JPH021424A - 非イオン性表面活性剤より誘導される陰イオン性化合物および該化合物を含む組成物 - Google Patents

非イオン性表面活性剤より誘導される陰イオン性化合物および該化合物を含む組成物

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JPH021424A
JPH021424A JP891417A JP141789A JPH021424A JP H021424 A JPH021424 A JP H021424A JP 891417 A JP891417 A JP 891417A JP 141789 A JP141789 A JP 141789A JP H021424 A JPH021424 A JP H021424A
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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】 本発明は、金属表面に強く結合した一端および溶解し並
びに炭化水素あるいは合成エステル油と相溶性である末
端を有する新規化合物に関する。
この化合物の末端は極性油または高分子量炭化水素非極
性油のいずれかに溶解するようにされている。
例えば潤滑油および金属腐蝕を防ぐための油のような金
属表面上の油の保持は、油中の添加剤として本発明の化
合物の使用により改良される。金属表面に油を保持する
ことにより、油により与えられる潤滑および腐蝕防止が
改良される。また本発明の化合物は超常磁性液体として
周知の磁性液体中の磁性粒子用の分散剤さして用いられ
る。
ある例において、低分子■非極性炭化水素油、例えばケ
ロセンあるいはキシレンへのある種の酸、特に脂肪酸、
例えばオレイン酸の添加は、金属表面での油の保持を助
ける。カルボキシ基は金属表面に強く結合し、この酸の
末端は金属表面から離れて伸びている。この酸の末端を
油に溶解した場合、油分子は金属表面の付近でこの末端
と会合したままである。酸末端と油分子との会合は金属
表面に油分子を保持し、それにより油の潤滑並びに腐蝕
作用を改良する。
金属表面における油の保持を改良するため、酸の末端を
この酸が金属表面に付着した際に注意深く特定の酸と相
溶性になるあるいはその酸に溶解されるようにしなけれ
ばならない。例えば、オレイン酸の末端は多くの低分子
量非極性炭化水素油並びに溶媒、例えばキシレン並びに
ケロセンに溶解されるが、通常炭化水素をヘースとする
合成潤滑油として用いられるある種の高分子量油、例え
ば6または8センチストーク(cst)ポリ(アルファ
オレフィン)油には溶解されない。
脂肪酸、例えばオレイン酸も低分子量非極性キャリヤー
液体、例えばケロセンあるいはキシレンに磁性粒子を懸
濁するため用いられてきた。例えばマグネタイト(Fe
:+Os)をアルカリ水性懸濁)夜中のオレイン酸でコ
ートし磁性粒子を疎水性にしてよい。コートされたマグ
ネタイトを低分子量非極性炭化水素、例えばヘプタン、
オクタン、トルエンあるいはキシレンで処理する場合、
オレイン酸末端はこの液体に溶解され、コートされたマ
グネタイトは自然に解凝固し、安定なコロイド懸濁液を
形成する。これはオレイン酸の末端がマグネタイトに結
合した場合、この油に可溶性となることを示している。
しかし、オレイン酸でコートされたマグネタイトはポリ
 (アルファオレフィン)池内で解凝固せず、この液体
中で安定なコロイドを形成しない。これは、酸がマグネ
タイトに結合した際にオレイン酸末端がポリ(アルファ
オレフィン)炭化水素油によく適合しないことを示す。
これは、オレイン酸がポリ (アルファオレイン)油の
金属表面上での保持を実質的に改良しないことを示す。
同様に、オレイン酸末端は極性液体エステル、例えばジ
オクチルセバケートに溶解しない。これはオレイン酸で
コートされたマグネタイト粒子がジオクチルセバケート
中で安定なコロイド懸濁液を形成しないことより説明さ
れる。従って、c、8カルボン酸、例えばオレイン酸は
極性エステル滑剤用の満足な添加剤ではない。
金属表面における油分子の保持を助けるため高分子量油
中に添加剤が含まれてきたが、これら添加剤の多くは油
に十分溶解しないがまたは金属表面に適切に結合しない
かのいずれかであった。特に1)金属表面に強く結合す
るようおよび2)この物質を金属表面に結合させた場合
、油により溶解しそれにより金属表面に油を保持するよ
うにした化学的化合物を提供することが本発明の目的で
ある。また、本発明の化合物を高分子量非極性キャリヤ
ー液体並びに極性キャリヤー液体中の磁性粒子用の分散
剤として用いてよい。
本発明の1つの実施態様は、下式、 −X−B (上式中、Aは非イオン性表面活性剤より誘導され、こ
の化合物が金属に結合した際に高分子量非極性油または
極性滑剤により溶解され、Bは有機カルボン酸基を表わ
し、XはAを已に結合する結合基を表わし、少なくとも
2個の炭素原子を含んでなる) で表わされる化学的化合物である。
本発明は、金属表面に強く結合するカルボキシ基および
この化合物が金属表面に結合した際に用いた油と相溶性
でありおよび溶解する末端を有する化合物を提供する。
この化合物の一般式は下式、−X−B (上式中、Aは油可溶性基を表わし、Bはカルボキシ基
を表わし、Xは少なくとも2個の炭素原子を有するAと
Bの間の結合基を表わす)で表わされる。
金属表面での油の保持を助け、それにより油の油滑ある
いは耐蝕作用を高める潤滑油あるいは腐蝕防止油中の添
加剤として本発明の化合物を用いてよい。さらに、本発
明の化合物を超常磁性液体中の磁性粒子用の分散剤とし
て用いてよい。本発明のこれらの使用は次のパラグラフ
に記載する。
本発明の化合物は油中に可溶でなければならないだけで
なく、その末端部(A基)はこの化合物が金属表面に結
合した場合に油に可溶でなければならない。A基の溶解
特性は、この化合物が金属表面に結合した場合に、化合
物が金属に結合しない場合の油に可溶、な化合物が化合
物が金属に結合した場合と同じ油に十分溶解しないよう
明らかに変わる。例えば、オレイン酸は通常6または8
センチストーク(cs t)ポリ (アルファオレフィ
ン)油に可溶であるが、オレイン酸が酸化金属、例えば
マグネタイト表面に結合した場合、オレイン酸の末端は
6あるいは8cst油に溶解しない。これは1ミクロン
より小さいサイズのマグネタイトがオレイン酸でコート
した場合6あるいは8cst油中に安定な懸濁液を形成
しないことにより説明される。対照的に、オレイン酸コ
ートマグネタイトは軽量油、例えばキシレンあるいはケ
ロセン中で安定なコロイド懸濁液を形成し、これは結合
したオレイン酸がキシレンあるいはケロセンに可溶であ
ることを示している。溶解特性の変化は主に固定された
位置に分子を配向する金属への結合により生ずる分子の
動きの制限の結果であると考えられる。
A基の同様の溶解度の変化は、オレイン酸が潤滑化部分
の金属表面に結合した場合に生ずると考えられる。油中
のオレイン酸の溶解度の低下はオレイン酸が金属表面に
高分子量潤滑油を有効に保持できなかったことが原因で
ある。本発明の化合物は腐蝕防止油内で用いてもよい。
本発明の化合物と共に用いてよい合成潤滑油は、ジオク
チルアゼラードおよびrPriolube 39701
 (Urichema Chemieof )loll
andより製造された市販入手可能な油)を含む。もち
ろん他の潤滑並びに腐蝕防止油を本発明の化合物と共に
用いてよい。
油添加剤として本発明の化合物を用いるため、室温で油
に添加剤を単に撹拌してよい。油に加える添加剤の量は
、油および添加剤の組み合せの目的を考慮する当業者に
より容易に決定される量である。磁性コロイド用の分散
剤としての本発明の化合物の使用は、後に本明細書中に
詳細に記載されている。
本発明の油可溶性基Aは非イオン性表面活性剤より誘導
され、特定のキャリヤー油と相溶性になりおよび溶解す
るよう選ばれる。Aが誘導される非イオン性表面活性剤
は、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフ
ェノール、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化アミド、
エトキシル化アミンおよび酸化エチレン/酸化プロピレ
ンブロックポリマーを含む。油可溶性IJへの市販入手
可能な非イオン性前駆物質は、限定するものではないが
、ポリ(エトキシル化)アルコール、例えば’DeSo
nic 6TJ (DeSoto Inc、製造)、ポ
リ(エトキシル化)脂肪酸、例えばrMulgofen
 VN−430J(GAF Carp、製造)、エトキ
シル化並びにポリ(エトキシル化)アミド、例えばrE
thomid O/15J(Akzo Chemie 
BV製造)、エトキシル化並びにポリ(エトキシル化)
アルキル化フェノール、例えばrAntarox CA
−210J並びにrDM−430+ (GAF Car
p。
製造)を含む。酸化プロピレンと酸化エチレンの混合物
、例えばrTergitol Min−Foam IX
J並びにrTergitol旧n−Foam 2XJ 
(Union Carbide Corp。
製造)と反応したアルコールも、本発明の実施における
分散剤の油可溶性基Aへ前駆物質である。
本発明の実施におけるA基の前駆物質として有効な非イ
オン性表面活性物質の特定の例を以下により詳細に示す
。以下の構造は、本発明において有効な非イオン性表面
活性物質を示すが、有効であるとわかった非イオン性表
面活性剤を網羅するものではない。
l)エトキシル アルコール(極性潤滑液体用の添加剤
としてまたは極性キャリヤー液体を用いる磁性コロイド
中の分散剤として好ましい化合物の前駆物質): R−0−(−C1hCHYO→、 H R=1〜25個の炭素原子を有する飽和あるいは不飽和
炭化水素。Rは直鎖あるいは分枝鎖、ノルマル、第二、
第三、またはイソ構造であってよいが、好ましくはRは
2〜25個の炭素を有する直鎖あるいは分枝鎖アルキル
またはアルキレン鎖である。より好ましくは、Rは4〜
15個の炭素を有するアルキル鎖であり、n=2〜10
であり、Yは水素である。
Yは水素またはメチルである。
n=1〜約30 通常、R,=tert−Ca 、あるいはC9、R,=
HあるいはC3またはC7;およびn=1〜約19、 最も好ましい物質においてR2=H1 3)舌±1長促臼i[JIN塀酸: R−C−0−(−CH□C1l□0→、  C11zC
IIzOt(;R=C,、〜約CI 7、ウラリン酸、
ミリスチン酸、バルミチン酸、オレイン酸、ステアリン
酸、またはイソステアリン酸のアルキル基を表わす。
n=1〜約19. 4)エトキシル化アミド:   Rz R+  CN + CI!zcHzo→、 CHzC)
!2011  ;R+  C−は好ましくは、例えばラ
ウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、オレイン酸、
ステアリン酸、またはイソステアリン酸のような脂肪酸
より誘導される; n=o〜約29; R2=C1,または+CHz CFIZ叶斤CH2C1
1□01(、好ましくは01]・であ4・      
  以下余白5)舌」」づこ弘化ヱ繋−乙: [ン2 R,−N −(−CLCII□0→、Cl2CH20H
;R,約4〜約25個の炭素原子を有するアルキル基で
あってよく; R2はR3または−0113あるいは −(−C112CIIZO→TC1hCIl□OHであ
ってよく;n=1〜約29. 6)  エチレン   プロピレンブロックポリマー (酸化プロピレンは油可溶性基である)II     
  CH3 Cl13  CO+C11z  CO÷「+CII□C
11□0 +−H(酸化プロピレン)     (酸化
エチレン)mおよびnは1より大きく、同一あるいは相
異っていてもよい。
もちろん、Aの前記前駆物質が本発明のA−X−B化合
物の一部である場合、その構造はこの前駆物質の末端O
L(部の11か存在せず、X基がA基前駆物質の末端O
H部の酸素に結合していることを除いて、上記と同しで
あってよい。例えば、Aがエトキンル化アルコールより
誘導される場合、Aの式はR−0+CII□CHYO七
である。
油可溶性基Aの前駆物質は、ヒドロキシ基を含む有機化
合物、好ましくはアルコールであり、酸化エチレンまた
は酸化エチレンと酸化プロピレンの混合物と反応する。
例えば、アルコール1モルあたり6モルの酸化エチレン
と反応したアルコールは、内部にアルコールが約3〜約
9個の酸化エチレンユニットと化合し7た生成物が存在
する混合物を生ずる。この混合物の主要な部分は、6個
の酸化エチレンユニットと反応したアルコールからなる
市販入手可能であり、Aの前駆物質として有効である非
イオン性表面活性剤は、McCu tcheonsAn
nual+ 1987. Emulsifiers a
nd Detergents。
North American and Intern
ational Edition。
MCPublishing Company、 Gle
n Rock、 New Jersey。
U、S、A、 、 118〜140頁、に記載されてい
る。この物質は通常、極性液体エステル油に溶解するA
基を有する化合物を形成する。極性液体エステル滑剤と
共に用いるに最も好ましい物質は、上記のエトキシル化
アルコールである。
高分子量非極性炭化水素油への溶解性および相溶性を得
るため、A基は好ましくは、2〜25個の炭素原子を有
する直鎖あるいは分岐鎖アルコール、脂肪アルコール、
例えばオレイルアルコールまたはイソステアリルアルコ
ールあるいは25個までの炭素原子を有する他の高分子
量アルコール、またはアルキル化芳香族化合物より誘導
される。
アルコールとエチレンおよび/または酸化プロピレンの
反応より得られる混合物がX基前駆物質と反応する場合
、異なる分子長さを有するA−X−B化合物が形成され
る。分子の長さのこの不規則性は、ある用途、例えばA
−X−B化合物を超常磁性液体中の分散剤として用いる
場合有利である。
油可溶性基をカルボキシ基と結合させるX基の構造は、
化合物合成に都合のよいようにまたは化合物の物理的あ
るいは化学的特性を高めるため選ばれる。通常、化合物
合成に都合のよいために、連結基の前駆物質は、X基前
駆物質とA基前駆物質との化学反応により一般式A−X
−Bの化合物が直接形成されるように選ばれる。本発明
において有効であるXの構造は下式、 C+ C112→T または −(−C11,−)−H あるいは P=1−8  : q=2−8  ; (上式中、Rz、R3+ RaおよびR2は同一でも相
異っていてもよく、水素、1〜25個の炭素を有するア
ルキル基、ハロゲンまたはAが前記のあらゆるA基置換
基であるA基を表わす)で表わされる。
本発明のA−X−8化合物の直接形成はrDesoni
c 6TJ 、すなわちDeSoto Inc、より入
手可能なポリ(エトキシル化)アルコールの混合物の反
応により説明される。トリデシルアルコールと6モルの
酸化エチレンとの反応により生ずる化合物の混合物であ
るrDesonic 6TJと化学量論量の無水琥珀酸
との反応は、下式、 散剤として用いられるA−X−B化合物の酸化安定性を
高めるため、X基は芳香族または置換芳香族置換基であ
ってよい。芳香族X基の実施態様において、5個までの
A基がこの化合物内に含まれてよく、その構造は下式、 生ずる。前記式中のX基は−CC82CH2であり、B
基はC0OHである。A基がrDesonic 6TJ
より誘導される場合、Rは直鎖C+jアルキル基であり
、nは平均値6を有する。この構造は極性キャリヤー液
体、例えばジオクチルフタレートまたは掘性滑剤、例え
ばジブチルセバケートを有する磁性コロイドに関し特に
有効である。
他の化学物質、特に無水グルタル酸を無水スクシン酸の
かわりに用いてもよい。
油添加剤としてまたは超常磁性コロイド中の分(上式中
、A基はRO(−CHtCHtO−h−であり、X基は
芳香族基であり、B基はC0OHである)で表わされる
。Rは2〜25個の炭素を有する直鎖あるいは分岐鎖ア
ルキルあるいはアルキレン鎖またはアルキル化芳香族基
であり、nは少な(ともlである。R,、R,、R,お
よびR5は同一でも相異っていてもよく、水素、1〜2
5個の炭素を有するアルキル基、ハロゲンまたはRO+
 CH2CII□O÷「基を表わす)で表わされる。前
記式の化合物は、相当する塩素化アルコールを安息香酸
誘導体、好ましくは4−ヒドロキシ安息香酸と反応させ
ることにより製造される。
Xが芳香族であるA−X−B化合物は、下式、(上式中
、A基はRO+C1l zcII zO−)−rであり
;X基は であり;rはO〜約8、好ましくはOまたはlであり、
B基はC00Hである) で表わされる。Rは再び2〜25個の炭素を有する直鎮
あるいは分枝鎖アルキルあるいはアルキレン鎖またはア
ルキル化芳香族基を表わし、nは少なくとも1である。
上記のように、R2,R3,R。
およびR1は同一でも相異っていてもよく、水素、1〜
25個の炭素を有するアルキル基、ハロゲンまたは追加
A基を表わす。
市販入手可能なエーテルカルボン酸、例えば−I′投名
r Akypol  としてChemische Fa
brik CIIEM−YGmbHにより製造されるも
のも、本発明の実施用の有効な分散剤であり、有効な油
添加剤を形成する。
「^kypoJ の−形式は下式、 I R+O−(CIIzCIl□o→、 Cl1zCOIl
(上式中、A基はR,0(−CH□C1l□0+、rで
弗り、X基はCH2であり、B基はC00I+である)
で表わされると考えられる。R1はアルキル基であると
考えられる。Xが1個の炭素原子であるr Akypo
J は周知の物質であり、湿潤剤として用いられ、従来
油添加剤または磁性コロイド用の分散剤として用いられ
なかった。従って、分散剤としてまたは油添加剤として
のr Akypol の使用は新規であり明白でないと
考えられる。Akypoと組み合せた油は、ジオクチル
アゼレートおよび「Pr1olube 3970」を含
む。
本発明の化合物のX基に相当する−(−CIIZ−h基
が8個あるいはそれ以上の炭素原子を含む他のエーテル
カルボン酸は、当業者に周知の合成法により容易に製造
される。
通常、アルコール1モルあたり6モルの酸化エチレンと
反応したアルコールは、アルコールが約3〜約9個の酸
化エチレンユニットと化合した混合物である。この混合
物の主要な部分は、6個の酸化エチレンユニ・ントと反
応したアルコールからなる。この混合物がX基前駆物質
と反応した場合、異なる分子長さを有する。1−)l’
−B化合物が形成される。金属あるいは磁性粒子に結合
したこの物質は、互いにA基の会合を示すコーティング
の不規則性を生じ、この現象を時には「結晶化」と呼ぶ
X基の構造は、望ましい特性、例えば耐酸化性を得るよ
う選ばれる。またX基は過弗素化量、好ましくは2〜1
2個の炭素原子を存する過弗素化鎖、または残りの水素
原子が弗素と置換した芳香族環であってよい。
本発明の化合物を形成するために用いられる反応は、下
式、 に従っておこる。もちろん、前記式において、R−01
1はA基前駆物質を表わし、無水スクシン酸てもよい。
さらに、1モルのデシルアルコールと4モルの酸化エチ
レンとの反応により生ずる化合物の混合RO+ C)1
2cH20→、CCHzC)Iz  C00H(上式中
、Rは直鎖c 、、アルキル基を表わし、nは平均値4
を有する) で表わされる化合物を生ずる。
本発明の化合物をキャリヤー液体中の磁性粒子用の分散
剤として用いる場合、粒子表面、例えばマグネタイトに
結合し、この分子のA部がキャリヤー液体に溶解する場
合、磁性コロイドを与える。
磁性コロイドを形成するために用いてよい他の粒子は、
亜鉄酸亜鉛、亜鉄酸マンガン、金属、例えば鉄、ニッケ
ルあるいはコバルト、または二酸化クロムを含む。
本発明の実施において有効なキャリヤー液体はオレイン
酸でコートした磁性粒子により起磁性液体を形成しない
液体である。この必要条件は非極性低分子量油、例えば
ケロセンまたはキシレンを排除する。キャリヤー液体は
極性または高分子量非極性液体である。本発明の実施に
おいてキャリヤー液体としてを効である非極性液体炭化
水素は、限定するものではないが、合成あるいは天然潤
滑油ベース原料油、例えばアルファオレフィンオリゴマ
ーおよび100− 、 150− 、 500−1およ
び600−中性ベース油を含む。この物質はMobil
 OilCompanyより市販入手可能であると考え
られる。
本発明において有効な極性有機液体は、エステル、ケト
ン、エーテル、アルコールおよび水を含む。
また、キャリヤー液体はAに対し熱力学的に良好な溶媒
でなければならない。特定のキャリヤー液体の溶媒特性
は主として実験により決定される。
特定のキャリヤー液体がAに対し熱力学的に良好な溶媒
かどうかはrDispersion Polymeri
zationin Organic Media、I 
K、E、J、 Barrett+ Editor。
John Wiley & 5ons、英国J、W、 
Arrowsmith Ltd。
(1979)50〜51真、に記載しである原理に従い
予言される。
キャリヤー液体が非極性液体炭化水素油である場合、油
可溶性基Aは好ましくは、2〜25個の炭素原子を有す
る直鎖あるいは分枝鎖、飽和あるいは不飽和アルコール
、脂肪アルコール、例えばオレイルアルコール、または
アルキル化芳香族化合物からの基である。
本発明において有効な極性キャリヤー液体は、好ましく
は、限定するものではないが一塩基有機酸および一価ア
ルコールより形成されるものを含む極性エステルである
。用いてよい有機酸は、−塩基酸、例えば酢酸、安息香
酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸
、ミリスチン酸、バルミチン酸、オレイン酸、ステアリ
ン酸、並びにイソステアリン酸、二塩基有機酸、例えば
アジピン酸、アゼライン酸、三量体、スペリン酸、琥珀
酸、オルト−、メタ−2並びにテレフタル酸、三塩基酸
、例えばクエン酸、三量体、並びにトリメリット酸、お
よび四塩基酸、例えばピロメリット酸を含む。これらの
エステルを製造するために用いてよいアルコールは、限
定するものではないが1〜約25個の炭素原子を有する
一価アルコールを含み、およびノルマル、第二、第三、
並びにイソ構造を含み、飽和あるいは不飽和、直鎖ある
いは分枝鎖であってよく、エトキシル化および/または
プロポキシル化であってよい。それはオキソまたはチー
グラープロセスの結果として生ずるアルコールを含む。
1つのアルコールまたは2種以上のアルコールからこの
エステルを製造してよい。
好ましい極性液体は、トリメチロールプロパン混合アル
カノン酸トリエステル、混合アルキルトリメリテートト
リエステル、ジアルキルセバケートおよびアルキルオレ
エートである。トリメチロールプロパン混合アルカノン
酸トリエステルは最も好ましいキャリヤー液体であり、
特にエトキシル化アルコールより誘導された分散体を有
するものが好ましい。
本発明において有効なエステルは、多価アルコールおよ
び一塩基有機酸より製造される。用いてよい多価アルコ
ールは、限定するものではないが、エチレングリコール
、プロピレングリコール、1゜3−プロパンジオール、
ブチレンゲリコール、l。
4−ブタンジオール、グリセリン、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール
、トリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、
およびトリメチロールプロパンを含む。このエステルは
1つの一塩基有機酸よりまたは2種以上の一塩基酸より
製造してよい。
本発明の実施においてキャリヤー液体として有効である
ケトンは、限定するものではないが、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロペン
タノン、およびシクロヘキサノンを含む。
本発明の実施においてキャリヤー液体として有効である
エーテルは、限定するものではないが、筒車なエーテル
、例えばジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル
、および環式エーテル、例えばテトラヒドロフランおよ
びジオキサンを含む。
本発明の実施においてキャリヤー液体としてそれ自身有
効であるアルコールは、限定するものではないが、本発
明の実施においてキャリヤー液体として用いられるエス
テルの製造用に有効な上記のものを含む。
キャリヤー液体が本発明の実施において有効であるかを
調べるため、筒車なテストを用いる。ヘキサン中脂肪酸
コートマグネタイト、好ましくはオレイン酸コートマグ
ネタイトからなる約200ガウスの飽和磁化を有する超
常磁性液体約5Qm/を本発明の実施においてキャリヤ
ー液体として用いられる液体約50mZと混合し、25
0 mlビーカーに入れる。この混合物を攪拌し、空気
流下加熱し、ヘキサンを蒸発させ、このビーカーをサマ
リウムコバルト磁石(円筒形、直径25mm、高さ10
mm)上におき、65゛Cのオーブン内に24時間入れ
る。冷却後、磁石をビーカーの下においたまま、液体を
ビーカーの底の残留物から分ける。実質的にすべてのコ
ートしたマグネタイトがビーカーの底に残っている場合
、脂肪酸コートマグネタイトを有する安定な超常磁性液
体を形成しないので、本発明の実施においてこのキャリ
ヤー液体は有効であると考えられる。
本発明の実施において、本発明の分散剤のみでコートし
た場合、磁性粒子はキャリヤー液体内に安定にQQQさ
れる。しかし、磁性粒子をCl11モノカルボン酸、例
えばイソステアリン酸、リノール酸、またはリルン酸、
好ましくはオレイン酸でコートし、脂肪酸コート粒子を
低分子量炭化水素に解膠し、その後この粒子を本発明の
分散剤でコートすることが好ましい。このオレイン酸で
コートし、続いてコートしたマグネタイトを低分子量炭
化水素に解膠すると、他の方法では何回も水で洗浄する
ことにより除去しなければならない副生成物アンモニウ
ム塩および水からマグネタイI・をすばやく、都合よく
分離できる。CI8カルボン酸による予備コートは、以
下の方法に従い行なわれる。
1000m7のビーカーに塩化第二鉄六水和物(1,9
3モル、521.7 g 、 Merck)および水を
入れ約600−にした。この混合物をすべての固体力督
容解するまで加熱した。得られる溶液に硫酸第一鉄も水
和物(1,0モル、278g)および水を加え約900
 mlにし、この混合物をすべての固体が溶解するまで
攪拌した。この溶液を約25°Cに冷却させ、その間機
械撹拌機をとり付けた3iのビーカーに25重量%水酸
化アンモニウム溶液(750mf)および水(250m
Z)を加えた。この攪拌した水酸化アンモニウム溶液を
上記鉄塩溶液に加え、その添加の間混合物の温度はマグ
ネタイトの結晶化の放出熱の結果として約60°Cに上
昇した。攪拌を約20分間続け、次いでオレイン酸(0
,16モル、44.6g)をマグネタイトスラリーに加
え、さらに攪拌を20分間続けた。このスラリーに低分
子量炭化水素(150m1..5hell Oil C
o製の5hellsol T)を加え、この混合物をよ
く攪拌し、次いで分離させた。得られる黒色有a層を螺
動ポンプを用いてII!、のステンレススチールビーカ
ーに移した。さらに5hellsol Tを水性マグネ
タイトスラリーに加え、最初の5hellsol Tと
同様にして処理した。合わせた有機層をステンレススチ
ールビーカー内で130”C4,1m加熱し、すべての
水を除去し、次いで強力磁石上で冷却させた。その後磁
石をビーカーの底においたまま濾紙を通して冷液体を濾
過した。すべての液体をビーカーから取り出すため、5
hellsol Tを残留物に加え、攪拌しないで混合
し、上記のようにして濾過した。得られる生成物は低分
子量炭化水素中の超常磁性液体である。マグネタイトの
含量はその飽和磁化値で与えられる。
安定な超常磁性液体の飽和磁化値は、以下の方法に従い
決定された。
超常磁性液体のサンプルを毛管力により、少なくとも1
5mm、典型的には25mff+の高さまでガラス毛管
(5,5pi、 Minicaps # 900.11
.66 、TGGruppen製)に取り入れ、その後
この毛管の末端をポリエチレンあるいは同様のポリマー
またはワックスの溶融体に浸漬することによりシールし
た。
次いでこのサンプルを磁気天秤(Johnson Ma
ttheyAB製)上に置いた。この装置の読みを記録
し、定数と掛けることにより計算し、飽和磁化値を得た
この定数は、上記の方法を用いて飽和磁化値が磁力計の
測定を変えることから正確に知られた多くの超常磁性液
体壱測定することにより計算された。
さらに以下の例は、本発明の化合物の製造方法および金
属コロイド中の分散剤としてのその使用法を説明する。
本発明の化合物は本明細書、−特に下記例1に従い製造
された。本発明に従い形成された化合物の構造は表1に
示されている。表1に示した化合物は例1に記載した方
法により製造された。表2は例4に記載されたテストに
より確立されたジオクチルフタレートキャリヤー液体中
の分散剤としての種々の化合物の有効性を示すテストを
まとめている。例5に従いテストしたrPriolub
e 3970 J(Unichema BV製)中のA
−X−8分散剤の有効性を示すデータを表3にまとめて
いる。
皿よ A−X−B  ヒ入 の−11′告 500mfの三角フラスコにA基前駆物質0.2モル(
rDesonic 6TJ (酸化エチレン6モルと反
応したトリデカノール、DeSoto Inc、製) 
52.8 g )およびX−B基前駆物質0.2モル(
無水琥珀酸20g)をキシレン200 mf並びにピリ
ジン5滴と共に加えた。この混合物をゆっくり攪拌しな
がらホットプレート上で150°Cに加熱し、透明な溶
液をこの温度に2時間保った。この溶液を室温に冷却さ
せ、その後キシレンで最終体積500 mjに希釈した
。この溶液はキシレン中0.4モルのA−X−8分散剤
であった。この分散剤を表1で分散剤Nα2と示す。
例1に記載した方法を、その組成が表1に記載されたA
−χ−B分散剤の製造に用いた。
以下余白 散剤 Rはアルキル基であり、pは22であり、−力無水グル
タル酸はp=3を与える。No、23および24はY=
水素並びにメチルであり、他はY−水素である。
DA−4 T DA−6 23−6,5 carbitol cellosolve DeSonic DeSonic 口eSonic Alfonic Alfonic Tryc。
Tryc。
Tryc。
Tryc。
Neod。
Neod。
Neod。
utyl utyl DeSoto  Inc。
DeSoto  Inc。
DeSoLo  Inc。
Vista  Chem、Co。
Vista  Chem、Co。
Emery  Industries Emery  Industries Emery  Industries Emery  Industries Shell  Chem、Co。
5hell  Chem、Co。
5hell  Chem、Co。
^1drich  Chem、Co。
Aldrich  Chem、C。
中のC原子の数 O EOユニットの数、n B基前駆物質 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 表1続き 巾のC原子の数 Ethyl  carbitol Ethyl  cellosolve Brij  30 Brij  52 Brij  92 Genapol  X−030 Genapol  X−050 Genapol  X−060 X−060Ter  MinFoam  LXTerg
itol  MinFoam 2XNeodol  2
5−12 DeSonic  DA−4 3erol  07 Tergitol  TMN−3 Aldrich  Chem、Co。
Aldrich  Chem、Co。
ICI  5pecialty  Chem。
ICI  5pecialty Chem。
IcI  5pecialty Chem。
11oechst  AG tloechst  AG tloechst  AG 11nion  Carbide  Corp。
Union Carbide Corp。
5hell  Chem、Co。
DeSoto  Inc。
Berol  Kemi  AB Union Carbide Corp。
イソ13 イソ13 イソ13 12注2 注1. これらは酸化エチレンと酸化プロピレンの混合
物である。
注2.  T M Nはトリメチルノニルを表わす。
EOユニットの数、n x−B基前駆物質 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 無水グルタル酸 無水グルタル酸 無水琥珀酸 無水琥珀酸 貫主 A−X−8分11に剤の滴定 例1で製造した表1のA−X−8分散剤Nα2の0.4
モルキシレン溶液を正確に4.00m1、エタノール1
0mfおよび水10m/と共に50−のビーカーに入れ
た。この混合物を激しく撹拌し、0.1モルの水酸化ナ
トリウムで滴定し、水酸化ナトリウムの添加ごとに混合
物のpHを記録した。滴定曲線を第1図に示す。
拠ユ DEXTROL QC−70(’  :L ス−i−/
L、  (7)キシレン中Dextrol QC−70
溶液(キシレン500m1中Dextrol QC−7
0200g)を正確に2.0OIn1、エタノール10
rnIおよび水10m/と共に50−のビーカーに入れ
た。この混合物を激しく攪拌し、0.1モルの水酸化ナ
トリウムで滴定し、水酸化ナトリウムの添加ごとに混合
物のpHを記録した。Dextrol QC−To酸燐
酸エステル分散剤と表1の分散剤No、 2の滴定曲線
を第1図に示す。計算したpKa値は酸燐酸エステル分
散剤に対し2.6および表1の分散剤Nα2に対し6.
7である。
炭土 A−X−B分it剤および用いた物質の評価をするため
以下の方法を用い、結果を表2にまとめる。
合計23gのオレイン酸コートマグネタイトを解膠し、
例1の方法により製造した0、 4モルのAX−8分散
剤溶液80a/およびキシレン約200−を攪拌しなが
ら加えた。この混合物を空気流下約110″Cに加熱し
、□キシレンを蒸発させた。残留物を約30℃に冷却し
、アセトン200−で最低3回洗い、磁石上のビーカー
の底のマグネタイト粒子を集めた。アセトン抽出物が透
明で無水になるまでアセトン洗浄を続けた。この方法に
より過剰のA−X−8分散剤並びにアセトンに分散可能
な分散剤によりコートされたあらゆる粒子が除去される
約100−の量の酢酸エチルをこの洗浄した粒子に加え
、加熱してアセトンを蒸発させた。50mZの体積のキ
ャリヤー液体を酢酸エチルスラリーに加え、この混合物
を空気流下110°Cに加熱し、酢酸エチルを蒸発させ
た。得られる超常磁性液体を65℃のオーブン内の磁石
上のビーカーに24時間入れ、次いで分散剤により安定
化されるには大きすぎる粒子から濾別し、これは磁石に
よりビーカーの底に引き付けられ、保持されている。
以下余白 フl[ A−X−8分散剤を評価するためこの一般的方法を用い
、用いた物質および結果を表3にまとめる。
脂肪酸コートマグネタイトからなる超常磁性液体の製造
方法で用いた方法に従い製造した5hellsol T
中に分散したオレイン酸コート・マグネタイト粒子から
なる200ガウスの超常磁性液体を合計100−140
0−のビーカーに入れ、アセトン約10On4を加えて
コロイドの&E集を起こさせた。
マグネタイトの粒子をビーカーの底に集め、強力磁石を
ビーカーの底に置くことにより保ち、アセトン200−
で洗った。この残留物にキシレン約200m1および例
1の方法に従って製造した0、4モルのA−X−8分散
剤溶液80−を加えた。この混合物を空気流下約110
°Cに加熱し、キシレンを蒸発させた。残留物を約30
°Cに冷却し、最低3回アセトン200 m7で洗い、
そのたびに磁石上のビーカーの底にマグネタイト粒子を
集めた。アセトン抽出物が透明および無色になるまでア
セトン洗浄を続けた。この方法によりあらゆる過剰のA
−X−8分散剤並びにアセトン中に分散可能な分散剤に
よりコートされたあらゆる粒子が除去された。
約100m1の量の酢酸エチルを洗浄した粒子に加え、
加熱しアセ1−ンを蒸発させた。50mZの体積のキャ
リヤー液体をこの酢酸エチルスラリーに加え、この混合
物を110°Cに加熱し、酢酸エチルを蒸発させた。得
られる超常磁性液体を65°Cのオーブン内の磁石上の
ビーカー内に24時間入れ、分散剤により安定化される
には大きすぎおよび磁石によりビーカーの底に引きつけ
られ保持される粒子から濾別した。
以下余古 紅 l土 分散剤Nα (表1より) 超常磁性液体の 飽和磁化値(ガウス) 25°Cでの粘度 (センチポアズ) 注1゜ この製造において、コートした粒子をメタノールで洗い
過剰の分散剤を除去した。
μ下余白 の キャリヤー 液体 紅 において  なキャ1 供給者 ヤー の 脂肪酸 テスト ジオクチル7タレート ジブチルセバケート Pr1olube 3970 Malmsten & BergwallCiba−G
eigy Unichema  Chemie 表1および表2のデータの比較より、A基内の酸化エチ
レンユニットの数がキャリヤーによる安定な超常磁性液
体を形成する分散剤能だけでなく超常磁性自身の物理特
性に対しても十分な効果を有することが示される。
例えば、ブトキシェタノールより形成された分散剤14
 (1個の酸化エチレンユニット)は、ジ本発明の 有効性 オクチルフタレート内で超常磁性液体を形成せず、一方
ブトキシエトキシエタノールより形成された分散剤14
(2個の酸化エチレンユニット)は形成した。通常、約
2〜約9個の酸化エチレンユニットを含むA基を有する
表1中の分散剤は、ジオクチルフタレート内で安定なコ
ロイ、ド懸濁液を形成するが、アセトン内では形成しな
かった。分散剤6.9.11および27はアセトン内で
コロイド?A濁液を形成するが、室温においてジオクチ
ルフタレート内で熱可逆ゲルを形成する。
出願人はどの特定の理論あるいは説明と結びつけようと
は思わないが、この分散剤のとても長いA基はキャリヤ
ー液体により、よく溶媒和せず、従って他の粒子上の他
の長いA基と会合すると考えられる。この引力は弱く、
熱可塑性であるが、より低温でコートしたマグネタイト
を固定しゲルを形成させるに十分である。また、例5の
方法により記載されたようにしてアセトン洗浄により過
剰の分散剤を除去することは不可能であるので、過剰の
分散剤の存在がゲルの形成を促進可能である。
分散剤のA基と溶媒との間の相互作用の感受性は、rP
riolube 3970 J 、すなわちトリメチロ
ールプロパントリエステルを超常磁性液体用のキャリヤ
ーとして用いる表3のデータによりさらに説明される。
表3のデータを表2のデータと比較することにより、r
Priolube 3970 Jの溶解度特性がジオク
チルフタレートと実質的に異なることが示される。
例えばA基内に8個の酸化エチレンユニットを有する分
散剤12はrPriolube 3970 J内でゲル
を形成するが、A基内に8個の酸化エチレンユニットを
有する分散剤7は、ジオクチルフタレート内で安定な超
常磁性液体を形成した。
表3の飽和磁化値は、分散剤2.10.21または22
がrPriolube 3970 J内で分散剤として
有効であることを示している。しかし、最も有効な物質
の選択は、表4に示したような超常磁性液体の粘度の考
慮を含む。
このデータは、分散剤10または分散剤22のいずれか
が多くの用途、特にジオクチルフタレート内の使用に対
し好ましい分散剤であることを示している。しかし、分
散剤10は平均6〜7個の酸化エチレンユニットを含み
、ゲルを形成する分散剤12の平均8個の酸化エチレン
ユニンI−に近い。従って、6個の酸化エチレンユニッ
トを有する分散剤22が最も好ましい物質である。
特定のキャリヤー液体用の分散剤の選択は、従来の明細
書に記載された要因を考慮する必要がある。以下のバラ
グラフは特定のキャリヤー液体用の分散剤を製造するに
有効な情報を提供する。
適当な分散剤は、理想的な安定なコ[」イド(弾性11
1突する粒子)を生じ、特定の磁化値において低いコロ
イド粘度を生ずるものである。
特定のキャリヤー液体内の特定の分散剤の性能を予言す
ることは全く困難である。例えば、オレイン酸は軽量液
体炭化水素例えばキシレン中でマグネタイトのコロイド
懸濁液を製造するが、より重い炭化水素、例えば6cs
tポリ(アルファオレフィン)油中でマグネタイトのコ
ロイド懸濁液を製造できない。従って、特定のキャリヤ
ー液体中に最良の超常磁性液体を形成する分散剤を選択
するため、与えられた飽和磁化値におけるコロイドの粘
度およびコロイド懸濁液の安定性を考慮して、い(らか
異なる構造を有する種々の分散剤をテストすることが必
要である。
マグネタイトのサブドメインサイズ粒子に関し、分散剤
酸の油可溶性部の長さは、キャリヤー液体に溶解した場
合、安定な)懸濁液に磁性粒子を保つため磁性粒子の直
径の少なくとも約0.2倍でなければならない。分散剤
の油可溶性粒子の長さが、キャリヤーに溶解した際、磁
性粒子の直径の約0.2倍未満である場合、この粒子は
十分近づき、粒子の間の引力は分散剤により生ずる反発
力にまさり、粒子は凝集する。
超常磁性液体の飽和磁化値は、超常磁性液体中の磁性物
質の体積含量により決定される。超常磁性液体の粘度は
、理想的なコロイドになるものである場合、キャリヤー
液体粘度および総分散相体積の関数である。分散相体積
は、磁性物質の表面から伸びたA基により取り込まれる
相対積プラス磁性物質の体積である。従って、A基が分
散した磁性物質に安定性を与えるに必要以上長い場合、
総分散相体積およびコロイド粘度は必要である以上に大
きくなる。
本発明の化合物を錆防止油中のあるいは潤滑添加剤中の
添加剤として用いる場合、添加剤を金属表面から洗い除
き、金属表面を検査あるいは処理することが重要である
。油化合物混合物が水性アンモニアにより金属表面から
洗い除かれるかどうかを調べるため、いわゆる「水ブレ
ークテスト」を行なってよい。水性アンモニアで洗浄後
、金属表面を水に浸し、水が金属表面に小さな液体粒子
あるいは連続フィルムを形成するかどうかを調べる。後
者の場合、油化合物混合物は表面から洗い除かれた。
表面からの本発明の添加剤を含む油の除去は、添加剤が
良好な乳化剤である場合助けられる。
この化合物が良好な乳化剤であることを示すため、以下
のテストが与えられた。
1、 油およびアルカリ水(25%油/75%水、水酸
化アンモニウムでアルカリ性にした)を試験管内で混合
し、振盪する。
2、選ばれた少量の化合物と共に上記のようにして油お
よびアルカリ水を試験管内で混合し、振盪する。エマル
ションがこわれる前に必要な時間を記録する。エマルシ
ョンがとてもゆっくりこわれたら、化合物は良好な乳化
剤である。明らかに、最良の乳化剤はエマルションを形
成し、こわれないエマルションを形成するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Dextrol QC−70(酸燐酸エステ
ル分散剤)および本発明の分散剤(表1の分散剤No、
 2 )を水酸化ナトリウムで滴定してpH値を比較す
るグラフである。pKa値はこのグラフより計算する。 ÷・・・Dextrol QC−70、◆・・・本発明
の分散剤、横軸は加えた0、 1モルの水酸化ナトリウ
ムの1を示し、樅軸はpHを示す。 pKa値: Dextrol QC−70= 2.6、
分散剤No、 2 = 6.7゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下式、 A−X−B (上式中、Aは非イオン性表面活性剤より誘導され、こ
    の化合物が金属に結合した際に高分子量非極性油または
    極性滑剤に可溶であり、Bは有機カルボン酸基を表わし
    、XはAをBに結合する結合基を表わし、少なくとも2
    個の炭素原子を含んでなる) で表わされる化合物。 2、Aがエトキシル化アルコール、エトキシル化アルキ
    ルフェノール、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化アミ
    ド、エトキシル化アミンおよび酸化エチレン/酸化プロ
    ピレンポリマーからなる群より選ばれる非イオン性表面
    活性剤より誘導される、請求項1記載の化合物。 3、AがRO■CH_2CHY■_n (式中、Rは2〜25個の炭素を有する直鎖あるいは分
    枝鎖アルキルあるいはアルキレン鎖またはアルキル化芳
    香族基を表わし;nは少なくとも1〜19であり;およ
    びYは水素またはメチルを表わす) である、請求項2記載の化合物。 4、Aが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、R_1=tert−C_8、あるいはC_9
    、R_2=HあるいはC_8またはC_9;およびn=
    1〜約19) で表わされる、請求項2記載の化合物。 5、Aが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、n=1〜19;R=C_1_1〜約C_1_
    7カルボン酸) で表わされる、請求項2記載の化合物。 6、Aが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、R_1は例えばラウリン酸、ミリスチン酸、
    パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、またはイソ
    ステアリン酸のような脂肪酸を表わし;n=0〜29;
    R_2=CH_3または ■CH_2CH_2O■_2CH_2CH_2OH)で
    表わされる、請求項2記載の化合物。 7、Aが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、R_1は約4〜約25個の炭素原子を有する
    アルキル基であってよく;R_2=R_1または−CH
    _3あるいは■CH_2CH_2■_2CH_2CH_
    2OH;n=1〜29) で表わされる、請求項2記載の化合物。 8、Aが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、m並びにnは1より大きい) で表わされる、請求項2記載の化合物。 9、Xが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、p=1〜8) で表わされる、請求項3〜8のいずれか記載の化合物。 10、pが2または3である、請求項9記載の化合物。 11、Xが下式、 ■CH_2■_q (上式中、q=2〜8) で表わされる、請求項3〜8のいずれか記載の化合物。 12、Xが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔上式中、R_2、R_3、R_4およびR_5は同一
    でも相異っていてもよく、水素、1〜25個の炭素を有
    するアルキル基、ハロゲンまたはR−O(CH_2CH
    YO)_n基(Yは水素またはメチルでありnは1〜1
    9である)である〕 で表わされる芳香族あるいは置換芳香族基を表わす、請
    求項3〜8のいずれか記載の化合物。 13、Xが2〜12個の炭素原子を有する過弗素化鎖を
    表わす、請求項3〜8のいずれか記載の化合物。 14、Rが4〜15個の炭素を有するアルキル基を表わ
    し、Yが水素を表わし、n=2〜10であり、XがC−
    (CH_2)_p(式中、2または3である)である、
    請求項3記載の化合物。 15、潤滑油あるいは腐蝕防止油、および前記油に溶解
    した請求項3記載の化合物を含んでなる添加剤を含んで
    なる組成物。 16、潤滑油あるいは腐蝕防止油、および請求項9記載
    の化合物を含んでなる添加剤を含んでなる組成物。 17、潤滑油あるいは腐蝕防止油、および請求項10記
    載の化合物を含んでなる添加剤を含んでなる組成物。 18、潤滑油あるいは腐蝕防止油、および請求項12記
    載の化合物を含んでなる添加剤を含んでなる組成物。 19、潤滑油あるいは腐蝕防止油、および前記油用の添
    加剤として▲数式、化学式、表等があります▼を含んで なる組成物。
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