバリウム塩(米国特許第2.564.561号)、ステアリン 酸−カプリル酸−酢酸のカルシウム塩錯体(米国特許第2,999,065号) 、カプリル酸−酢酸のカルシウム塩(米国特許第2,999,066号)。
および低分子量酸、中程度の分子量の酸および高分子量酸やナツツ油酸のカルシ ウム塩および石鹸がある。
このグリース組成物中で使用される特に有用な増粘剤は。
性質が本質的に親水性である。しかし、これは、グリース組成物の成分として用 いる前に、粘土粒子の表面に、長鎖の炭化水素基を導入することにより、疎水性 の状態に転化され得る。この長鎖炭化水素基の導入は1例えば、アンモニウム化 合物のような有機性のカチオン表面活性剤で予備処理することにより、なされる 。典型的なアンモニウム化合物は、テトラアルキルアンモニウムクロライド(例 えば、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロライド、ジメチルジベンジルア ンモニウムクロライド)、およびそれらの准合物である。この転化方法は、当業 者に公知であり、さらに論じる必要がないと考える。より特定すると、グリース 組成物に使用するべく、増粘剤を形成する際に出発物質として有用な粘土には。
天然に生じて化学的に変性されていない粘土が含有される。
これらの粘土は、結晶性で錯体状のケイ酸塩である。それの正確な組成は、明確 な記述を必要とする。それらが、ある天然の原料から、他の原料に、広範囲に変 えられ得るからである。これらの粘土は、錯体状の無機ケイ酸塩(例えば、アル ミニウムシリケート、マグネシウムシリケート、バリウムシリケートおよびその 類似物)として記述され得る。これらは。
ケイ酸塩格子に加えて、カチオン交換可能な基(例えばナトリウム)の変化量を 含有する。所望の増粘剤に転化するのに特に有用な親水性粘土には、モンモリロ ナイト粘土(例えば。
ベントナイト粘土、アタパルジャイト粘土、ヘクトライト粘土、イライト粘土、 サポナイト粘土、セピオライト粘土、黒雲母粘土、バーミキュライト粘土、ゼオ ライト粘土およびその類似物)が包含される。この増粘剤は、全グリース組成物 の重を基準で、約0.5%〜約30%、好ましくは、3%〜15%の量で使用さ れる。
本発明は、また、少なくとも1種のアミンおよび/または金属塩(A)を有する 水相により特徴づけられる水性組成物を包含する。このアミンおよび/または金 属塩は、該水相中に分散または溶解されている。この水系は、また、成分(B) を含有し得る。この水系はまた。成分(B)を含有し得る。ある実施態様では、 この水相は非連続水相であってもよいものの。
好ましくは、この水相は連続水相である。これら水性組成物は、ふつうは、少な くとも約25重量%の水を含有する。このような水性組成物は、約25重量%〜 約90重量%、好ましくは約40重量%〜約65重景%の水を含有する濃縮物、 および一般に約80重量%を越える水を含有する水ベースの機能流体の両者を包 含する。この濃縮物は、一般に、成分(八)または成分(A)と(B)との混合 物を、約10重量%〜約90重量%の量で含有する。この水ベースの機能流体は 、一般に、(A)または(A)と(B)との混合物を、約0.05重量%〜約1 5重量%の量で含有する。この濃縮物は、一般に、約50%を越えない量、好ま しくは25%を越えない量、より好ましくは15%を越えない量。
さらに好ましくは6%を越えない量の炭化水素油を含有する。
この水ベースの機能流体は、一般に、約15%を越えない量。
好ましくは約5%を越えない量、より好ましくは2%を越えない量の炭化水素油 を含有する。
これら濃縮物および水ベースの機能流体は、必要に応じて。
水ベースの機能流体中に通常使用される他の従来の添加剤を含有していてもよい 、これら他の添加剤には、界面活性剤;増粘剤;油溶性で水不溶性の機能添加剤 (例えば、耐摩耗剤。
極圧剤1分散剤など);および補助的な添加剤(例えば、錆止め剤、剪断安定化 剤、殺菌剤、染料、水軟化剤、臭気マスキング剤、消泡剤など)が包含される。
この濃縮物は、より少量の水および比較的多量の他の成分を含有すること以外は 、水ベースの機能流体に類似している。
この濃縮物は、水で希釈することにより、水ベースの機能流体に転化され得る。
この希釈は、ふつうは、標準的な混合方法により9行われる。これは、多くの場 合、好都合な方法である。この濃縮物は、追加の水が加えられる前に、使用する ところまで輸送され得るからである。それゆえ、最終的な水ベースの機能流体に 、実質的な量の水を運ぶ費用が節約される。このa、種物を処方するのに必要な 水(これは、取扱いの容易性および便利さの因子により、主として決定される) だけが、輸送される必要がある。
一般に、これら水ベースの機能流体は、この濃縮物を水で希釈することにより、 製造される。ここで、濃縮物に対する水の割合は、ふつうは9重量比で約80  : 20〜約99=1の範囲内である。これらの範囲内で希釈が行われるとき認 められ得るように、この最終的な水ベースの機能流体は、せいぜい。
わずかな量の炭化水素油を含有する。
本発明の種々のより好ましい実施態様では、この水ベースの機能流体は、溶液形 状である。これに対して、他の実施態様では、この機能流体は、溶液とほとんど 変わらないと思われるミセル分散形状またはミクロエマルジョン形状である。
溶液、ミクロ分散またはミクロエマルジョンのいずれが形成されるかは、とりわ け、使用される特定の成分に依存する。
(以下余白) 水性組成物を調製する方法もまた2本発明の範囲内に包含される。この水性組成 物には、濃縮物および水ベースの機能流体の両方が包含され、水ベースの機能流 体で通常使用される他の従来の添加剤を含有する。これらの方法には、以下の段 階が包含される: (1)本発明の成分(A)、または成分(^)と成分(B)との混合物を、この ような他の添加剤と、同時にまたは連続して混合し1分散または溶液を形成する こと;必要に応じて。
(2)該分散または溶液を水と混合して、該水性濃縮物を形成すること;および /または (3)該分散または溶液、または濃縮物を、水で希釈すること。ここで、用いら れる水の全体量は2本発明の成分の所望濃縮物、該濃縮物中の他の機能添加剤ま たは該水ベースの機能流体、を供するのに必要な量である。
これらの混合段階は、好ましくは、従来の装置を用いて。
室温またはわずかに高温(ふつうは、100″Cより低く、多くの場合50℃よ り低い)にて1行われる。上で述べたように。
この濃縮物が形成され得3次いで、使用される場所まで運ばれる。この場所では 、この濃縮物は、水と希釈され、所望の水ベースの機能流体が形成される。他の 場合には、最終的な水ベースの機能流体は、この濃縮物または分散または溶液を 形成するのに用いるのと同じ装置にて、直接形成され得る。
本発明の水性組成物中で有用な界面活性剤は、カチオンタイプ、アニオンタイプ 、非イオンタイプまたは両性タイプとされ得る。各タイプのこのような界面活性 剤の多くは、当該技術分野で公知である0例えば、マクカッチェオン(McCu  tcheon )の“エマルシヨンおよび清浄剤”、 1981.ノースアメ リカン出版、 McCutcheon Divisionにより刊行、肛出版社 、 Glen Rock 。
ニューシャーシー、 U、S、A、を参照せよ;これらのページの内容は、これ に関する開示について、ここに示されている。
非イオン性界面活性剤のタイプには、アルキレンオキシドで処理された生成物( 例えば、エチレンオキシドで処理されたフェノール、アルコール、エステル、ア ミンおよびアミド)がある。エチレンオキシド/プロピレンオキシドブロック共 重合体もまた。有用な非イオン性界面活性剤である。グリセロールエステルおよ び糖エステルもまた。非イオン性界面活性剤として公知である0本発明で有用な 典型的な非イオン性界面活性剤のクラスは、アルキレンオキシドで処理されたア ルキルフェノール(例えば、ローム&ハース社から販売されているエチレンオキ シドアルキルフェノール縮合物)がある。
これらの特定の例は、 Triton X−100である。このTriton  X−100は、1分子あたり平均して9−10個のエチレンオキシド単位を含有 し、約13.5の肛B値および約628の分子量を有する。
他の適当な非イオン性界面活性剤の多くは、公知である;例えば、上で述べたM cCu tcheonの文献だけでなく、論文“非イオン性界面活性剤”、 M artin J、 5chickにより編集、 M、DekkerCo、、ニュ ーヨーク、 1967、を参照せよ、この内容は、このことに関する開示につい て、ここに示されている。
この上で述べたように、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤および両 性界面活性剤もまた。用いられ得る。
一般に、これらは、全て親水性の界面活性剤である。アニオン性界面活性剤は、 負に荷電した極性基を含有する。これに対して、カチオン性界面活性剤は、正に 荷電した極性基を含有する。両性界面活性剤は、同じ分子内に両方のタイプの極 性基を含有する。有用な界面活性剤の概説は、化学技術事典。
2版、キルクーオズマ−(Kirk−Othmer ) 、 19巻、pp、5 07(上記) (1969,ジョンライレイおよびサン、ニューヨーク)。
およびMcCu theonの名で出版された上で述べた編集物である。
これらの内容は、カチオン性界面活性剤1両性界面活性剤およびアニオン性界面 活性剤に関する開示について、共に、ここに示されている。
有用なアニオン性界面活性剤のタイプには、広く公知のカルボン酸塩石鹸、有機 硫酸塩、スルホン酸塩、スルホカルボン酸およびそれらの塩、およびリン酸塩が ある。有用なカチオン性界面活性剤には、アミンオキシド、およびよく知られた 四級アンモニウム塩のような窒素化合物がある。両性界面活性剤には、アミノ酸 タイプの物質および類似のタイプの物質が包含される。種々のカチオン性分散剤 、アニオン性分散剤および両性分散剤は、工業上、特にローム&ハース社やユニ オンカーバイド社(共に米国)のような企業から入手可能である。アニオン界面 活性剤およびカチオン界面活性剤のそれ以上の情報は、また、“アニオン性界面 活性剤”の本文。
第2部および第3部、 W、M、Linfieldにより編集、 Marcel  Dekker、 Inc 、により出版、ニューヨーク、 1976、および “カチオン性界面活性剤”、 E 、JungersIannにより編集、 M arcelDekker、 Inc 、、 ニューヨーク、 1976に見出さ れ、これら両方の内容は、このことの開示に関して、ここに示されている。
これらの界面活性剤は、用いられるとき、一般に9本発明の濃縮物および水ベー スの機能流体中において9種々の添加剤、特に以下で論じた機能添加剤の分散を 助ける効果量で使用される。好ましくは、この濃縮物は、これら界面活性剤の1 種またはそれ以上を、約75重量%まで、より好ましくは約10重量%〜約75 重量%で含有し得る。この水ベースの機能流体は、これら界面活性剤の1種また はそれ以上を、約15重量%まで、より好ましくは約0.05重量%〜約15重 量%で含有し得る。
多くの場合9本発明の水性組成物は、該組成物を増粘させるための少なくとも1 種の増粘剤を含有する。一般に、これら増粘剤は、多糖類2合成の増粘ポリマー 、またはこれらの2種またはそれ以上の混合物とされ得る。有用な多糖類には。
°°工業ガム”、 WhistlerおよびB、 Miller、アカデミツク プレスにより出版、 1959.に開示のガムのような天然ガムがある。水溶性 で増粘の天然ガムに関するこの本の開示は、その内容がここに示されている。こ のようなガムの特定の例には。
アガーガム、グアーガム、アラビアガム、アルギン、デキストラン、キサンチン ガム、およびその類イ以物がある。また。
本発明の水性組成物の増粘剤として有用な多vM類には、セルロースエーテルお よびセルロースエステルがある。この多糖類には、ヒドロキシヒドロカルビルセ ルロースおよびヒドロカルビルヒドロキシセルロースおよびその塩が包含される 。
このような増粘剤の特定の例には、ヒドロキシエチルセルロース、およびカルボ キシメチルセルロースのナトリウム塩がある。このようないずれの増粘剤の2種 またはそれ以上もまた。有用である。
本発明の水性組成物で用いられる増粘剤は、冷水(10℃)および温水(90° C)の両方に可溶なことが、一般的な必要条件である。この増粘剤には、メチル セルロース(これは、冷水中では可溶であるが、温水中では不溶である)のよう な物質は除外される。しかしながら、このような温水に不溶の物質は2本発明の 水性組成物に、他の機能を付与する(例えば。
潤滑性を与える)ために用いられ得る。
このような増粘剤は、また9合成の増粘ポリマーであってもよい、このようなポ リマーの多くは、当業者に公知である。
それらの代表例には、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ヒドロキシル化 ビニルエステル、アクリルアミドアルカンスルホン酸の水溶性の単独重合体およ び混合重合体(これは、アクリルアミドアルカンスルホン酸を少なくとも50モ ル%、および他のコモノマーを含有する。他のコモノマーには。
例えば、アクリロニトリル、スチレンおよびその類似物がある)がある。ポリ− n−ビニルピロリドンの単独重合体および共重合体、およびスチレン−無水マレ イン酸共重合体やイソブチレン−無水マレイン酸共重合体の水溶性塩もまた。増 粘剤として用いられ得る。
他の有用な増粘剤は、当業者に公知であり、多くは、上記マクカッチェオンの出 版物(“機能物質”、 1976、 pp、135−147゜包括的)中におけ る表で見いだされ得る。一般的な必要条件に合った水溶性の重合体増粘剤に関連 して、ここでの開示の内容は、ここに示されている。
(以下余白) 特に2本発明の組成物が、高度な剪断用途に適用して安定性を要するとき、より 好ましい増粘剤は9次式で示される少なくとも1種のヒドロカルビル置換コハク 酸および/またはその無水物と、少なくとも1種の水分散可能なアミン末端ポリ (オキシアルキレン)または少なくとも1種の水分散可能なヒドロキシ末端ポリ オキシアルキレンとを反応させることにより、形成される水分散可能な反応生成 物である:ここで、Rは、約8個〜約40個の炭素原子を有するヒドロカルビル 基である。Rは、好ましくは約8個〜約30個の炭素原子を有し、より好ましく は約12個〜約24個の炭素原子、さらにより好ましくは約16個〜約18個の 炭素原子を有する。より好ましい実施態様では、Rは1次式で表される:ここで  B lおよびR”は、独立して、水素、または直鎖または実質的に直鎖のヒド ロカルビル基である。但し、R中の全炭素原子数は、上で示した範囲内にある。
好ましくは。
R′およびR”は、アルキル基またはアルケニル基である。
特に有利な実施態様では、Rは約16個〜約18個の炭素原子を有し RIは水 素、または1個〜約7個の炭素原子を有するアルキル基、または2個〜約7個の 炭素原子を有するアルケニル基であり、そしてR”は、約5個〜約15個の炭素 原子を有するアルキル基またはアルケニル基である。
水分散可能なアミン末端のポリ(オキシアルキレン)類は。
好ましくは、α、ω−ジアミノポリ(オキシエチレン)類。
α、ω−ジアミノポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ポリ(オキ シプロピレン)類、またはα、ω−ジアミノプロピレンオキシドキャップ化ポリ (オキシエチレン)類である。このアミン末端ポリ(ポリアルキレン)は、また 。
このようなα、ω−ジアミノポリ(オキシエチレン)類、α。
ω−ジアミノポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ポリ(オキシプ ロピレン)類、またはα、ω−ジアミノプロピレンオキシドキャップ化ポリ(オ キシエチレン)類の尿素縮合物であってもよい。このアミン末端ポリ(オキシア ルキレン)は、また、それがアミン末端であって水分散可能であるという条件で 、ポリアミノ(例えば、トリアミノ、テトラアミンなど)ポリオキシアルキレン とされ得る。
本発明に従って有用な水分散可能でアミン末端のポリ(オキシアルキレン)類の 例は、米国特許第3.021.232号;第3.108.011号;第4.44 4.566号;およびRe31,522に開示されている。これら特許の開示内 容は、ここに示されている。有用な水分散可能でアミン末端のポリ(オキシアル キレン)類は、シェフアミン(Jeffamine)の商標で、テキサコケミカ ル社から入手可能である。
この水分散可能なヒドロキシ末端のポリオキシアルキレンは、プロピレンオキシ ドとエチレンオキシドとのブロック重合体から構成される。この重合体は、複数 の反応性水素原子を含有する有機化合物から誘導される核を有する。このブロッ ク重合体では、この反応性水素原子の部位に、この核が結合している。これら化 合物の例には1次式で表されるヒドロキシ末端のポリオキシアルキレンが包含さ れる:ここで、aおよびbは、このオキシプロピレン鎖の全体の分子量が約90 0〜約25,000の範囲となるような整数であり。
そしてこのオキシエチレン鎖の全体の重量は、この化合物の約20重量%〜約9 0重量%、好ましくは約25重量%〜約55重量%を構成する。これら化合物は 、 BASF Wyandotte社から、・“Tetronic″の商標で市 販されている。他の例には9次式で表されるヒドロキシ末端のポリオキシアルキ レン類が包含される: 1(0(CzH40) x (CJ*O) y (CJ40) zHここで、y は、このオキシプロピレン鎖の分子量が少なくとも約900となるような整数、 そしてXおよび2は、このオキシエチレン鎖の重量が、この化合物の約20重量 %〜約90重量%を構成するような整数である。これら化合物は、好ましくは、 約1.100〜約14,000の範囲の分子量を有する。これら化合物は、 B ASF Wyandotte社から、“Pluronic”の商標で市販されて いる。有用なヒドロキシ末端のポリオキシアルキレン類は、米国特許第2.67 4.619号および第2.979,528号に開示され、その内容はここに示さ れている。
このカルボン酸試薬と、アミン末端またはヒドロキシ末端のポリオキシアルキレ ンとの間の反応は、この反応成分の溶融温度の最高値から、この反応成分または 生成物の分解温度の最低値までの範囲の温度で9行われ得る。一般に、この反応 は、約り0℃〜約160℃、好ましくは約900〜約160℃の範囲の温度で9 行われる。カルボン酸試薬のポリオキシアルキレンに対する当量比は、好ましく は、約0.1:1〜約8:1の範囲、好ましくは、約1:1〜約4=1の範囲、 好都合には約2:1である。このカルボン酸試薬の当量は、その分子量を、存在 するカルボン酸官能基の数で割ることにより。
決定され得る。このアミン末端ポリオキシアルキレンの当量は、その分子量を、 存在する末端アミン基の数で割ることにより、決定され得る。このヒドロキシ末 端のポリオキシアルキレンの当量は、その分子量を、存在する末端ヒドロキシル 基の数で割ることにより、決定され得る。末端アミン基およびヒドロキシル基の 数は、ふつうは、このポリオキシアルキレンの構造式から決定されるか、または 公知方法により、経験的に決定され得る。このカルボン酸試薬と、アミン末端ま たはヒドロキシ末端のポリオキシアルキレンとの反応により形成されるアミド/ 酸およびエステル/酸は1例えば、1種またはそれ以上のアルカリ金属、1種ま たはそれ以上のアミン、またはそれらの混合物で中和され得、それゆえ、アミド /塩またはエステル/塩にそれぞれ転化される。さらに、これらアミド/酸また はエステル/酸が、アルカリ金属またはアミンを含有する濃縮物または機能流体 に加えられるなら。
アミド/塩またはエステル/塩が、ふつうはその場で形成される。
南アフリカ特許第8510978号の内容は、ヒドロカルビル置換のコハク酸ま たはその無水物/ヒドロキシ末端のポリ(オキシアルキレン)反応生成物を、水 性組成物の増粘剤として用いることに関する教示について、ここに示されている 。
アミン末端のポリ(オキシアルキレン)を用いて増粘剤が形成されるとき、該増 粘剤の増粘性は、それを少なくとも1種の界面活性剤と組み合わせると、高めら れ得る。“界面活性剤”の副題で上に同定された界面活性剤のいずれも、これに 関連して用いられ得る。このような界面活性剤が用いられるとき、増粘剤の界面 活性剤に対する重量比は、一般に、約1:5〜約5=1.好ましくは約1:1〜 約3:lの範囲内にある。
典型的には、この増粘剤は9本発明の水性組成物中にて。
増粘量で存在する。使用時には、この増粘剤は9本発明の濃縮物の約70重量% まで、好ましくは約20重量%〜約50重量%のレベルで存在する。この増結剤 は9本発明の機能流体の約1.5重量%〜約10重量%、好ましくは約3重量% 〜約6重量%の範囲のレベルで存在する。
この水系で用いられ得る機能添加剤は、典型的には、以下の油溶性で水に不溶な 添加剤である:この添加剤は、従来のオイルベースの系にて、極圧剤、耐摩耗剤 、荷重支持剤1分散剤、摩擦調節剤、潤滑剤などとして機能する。これらは。
また、すべり防止剤、フィルム形成剤および摩擦調節剤としても機能する。よ( 知られているように、このような添加剤は、2種またはそれ以上の上記様式で作 用し得る;例えば。
極圧剤は、多くの場合、荷重支持剤として機能する。
“油溶性で水に不溶な機能添加剤”との用語は、25℃の水100+nlあたり 、約1グラムのレベルを越えて溶解しないものの、鉱油中では、25℃で11あ たり少なくとも1グラムの範囲で熔解する機能添加剤を示す。
これら機能添加剤もまた。ある固形潤滑剤(例えば、グラファイト、二硫化モリ ブデンおよびポリテトラフルオロエチレン)、および関連した固形重合体を含有 し得る。
これら機能添加剤は、また、摩擦重合体の形成物質を含有し得る。要約すれば、 これらは、潜在的な重合体形成物質である。この物質は、低濃度で液状担体中に 分散され、そして摩擦表面または接触表面で重合して、この表面で保護の重合体 フィルムが形成される。この重合は、摩擦により生じる熱により、および、おそ らく触媒および/または新しく露出された表面の化学作用により、起こると考え られている。このような物質の特定の例には、シリノール酸とエチレングリコー ルとの結合物(これは、ポリエステル摩擦重合体フィルムを形成し得る)がある 。これら物質は当該技術分野で公知であり、それらの記述は1例えば、雑誌”摩 耗”、26巻、 p、369−392.および西ドイツ国公開特許出願2,33 9,065号に見出される。これら開示の内容は、摩擦重合体の形成物質の解説 について、ここに示されている。
典型的には、これら機能添加剤は、有機イオウ、有機リン。
有機ホウ素またはカルボン酸の公知の金属塩またはアミン塩(これらは、オイル ベースの流体中で用いられるものと同じかまたは同じタイプである)がある。典 型的には、このような塩は、1個〜22個の炭素原子を有するカルボン酸、イオ ウ含有酸、リン含有酸、ホウ素含有酸の塩である。このカルボン酸には、芳香族 酸と脂肪族酸の両方が含まれる;イオウ含有酸には1例えば、アルキルスルホン 酸および芳香族スルホン酸およびその類似物がある;リン含有酸には2例えば、 リン酸、亜すン酸、ホスフィン酸、リン酸塩エステルおよびその類似物のイオウ 同族体(例えば、千オリン酸、およびジチオリン酸、およびそれに関連した酸エ ステル)がある;ホウ素含有酸には、ホウ酸、ホウ酸塩およびその類似物が包含 される。有用な機能添加剤には、また、ジチオカルバミン酸金属(例えば、ジチ オカルバミン酸モリブデンおよびジチオカルバミン酸アンチモン);ジプチル錫 スルフィド、トリブチル錫オキシド、リン酸塩および亜リン酸塩;ホウ酸アミン 塩。
塩素化ワックス;トリアルキル錫オキシド、リン酸モリブデンおよび塩素化ワッ クスが包含される。
このような機能添加剤の多くは、当該技術分野で公知である。例えば、従来のオ イルベースの系および本発明の水系で有用な添加剤の記述は、“石油化学および 精製の進展”、8巻、 John JlMckettaにより編集、インターサ イエンス出版、ニューヨーク、 1963. p、31−38を含めて; Ki rk−Othmer 。
°°化学技術事典”、12巻、2版、インターサイエンス出版。
ニューヨーク、 1967、 p、575以下;“潤滑添加剤” 、 M、W、 Ranney。
Noyes Data Cop、、パークリッジ、ニューシャーシー、 U、S 、A、。
1973 ;および“潤滑添加剤”、 C,V、Sa+alheerおよびR, に、S+n1th。
The Lezius−Hiles Co、、クリーブランド、オハイオ、 U 、S、A、。
に見出される。これらの引用文献の内容は1本発明の組成物で有用な機能添加剤 の開示について、ここに示されている。
本発明の典型的な水性組成物のいくつかでは、この機能添加剤は、イオウまたは 塩素−イオウ極圧剤(これは、オイルベースの系で有用であることが知られてい る)がある。このような物質には、塩素化された脂肪族炭化水素(例えば、塩素 化ワックス);有機スルフィドおよびポリスルフィド(例えば、ベンジル−ジス ルフィド、ビス−(クロロベンジル)ジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド 、硫化されたマ・ンコウ鯨油、オレイン酸の硫化されたメチルエステル、硫化さ れたアルキルフェノール、硫化されたジペンテン、硫化されたテルペン、および 硫化されたディールス−アルダ−付加物;リン硫化炭化水素(例えば、硫化リン とテルペンチンまたはオレイン酸メチルとの反応生成物);リン酸エステル(例 えば、亜すン酸ジ炭化水素および亜リン酸トリ炭化水素、すなわち、亜リン酸ジ ブチル、亜すン酸ジヘプチル、亜リン酸ジシクロヘキシル、亜リン酸ペンチルフ ェニル、亜すン酸ジペンチルフェニル、亜リン酸トリデシル、亜リン酸ジステア リルおよび亜リン酸ポリプロピレン置換フェノール);チオカルバミン酸金属( 例えば、ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛、およびヘプチルフェノールジチオ カルバミン酸バリウム);ホスホロジチオ酸の■族金属塩(例えば、ジシクロへ キシルホスホロジチオ酸亜鉛)、が包含される。
この機能添加剤もまた。水中にて2合成のまたは天然のラテックスまたはそれら のエマルジョンのようなフィルム形成物質とされ得る。このようなラテックスに は、天然のゴム状ラテックス、およびポリスチレン−ブタジェン合成ラテックス が包含される。
この機能添加剤は、また、びびり防止剤(anti−chatter agen t)+またはきしみ防止剤(anti−squawk agent)+とされ得 る。前者の例には、アミド−ジチオリン酸金属の結合物(これは1例えば、西ド イツ国特許第1.109,302号に開示されている);アミン塩−アゾメチン (azomethene )結合物(これは9例えば、英国特許明細書筒893 ,977号に開示されている);またはジチオリンアミン(これは9例えば、米 国特許第3,002,014号に開示されている)がある。きしみ防止剤の例に は、N−アシルサルコシンおよびそれらの誘導体(これは9例えば、米国特許第 3,156.652号および第3,156.653号に開示されている);硫化 された脂肪酸およびそれらのエステル(これは1例えば、米国特許第2,913 ,415号および第2.982,734号に開示されている):および三量化さ れた脂肪酸のエステル(これは1例えば、米国特許第3,039,967号に開 示されている)がある。上で引用した特許の内容は2本発明の水系で機能添加剤 として有用なびびり防止剤およびきしみ防止剤に適当であるこれら開示について 、ここに示されている。
本発明の水系で有用な機能添加剤の特定の例には、以下の市販生成物が包含され る。
表1 1動W炒ll 化笠血記述 ■ Anglamol 32 クロロ硫化炭化水素 ループリシール1Anglam ol 75 ジアルキルリン酸亜鉛 ループリシールlMo1yvan L チ アホスホモリプデート パンデルビルト21°brizol−5315硫化さf ″1状”)Li;M7 、、、、、、ッ’−に’酸エステル Emcol TS 230 酸性のリン酸エステル ウイチコ31 ループリシ ール(Lubrizol)社、ウィックリフ、オフ1イオ。
υ、S、A。
2 R,T、パンデルビルト(Vanderbilt)社、ニューヨーク、 N 、Y、。
U、S、A。
3 ウィチコ(W i tco)ケミカル社、有機部門、ヒエ−ストン。
テキ サス、 U、S、A。
上で記述の機能添加剤のいずれか2種またはそれ以上の混合物もまた。用いられ 得る。
典型的には、この機能添加剤の機能的な効果量が2本発明の水性組成物中で存在 する。
用語“機能的な効果量”とは、該添加剤を加えることにより、意図された所望の 特性を与えるための、添加剤の充分な量を示す0例えば、添加剤が錆止め剤なら 、該錆止め剤の機能的な効果量は、それが加えられる組成物の錆止め特性を増す のに充分な量とされる。同様に、この添加剤が耐摩耗剤なら、該耐摩耗剤の機能 的な効果量は、それが加えられる組成物の耐摩耗特性を改良するための、耐摩耗 剤の充分な量とされる。
この発明の水系は、多くの場合、少なくとも1種の金属腐食防止剤を含有する。
これら防止剤は、鉄金属または非鉄金属(例えば、銅、青銅、黄銅、チタン、ア ルミニウムおよびその類似物)のいずれか一方または両方の腐食を防止する。
この防止剤は、実際には、有機または無機のいずれであってもよい、ふつうは、 それは、所望の防止作用を供するべく。
水中で充分に溶解される。しかし、それは、水に溶解させなくても腐食防止剤と して機能し得るため、水溶性である必要はない0本発明の水系で有用な多くの適 当な無機防止剤は。
当業者に公知である。これらには、′金属の保護被覆”、 BurnsおよびB radley、レインホールド(Reinhold)出版社、2版。
13章、 p、596−605.に記述されたものが包含される;防止剤に関す るこの開示内容は、ここに示されている。有用な無機防止剤の特定の例には、亜 硝酸のアルカリ金属塩、ジーおよびトリポリリン酸ナトリウム、リン酸カリウム およびリン酸ジカリウム、ホウ酸のアルカリ金属塩およびそれらの混合物が包含 される。多くの適当な有機防止剤は、当業者に公知である。特定の例には、ヒド ロカルビルアミンおよびヒドロキシ置換のヒドロカルビルアミンで中和された酸 化合物が包含される。これら酸化合物には9例えば、中和されたリン酸エステル およびヒドロカルビルリン酸エステル、中和された脂肪酸(例えば、約8個〜約 22個の炭素原子を有するもの)。
中和された芳香族カルボン酸(例えば、 4−tert−ブチル安息香酸)、中 和されたナフテン酸、および中和されたヒドロカルビルスルホン酸がある。アル キル化スクシンイミドの混合された塩エステルもまた。有用である。特に有用な アミンには、エタノールアミン、ジェタノールアミンのようなアルカノールアミ ンが包含される。上で記述の腐食防止剤のいずれか2種またはそれ以上の混合物 もまた。用いられ得る。この腐食防止剤は、ふつうは、この水性組成物が接触し ている金属の腐食を防止する際に、効果的な濃度で存在する。
本発明の水系のいくつか(特に、金属の切断や成形に用いられるもの)は、また 、水中で逆の溶解性をもった少なくとも1種のポリオールを含有し得る。このよ うなポリオールは。
水の温度が高くなると、溶解性が低下するポリオールである。
それゆえ、これらは、切削操作や加工操作の間において9表面潤滑剤として機能 し得る。この液体が、金属加工物と加工具との間の摩擦の結果として、加熱され るとき、逆の溶解性のポリオールは、この加工物の表面で“引き延ばされ” ( platesout)、それゆえ、その潤滑特性が改善される。
本発明の水系は、また、少なくとも1種の殺菌剤を含有し得る。このような殺菌 剤は、当業者に公知であり、そして特定の例は、上で述べたMcCu tche onの出版物“機能物質”に。
それのp、 9−20にて“殺微生物剤”の表題で見出され得る;この開示の内 容は、この発明の水性組成物または水系で用いられる適当な殺菌剤に関連して、 ここに示されている。一般に、これら殺菌剤は、少なくともそれを殺菌剤として 機能させる範囲まで、水溶性である。
本発明の水系には、また、染料(例えば、酸性緑色染料);水軟化剤(例えば、 エチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩またはニトリロ三酢酸);臭気マスキング 剤(例えば、シトロネラ、レモンのオイルおよびその類似物);および消泡剤( 例えば、公知のシリコーン消泡剤)が包含され得る。
本発明の水系には、また、凍結防止の添加剤が包含され得る。ここでは、この添 加剤は、この組成物を低温で用いるのに望ましい。エチレングリコールや類似の ポリオキシアルキレンポリオールのような物質は、凍結防止側として用いられ得 る。明らかに、用いられる量は、所望の凍結保護の程度に依存し9通常の当業者 に公知である。
本発明の水系を製造する際に用いる上に記述の成分の多くは、このような水性組 成物に1つ以上の特性を示すかまたは与える工業生成物である。それゆえ、1つ の成分は、いくつかの機能を与え得、従って、他の成分を追加する必要がなくな るかまたは低減される。それゆえ1例えば、トリブチル錫オキシドのような極圧 剤はまた。殺菌剤として機能し得る。
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の7第1項)昭和63年12月13g −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および( B)の少量とを含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示される少なくとも1種のモノチオリン酸の,少なくとも1種のア ミン塩または金属塩,またはそれらの混合物: ▲数式、化学式、表等があります▼(I)または▲数式、化学式、表等がありま す▼(II)ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,ヒドロカルビル基 ,Xは金属またはアンモニウム基,Xが金属の場合,nは,該金属の原子価に等 しい整数,そしてXがアンモニウム基の場合,nは1である;および (B)以下の反応により調製される少なくとも1種の可溶性窒素含有組成物:核 反応は,炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも 1個の水素を有するアミンとの反応であって,核酸生成化合物の1当量あたり該 アミンの少なくとも約1/2当量を用いた反応である。 2.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記金属Xは,アルカ リ金属,アルカリ土類金属,または遷移金属である。 3.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,R1およびR2の全炭 素原子数は少なくとも約4個である。 4.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記アンモニウムカチ オンは次式により特徴づけられる:R3R4R5N+H ここで,R3,R4,およびR5は,それぞれ独立して,水素,ヒドロカルビル 基,アミノヒドロカルビル基,ヒドロキシヒドロカルビル基,またはヒドロキシ ヒドロカルビルオキシヒドロカルビル基,あるいはR3およびR4は,一緒にな って,窒素原子,および必要に応じて,イオウ原子,酸素原子または他の窒素原 子を含む環を形成するヒドロカルビル基である。 5.請求の範囲第4項に記載の組成物であって,ここで,R3およびR4は水素 ,そしてR5はヒドロカルビル基である。 6.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記塩は,少なくとも 1種のヒドロキシヒドロカルビルアミンから誘導されるアミン塩である。 7.請求の範囲第6項に記載の組成物であって,ここで,前記ヒドロキシヒドロ カルビルアミンは次式で示されるアルコキシル化ヒドロカルビルアミンである: ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで,Rは,一般に,約6個〜約30個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R2は,エチレン基またはプロピレン基,R3は,約5個までの炭素原子を含 有するアルキレン基,aは0または1,各R′は水素または低級アルキル基,そ してx,y,および2は,それぞれ独立して,0〜約10の整数であり,x,y ,およびzの少なくとも1つは,少なくとも1である。 8.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記アンモニウム基は ,以下の反応により調製される窒素含有組成物から誘導される:該反応は,炭化 水素置換のカルボン酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の水素 を有するアミンとの反応であって,該酸生成化合物の1当量あたり該アミンの少 なくとも約1/2当量を用いた反応である。 9.請求の範囲第8項に記載の組成物であって,ここで,前記アミンはポリアミ ンである。 10.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハク 酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族炭素原 子を有する。 11.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハク 酸生成化合物は,コハク酸,その酸無水物,エステル,および酸塩化物からなる 群から選択される。 12.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハク 酸生成化合物の炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内のMn値 を有するポリオレフィンから誘導される。 13.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のアミン は次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミノ 置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,アミ ノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイル 基である;但し,R1およびR2の一方だけは水素とされ得る。 14.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のアミン はポリアミンである。 15.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,A:Bのモル比は約 0.1,:1〜約6:1である。 16.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および (B)の少量とを含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示される少なくとも1種のモノチオリン酸の,少なくとも1種のア ミン塩または金属塩,あるいはそれらの混合物: ▲数式、化学式、表等があります▼(I)または▲数式、化学式、表等がありま す▼(II)ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,ヒドロカルビル基 ,Xは金属またはアンモニウム基,Xが金属の場合,nは,該の金属の原子価に 等しい整数,そしてXがアンモニウム基の場合,nは1である;および (B)以下の(B−1)と(B−2)との反応により調製される少なくとも1種 の可溶性の窒素含有およびホウ素含有の組成物:(B−1)三酸化ホウ素,ハロ ゲン化ホウ素,ホウ素酸,ホウ素酸無水物,ホウ素アミド,およびホウ素酸エス テルからなるクラスから選択される少なくとも1種のホウ素化合物;(B−2) 炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の水 素を有するアミンとを,該酸生成化合物の1当量あたり該アミンを少なくとも約 1/2当量の割合で反応させて調製される少なくとも1種の可溶性のアシル化窒 素中間体。 17.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記金属Xは,ア ルカリ金属,アルカリ土類金属,または遷移金属である。 18.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,R1およびR2中 の全炭素原子数は少なくとも約4個である。 19.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記アンモニウム カチオンは次式により特徴づけられる:R3R4R5N+H ここで,R3,R4,およびR5は,それぞれ独立して,水素,ヒドロカルビル 基,アミノヒドロカルビル基,ヒドロキシヒドロカルビル基,またはヒドロキシ ヒドロカルビルオキシヒドロカルビル基,あるいはR3およびR4は,一緒にな って,窒素原子,および必要に応じて,イオウ原子,酸素原子,または他の窒素 原子を含む環を形成するヒドロカルビル基である。 20.請求の範囲第19項に記載の組成物であって,ここで,R3およびR4は ,水素,そしてR5はヒドロカルビル基である。 21.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記塩は,少なく とも1種のヒドロキシヒドロカルビルアミンから誘導されたアミン塩である。 22.請求の範囲第21項に記載の組成物であって,ここで,前記ヒドロキシヒ ドロカルビルアミンは,次式で示されるアルコキシル化ヒドロカルビルアミンで ある:▲数式、化学式、表等があります▼ ここで,Rは,一般に,約6個〜約30個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R2は,エチレン基またはプロピレン基,R3は,約5個までの炭素原子を含 有するアルキレン基,aは0または1,各R1は水素または低級アルキル基,そ してx,y,およびzは,それぞれ独立して,0〜約10の整数であり,x,y ,およびzの少なくとも1個は,少なくとも1である。 23.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記アンモニウム 基は,以下の反応により調製される窒素含有組成物から誘導される:該反応は, 炭化水素置換のカルボン酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の 水素を有するアミンとの反応であって,該酸生成化合物の1当量あたり該アミン の少なくとも約1/2当量を用いた反応である。 24.請求の範囲第23項に記載の組成物であって,ここで,前記アミンはポリ アミンである。 25.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族 炭素原子を有する。 26.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物の炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内の Mn値を有するポリオレフィンから誘導される。 27.請求の範囲第26項に記載の組成物であって,ここで,前記ポリオレフィ ンはポリイソブテンである。 28.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンは次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミ ノ置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,ア ミノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイ ル基である;但し,R1およびR2の一方だけは水素であり得る。 29.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはポリアミンである。 30.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはアルキレンポリアミンである。 31.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはヒドロキシアルキル置換アルキレンポリアミンである。 32.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−1)の ホウ素化合物はホウ酸である。 33.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,A:Bの重量比は 約0.1:1〜約10:1である。 34.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,A:Bの重量比は 約0.5:1〜約5:1である。 35.請求の範囲第16項に記載の組成物であって,ここで,存在する(B−1 )および(B−2)の量は,前記アシル化窒素中間体の1モルに対し,約0.1 原子割合のホウ素から,該アシル化窒素中間体の1原子割合の窒素に対し,約1 0原子割合のホウ素までを供給する量である。 36.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および (B)の少量で特性を改良する量と,を含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示される少なくとも1種のモノチオリン酸の少なくとも1種のアミ ン塩またはそれらの混合物:▲数式、化学式、表等があります▼(Ia)または ▲数式、化学式、表等があります▼(IIa)ここで,R1およびR2平は,そ れぞれ独立して,全体で少なくとも約4個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R3,R4,およびR5は,それぞれ独立して,水素,アルキル基,アミノア ルキル基,ヒドロキシアルキル基,またはヒドロキシアルコキシアルキル基であ る;および (B)以下の反応により調製される,少なくとも1種の可溶性窒素含有組成物: 該反応は,炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくと も1個の水素を有するアミンとの反応であって,該酸生成化合物の1当量あたり 該アミンの少なくとも約1/2当量を用いた反応である。 37.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,R3およびR4は 水素である。 38.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,R3およびR4の 少なくとも一方はヒドロキシヒドロカルビルアミンである。 39.請求の範囲第38項に記載の組成物であって,ここで,前記ヒドロキシヒ ドロカルビルアミンは,次式で示されるアルコキシル化ヒドロカルビルアミンで ある:▲数式、化学式、表等があります▼ ここで,Rは,一般に,約6個〜約30個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R2は,エチレン基またはプロピレン基,R3は,約5個までの炭素原子を有 するアルキレン基,aは0または1,各R1は水素または低級アルキル基,そし て,x,y,およびzは,それぞれ独立して,0〜約10の整数であり,x,y ,およびzの少なくとも1つは少なくとも1である。 40.約0.01重量%〜約10重量%の前記アミン塩を含有する請求の範囲第 36項に記載の組成物。 41.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハ ク酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族炭素 原子を含有する。 42.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハ ク酸生成化合物は,コハク酸,その酸無水物,エステル,および酸塩化物からな る群から選択される。 43.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハ ク酸生成化合物の炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内Mn値 を有するポリオレフィンから誘導される。 44.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のアミ ンは次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミ ノ置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,ア ミノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイ ル基である;但し,R1およびR2の一方だけは水素であり得る。 45.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のアミ ンはポリアミンである。 46.請求の範囲第36項に記載の組成物であって,ここで,(A):(B)の モル比は約0.1:1〜約6:1である。 47.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および (B)の少量で特性を改良する量とを含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示される少なくとも1種のモノチオリン酸の,少なくとも1種のア ミン塩またはそれらの混合物:▲数式、化学式、表等があります▼(Ia)また は▲数式、化学式、表等があります▼(IIa)ここで,R1およびR2は,そ れぞれ独立して,全体で少なくとも約4個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R3,R4,およびR5は,それぞれ独立して,水素,アルキル基,アミノア ルキル基,ヒドロキシアルキル基,またはヒドロキシアルコキシアルキル基であ る;および (B)以下の(B−1)と(B−2)との反応により調製される少なくとも1種 の可溶性の窒素含有およびホウ素含有の組成物;(B−1)三酸化ホウ素,ハロ ゲン化ホウ素,ホウ素酸,ホウ素酸無水物,ホウ素アミド,およびホウ素酸エス テルからなるクラスから選択される少なくとも1種のホウ素化合物;(B−2) 炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の水 素を有するアミンとを,該酸生成化合物の1当量あたり該アミンを少なくとも約 1/2当量の割合で反応させて調製される少なくとも1種の可溶性のアシル化窒 素中間体。 48.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,R3およびR4は 水素である。 49.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,R3および4の少 なくとも一方はヒドロキシヒドロカルビルアミンである。 50.請求の範囲第49項に記載の組成物であって,ここで,前記ヒドロキシヒ ドロカルビルアミンは,次式で示されるアルコキシル化ヒドロカルビルアミンで ある:▲数式、化学式、表等があります▼ ここで,Rは,一般に,約6個〜約30個の炭素原子を有するヒドロカルビル基 ,R2は,エチレン基またはプロピレン基,R3は,約5個までの炭素原子を有 するアルキレン基,aは0または1,各R1は水素または低級アルキル基,そし てx,y,およびzは,それぞれ独立して,0〜約10の整数であり,x,y, およびzの少なくとも1つは少なくとも1である。 51.約0.01重量%〜約10重量%の前記アミン塩を含有する請求の範囲第 47項に記載の組成物。 52.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族 炭素原子を有する。 53.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物の炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内の Mn値を有するポリオレフィンから誘導される。 54.請求の範囲第53項に記載の組成物であって,ここで,前記ポリオレフィ ンはポリイソブテンである。 55.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンは,次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミ ノ置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,ア ミノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイ ル基である;但し,R1およびR2の一方だけは水素であり得る。 56.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはポリアミンである。 57.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはアルキレンポリアミンである。 58.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンはヒドロキシアルキル置換アルキレンポリアミンである。 59.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−1)の ホウ素化合物はホウ酸である。 60.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記A:Bのモル 比は約0.1:1〜約6:1である。 61.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,前記A:Bのモル 比は,約1:1〜約4:1である。 62.請求の範囲第47項に記載の組成物であって,ここで,存在する(B−1 )および(B−2)の量は,前記アシル化窒素中間体の1モルに対し,約0.1 原子割合のホウ素から,該アシル化窒素中間体の1原子割合の窒素に対し,約1 0原子割合のホウ素までを供給する量である。 63.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および (B)の少量で特性を改良する量とを含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示されるチオリン酸の少なくとも1種の金属塩またはそれらの混合 物: ▲数式、化学式、表等があります▼(Ia)または▲数式、化学式、表等があり ます▼(IIa)ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,全体で少なく とも約4個の炭素原子を有するヒドロカルビル基,Mは,アルカリ金属,アルカ リ土類金属,または遷移金属,そしてnはMの原子価に等しい整数である; (B)以下の反応により調製される,少なくとも1種の可溶性窒素含有組成物: 該反応は,炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくと も1個の水素を有するアミンとの反応であって,該酸生成化合物の1当量あたり 該アミンの少なくとも約1/2当量を用いた反応である。 64.請求の範囲第63項に記載の組成物であって,ここで,前記金属は,アル カリ金属またはアルカリ土類金属,あるいは遷移金属である。 65.約0.01重量%〜約10重量%の前記金属塩を含有する請求の範囲第6 3項に記載の組成物。 66.請求の範囲第63項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハ ク酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族炭素 原子を有する。 67.請求の範囲第63項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のコハ ク酸生成化合物の前記炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内の Mn値を有するポリオレフィンから誘導される。 68.請求の範囲第63項に記載の組成物であって,ここで,前記(B)のアミ ンは次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミ ノ置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,ア ミノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイ ル基である;但し,R1およびR2の一方だけは,水素であり得る。 69.請求の範囲第63項に記載の組成物であって,ここで,A:Bのモル比は 約0.1:1〜約6:1である。 70.潤滑粘性のある少なくとも1種のオイルの主要量と,以下の(A)および (8)の少量で特性を改良する量と,を含有する潤滑剤または機能流体組成物: (A)次式で示されるチオリン酸の少なくとも1種の金属塩またはそれらの混合 物; ▲数式、化学式、表等があります▼(Ib)または▲数式、化学式、表等があり ます▼(IIb)ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,全体で少なく とも約4個の炭素原子を有するヒドロカルビル基,Mは,アルカリ金属,アルカ リ土類金属,または遷移金属,そしてnはMの原子価に等しい整数である;およ び(B)以下の(B−1)と(B−2)との反応により調製される,少なくとも 1種の可溶性の窒素含有およびホウ素含有の組成物:(B−1)三酸化ホウ素, ハロゲン化ホウ素,ホウ素酸,ホウ素酸無水物,ホウ素アミド,およびホウ素酸 エステルからなるクラスから選択される少なくとも1種のホウ素化合物;(B− 2)炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個 の水素を有するアミンとを,該酸生成化合物の1当量あたり該アミンの少なくと も約1/2当量の割合で反応させて調製される少なくとも1種の可溶性のアシル 化窒素中間体。 71.請求の範囲第1項に記載の組成物であって,ここで,前記金属は,アルカ リ金属,アルカリ土類金属,または遷移金属である。 72.請求の範囲第70項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物は,前記置換基中に,平均して少なくとも約50個の脂肪族 炭素原子を有する。 73.請求の範囲第70項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の コハク酸生成化合物の炭化水素置換基は,約700〜約10,000の範囲内の Mn値を有するポリオレフィンから誘導される。 74.請求の範囲第70項に記載の組成物であって,ここで,前記(B−2)の アミンは次式により特徴づけられる:R1R2NH ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して,水素,または炭化水素基,アミ ノ置換炭化水素基,ヒドロキシ置換炭化水素基,アルコキシ置換炭化水素基,ア ミノ基,カルバミル基,チオカルバミル基,グアニル基,およびアシルイミドイ ル基である;但し,R1およびR2の一方だけは水素であり得る。 75.請求の範囲第70項に記載の組成物であって,ここで,A:Bのモル比は 約0.1:1〜約6:1である。 76.請求の範囲第70項に記載の組成物であって,ここで,存在する(B−1 )および(B−2)の量は,前記アシル化窒素中間体の1モルに対し,約0.1 原子割合のホウ素から,該アシル化窒素中間体の1原子割合の窒素に対し,約1 0原子割合のホウ素までを供給する量である。 77.少なくとも約40%の水と,次式で示される少なくとも1種のモノチオリ ン酸の,少なくとも1種のアミン塩または金属塩,あるいははそれらの混合物と を含有する水系:▲数式、化学式、表等があります▼(I)または▲数式、化学 式、表等があります▼(II)ここで,R1およびR2は,それぞれ独立して, ヒドロカルビル基,Xは金属またはアンモニウム基であり,Xが金属の場合,n は該金属の原子価に等しい整数,そしてXがアンモニウム基の場合,n=1であ る。 78.以下の(B)の少量をさらに含有する請求の範囲第77項に記載の水系: (B)以下の反応により調製される少なくとも1種の窒素含有組成物;核反応は ,炭化水素置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の 水素を有するアミンとの反応であって,該酸生成化合物の1当量あたり該アミン の少なくとも約1/2当量を用いた反応である。 79.以下の(B)の少量をさらに含有する請求の範囲第77項に記載の水系: (B)以下の(B−1)と(B−2)との反応により調製される少なくとも1種 の窒素含有およびホウ素含有の組成物:(B−1)三酸化ホウ素,ハロゲン化ホ ウ素,ホウ素酸,ホウ素酸無水物,ホウ素アミド,およびホウ素酸エステルから なるクラスから選択される少なくとも1種のホウ素化合物;(B−2)炭化水素 置換のコハク酸生成化合物と,窒素原子に結合した少なくとも1個の水素を有す るアミンとを,該酸生成化合物の1当量あたり該アミン少なくとも約1/2当量 の割合で反応させて調製される少なくとも1種の可溶性のアシル化窒素中間体。 80.請求の範囲第1項で定義されるような組成物であって,ここで,前記組成 物は潤滑油またはグリースである。 81.請求の範囲第16項で定義されるような組成物であって,ここで,前記組 成物は潤滑油またはグリースである。 82.次式で示されるモノチオリン酸のアミン塩および金属塩を調製する方法で あって, ▲数式、化学式、表等があります▼(III)ここで,R1およびR2は,それ ぞれ独立して,炭化水素基である;該方法は,中間基P=SをR−S−P基に再 配列させるのに充分な温度にて,次式で示される亜リン酸ジヒドロカルビルを, イオウ源および(a)アミンまたは(b)塩基性金属源と反応させることを包含 する: ▲数式、化学式、表等があります▼(IV)83.請求の範囲第82項に記載の 方法であって,ここで,前記塩基性金属源は,アルカリ金属,アルカリ土類金属 ,または遷移金属の,酸化物,水酸化物,炭酸塩,スルホン酸塩,カルボン酸塩 ,アルコキシド,またはフェネートである。 84.請求の範囲第82項に記載の方法であって,ここで,前記イオウ源は,単 体イオウ,ハロゲン化イオウ,または硫化された有機化合物である。 85.請求の範囲第82項に記載の方法であって,ここで,前記イオウ源は単体 イオウである。 86.請求の範囲第82項に記載の方法であって,ここで,前記アミンは第1級 アミンである。 87.請求の範囲第83項に記載の方法であって,ここで,前記亜リン酸塩(I I):イオウ源:アミンまたは金属酸化物のモル比は約1:1:1である。 88.請求の範囲第83項に記載の方法であって,ここで,前記塩はアミン塩で あり,そして該アミンは,モノアミンまたはヒドロキシヒドロカルビルアミンで ある。
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