JPH0292993A - 過塩基化アルカリ金属スルホネート - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は過塩基化アルカリ金属スルホネート及びその様
なスルホネートを含有する潤滑油組成物に間する。もっ
と詳細に述べると、曇、った生成物の生成を最小限にす
る独特の方法でつくられる炭酸塩過塩基化アルカリ金属
スルホネートに関する。

［従来の技術］ 潤滑油組成物用の添加物として石油スルホン酸の正塩を
使用することはよく知られている。第２次世昇天戦中マ
ホガニー又は石油スルホン酸から誘導された正金属スル
ホネートが内燃機間のクランクケース油中の洗浄剤とし
て使われた。その様なスルホネート中の金属としてカル
シウム又はバリウムが使用された。後になって相当する
正又は中性の金属スルホネートの２倍も多くの金属を含
んでいるスルホネート生成物が、改良された洗浄力と酸
性汚染物を中和する能力を有することが見付けられ、従
って正スルホネートの代りに使われた。もっと最近にな
って相当する金属スルホネートの３〜２０倍以上の金属
を含有している完全油溶性スルホネートで開発された。

これらの高度に塩基性のスルホネートが「過塩基化」　
（オーバーペースト）、「過度塩基化」　（スーパーペ
ースト）及び「超塩基化」　（ハイパーベースと）とし
て同定されて来た。

幾年にも亘って過塩基化スルホネートを製造する多数の
方法が開示されてきた。概してその様な過塩基化スルホ
ネートは促進剤と溶剤を、正スルホネート及び過剰量の
アルカリ又はアルカリ土類金属のいずれかの金属塩基の
過剰量と混合し、生ずる混合物を加熱し、充分な２酸化
炭素で生じた反応塊を炭酸化して、生じた生成物中に金
属炭酸塩としてコロイド的に分散されている金属塩基の
量を増加させ、次いで生じた物質を濾過してつくられて
いた。

レスール（Ｌｅｓｕｅｒ）等の米国特許３，４８８，２
８４は塩基性金属錯体の製造を開示しているが、その場
合油溶性の有機酸化合物例えばスルホン酸、塩基的に反
応する金属化合物例えば水酸化ナトリウム、及び１〜４
個の水酸基を有するアルコール性の促進剤例えばメタノ
ールを２酸か炭素の様な無機の酸性物質で処理して、所
望の塩基性金属錯体を形成し、次いで揮発性物質、主に
アルコール性促進剤を生成物塊から追出す、彼等は更に
、その段階で混合物が無機酸性物質で処理され、その混
合物が実質的に遊離水を含んでいないものでなくてはな
らず、塩基反応性金属化合物中の水和水の様な水がこの
段階中で遊離されると、反応条件はその様な生成する遊
離水が実質的にすべてが追出される様なものであるべき
であることを開示している。

西独特許１，１２２，５２６号に於いて、グルート（Ｇ
ｒｏｏｔ）は高度の塩基性を有する有機カルボン酸又は
有機スルホン酸の製法を開示している。この特許による
と、有機スルホン酸又はカルボン酸の油溶性塩基性アル
カリ金属塩は、炭化水素油中に溶解された有機酸のアル
カリ金属塩を、水及び／又は水と混和する酸素含有有ｖ
Ａ溶剤の存在下で、それ自体反応混合物中に都合よく生
成されるアルカリ金属の炭酸塩と反応させることからな
る方法によってつくられる。有機溶剤はメタノール、エ
タノール、プロパツール、イソプロパノール、ノルマル
ブタノール及びイソブタノールの様な脂肪族アルコール
から選ばれる０個々のアルカリ金属の炭酸塩は反応混合
物にアルカリ金属の水酸化物を加え、その後で反応混合
物中に２酸化炭素を通すことによってその場で生成され
る。この西独特許は２０℃（６８°Ｆ）と　ｔＳＯ℃（
３０２°Ｆ）の閏の温度、特に４０℃（１０４°Ｆ）と
　１２０℃（２４８°Ｆ）の間の温度が適当であると開
示しているが０、この特許はこの方法は好ましくは反応
混合物中の最低沸点反応体の沸点を越えない温度で実施
されるべきであると開示している０次いでこれは反応混
合物が１３５℃（２７５°Ｆ）乃至１６０℃（３２０°
Ｆ）の加熱温度によって乾燥されうろことを開示してい
る。実施例の夫々では反応混合物に２酸化炭素を添加す
る間、温度は　１００℃（２１２°Ｆ）よりずっと下で
保たれる。

英国特許明細書１，４８１，５５３に於いてキング（に
ｉｎｇ）は金属比少なくとも４を有する塩基性アルカリ
金属スルホネートの安定な油溶性分散液の製法を開示し
ている。この場合２酸化炭業、硫化水素、２酸化硫黄、
及びそれらの混合物から選ばれる酸性のガス状物質が１
又はそれ以上の油溶性スルホン酸、又はその誘導体、１
ケ又はそれ以上のアルカリ金属、アルカリ金属水素化物
、又は塩基反応性アルカリ金属化合物、ｌケ又はそれ以
上の低級脂肪族アルコール及びｌ又はそれ以上の油溶性
カルボン酸又はその誘導体からなる反応混合物と、酸性
ガス状物質と反応混合物の成分が所望の金属比を有する
塩基性アルカリスルホネートの分散液を生成するのに充
分な時閉接触せしめられる。反応は２５℃（７７°Ｆ）
乃至２００℃（３９２°Ｆ）の範囲内の温度で実施され
る。

米国特許４，３２６，９７２でチャンベリン（Ｃｈａｍ
ｂｅｒ−１ｉｎ　）は油溶性塩基性アルカリ金属スルホ
ネートの製造と使用を開示している。この製法では少な
くとも１種の油溶性スルホン酸又はその誘導体、少なく
とも１種のアルカリ金属又は塩基性アルカリ金属化合物
、少なくとも１種の低級脂肪族アルコール、及び少なく
とも１種の油溶性カルボン酸又はその官能性誘導体が、
二酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄及びそれらの混合物
からなる群から選ばれる少なくとも１種の酸性ガス状物
質と反応させられる。チャンベリン（Ｃｈａｍｂｅｒｌ
　ｉｎ）は反応温度は臨界的でなく、反応混合物の固化
温度と、その分解温度、即ち、混合物の任意の成分の最
低分解温度の間にあることを開示した。彼は通常その温
度は約２５℃（７７°Ｆ）乃至約２００℃（３９２″Ｆ
）、好ましくは約５０℃（１２２°Ｆ）乃至約１５０℃
（３０２°Ｆ）であろうと示している。実施例中で二酸
化炭素の流れが使用され一方温度は　１００℃（２１２
’″Ｆ）以下であった。

［発明が解決しようとする課Ｈ］ 本発明に従って、すぐれた炭酸塩過塩基化アルカリ金属
スルホネートを製造する方法が見出された。この過塩基
化スルホネートは、極めて曇のない生成物であり、極め
て高い塩基数を有し、油溶性で粘度の低いものである。

［ｆｆ題を解決する手段］ 本発明に依ると、炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネ
ートの製法が提供される。この方法ではアルカリ金属化
合物混合物、１乃至４個の炭素原子を有する低分子量の
アルカノール、稀釈剤、溶剤及びスルホネート化合物を
混合して混合物を形成し、この混合物を少なくとも　１
０４℃（２２０°Ｆ）の温度に、実質上すべてのアルカ
ノールがオーバーヘッドとして除かれ加熱された混合物
が得られるのに充分な時間加熱し、その間除去された溶
剤を置換し、加熱きれた混合物を二酸化炭素と少なくと
も　１０４℃（２２０°Ｆ）の温度で接触して炭酸化生
成物を生成し、炭酸化後、炭酸化生成物を約１１６℃（
２４０°Ｆ）乃至１７７℃（３５０°Ｆ）の範囲内の温
度に加熱して、それから任意の残溜水と任意の残溜アル
コールを除き、生じた炭酸化生成物をそこから固形物と
任意の残溜溶剤を除くために処理する。好ましいアルカ
リ金属化合物は水酸化ナトリウムである。好ましいアル
カノールはメタノールである。

キシレン、トルエン、及びイソオクタンの様な溶剤が適
当である。適当な稀釈剤は低粘度潤滑油である。

反応生成物のアルカリ金属炭酸塩過塩基化アルカリ金属
スルホネートは潤滑油添加剤として使用するのに適する
。従って潤滑油組成物が提供され、この組成物は潤滑粘
度の油と、少量の上述の炭酸塩過塩化アルカリ金属スル
ホネートからなるものである。

洗剤は潤滑油組成物の重要な成分である。その様な洗剤
の例は、過塩基化アルカリ金属スルホネートで、これは
その洗浄力のためのみならず、潤滑油組成物中の酸性汚
染物を中和するその能力のためにも使用される。

本発明に依るとアルカリ金属炭酸塩の過塩基化アルカリ
金属スルホネートをつくる方法が提供される。この方法
は、 （１）アルカリ金属化合物、１乃至４Ｍの炭素原子を有
する低分子量のアルカノール、稀釈剤、溶剤及びスルホ
ネート化合物の混合物を生成させ、（２）上記混合物を
、少なくとも　１０４℃（２２０″″Ｆ）の温度に、上
記アルカノールの本質的にすべてをオーバヘッド（頂部
物質）として除きかつ加熱混合物を得るのに充分な時間
加熱し、上記アルカノールと共に除かれた溶剤を置喚し
、 （３）上記加熱混合物を少なくとも　１０４℃（２２０
°Ｆ）の温度で炭酸化して上記過塩基化アルカリ金属ス
ルホネートから成る炭酸化生成物を生成させ、−方生成
する反応水をオーバヘッドとして除去しく４）炭酸化後
、上記炭酸化生成物を約１１６℃（２４０°Ｆ）乃至約
１７７℃（３５０°Ｆ）の範囲内の温度に加熱して任意
の反応残溜水をそれから除去し、（５）次いで上記炭酸
化生成物を加熱してそこから固形物と残溜溶剤を除くこ
とからなる。

本発明の一つの具体例に従って（１）アルカリ置換スル
ホネート化合物、希釈剤、及び溶媒を混合してスルホネ
ート含有混合物を形成し；（２）１〜４個の炭素原子を
有する低分子量アルカノール中に溶解されたアルカリ金
属化合物の溶液を製造し；（３）上記溶液を上記スルホ
ネート含有混合物に加えて反応混合物を得；　（４）上
記反応混合物を少なくとも１０４℃（２２０°Ｆ）の温
度に本質的に全ての上記アルカノールをオーバーヘッド
とじて除去して、そして加熱した混合物を得るのに十分
な時間加熱し、そして上記アルカノールと共に除去され
る溶媒を置き換え；（５）二酸化炭素を上記反応混合物
に少なくとも１０４℃（２２０°Ｆ）の温度で通じて上
記アルカリ金属炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネー
トからなる炭酸化された生成物を形成する一方、生成す
る反応水をオーバーヘッドとして除去し；（６）炭酸化
が完了したときに、二酸化炭素の流れを停止させ、そし
て炭酸化された生成物を約１１６℃（２４０°Ｆ）〜約
１７７℃（３５０°Ｆ）の範囲内の温度に加熱して任意
の残留するアルコール又は残留する反応水を除去し；　
（７）上記炭酸化生成物を処理して、そこから固体及び
溶媒を除去することからなるアルカリ金属炭酸塩過塩基
化アルカリ金属スルホネートを製造する方法が提供され
る。

上記製造方法の生じる生成物は炭酸塩過塩基化アルカリ
金属スルホネートである。「過塩基化」という用語は「
塩基性」及び「超塩基化」という名称と同意義に使用で
きる。本明細書で使用しそして特許請求の範囲で使用す
る「過塩基化アルカリ金属スルホネート」という用語は
スルホン酸成分に対して化学量論過剰量のアルカリ金属
成分を有することによって特徴付けられるスルホネート
を指す、従ってアルカリ金属スルホネート正塩はアルカ
リ金属の当量のスルホネートの当量に対する比率ｌ二ｌ
を有する一方、過塩基化スルホネートはアルカリ金属の
当量のスルホネートの当量に対する比率がｌ：ｌよりも
大きい。

過塩基化スルホネートの塩基性は便宜上合計塩基数（Ｔ
ＯＮ）として表現出来、これはＡＳＴＭ試験Ｎｏ。

Ｄ−２８９６によって測定され、そして試験される組成
物の１８中に存在するアルカリ物質を中和するのに要す
る酸の量に等しい水酸化カリウムのミリグラム数として
定義される。

混合物の一つの成分はスルホネート化合物である。適当
なスルホネート化合物はスルホン酸のアンモニウム塩又
は金属塩、例えばスルホン酸ナトリウム又はスルホン酸
である。スルホン酸の例はマホガニー又は石油スルホン
酸、ペトロラタムスルホン酸、モノ及びポリワックス置
換ナフタレンスルホン酸、パラフィンワックススルホン
酸、不飽和パラフィンワックススルホン酸、ヒドロキシ
置換パラフィンワックススルホン酸、及び石油ナツタ・
レンスルホン酸である。スルホン酸の金属塩及びアンモ
ニウム塩は過塩基化に対し非常に感受性である。スルホ
ン酸は石油製品を硫酸又はＳＯ３て処理することによっ
て製造される。スルホン化されるようになる石油製品中
の化合物は、油溶基、例えばヒドロカルビル基を含有し
ており、これらは少量の他の元素、例えば酸素、塩素な
どを除いて炭素と水素で構成されている有機ラジカルで
ある。ヒドロカルビル基は脂肪族又は芳香族基であり得
るか、又は脂肪族及び芳香族基の組合わせである基、即
ちアルカリール基であり得る。ヒドロカルビル基が脂肪
族であって、そして比較的脂肪族不飽和がないものが好
ましい、ヒドロカルビル置換基は、少なくとも１８個の
炭素原子を有すべきであり、典型的には３０個の炭素原
子から２００個まで及びそれ以上の炭素原子を含有する
。本明細書で使用するスルホン酸又はその誘導体の当量
は、そこに存在するスルホン酸基又はスルホン酸誘導体
基の数で分子量を割ったものである。

本発明の方法で使用されるアルカリ金属化合物は、水酸
化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム、
リチウムアルコキシド、ナトリウムアルコキシド、及び
カリウムアルコキシド、水素化リチウム、水素化ナトリ
ウム、及び水素化カリウム、リチウムアミド、ナトリウ
ムアミド、及びカリウムアミドからなる群から選ばれる
のが適当である。適当な有用な塩基性アルカリ金属化合
物には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム、ナトリウムプロポキシド、リチウムメトキシド、
カリウムエトキシド、ナトリウムブトキシド、水素化リ
チウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リチウム
アミド、ナトリウムアミド、及びカリウムアミドが含ま
れる。好ましいアルカリ金属化合物は水酸化ナトリウム
及びナトリウムアルコキシド、即ち４個までの元素を含
有するものである。アルカリ金属は一価であるのでアル
カリ金属化合物の当量は特定の化合物の分子量に等しい
。

低分子量アルカノールは促進剤として使用され、そして
１〜４個の炭素原子を有するアルカノール、例えばメタ
ノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノ
ール、及びイソブタノールから選ばれるのが都合が良い
。好ましくはメタノールがそのアルカノールとして使用
される。

本発明の方法に於いて本質的に全てのアルカノールは炭
酸化処理以前に除去される。「本質的に全て」という用
語は、この場合アルカノールの少なくとも８０％の量、
少なくとも約９０％のアルカノールを指す。

本発明の方法で使用される溶媒は９３℃（２００°Ｆ）
よりも大きな沸点を有する脂肪族及び芳香族有機液体か
ら選ばれる。典型的にはそのような溶媒は約９３℃（２
００°Ｆ）〜約２０４℃（４００°Ｆ）の範囲内の沸点
を有する。適当な液体はｎ−へブタン、キシレン、及び
トルエンである。他の溶媒はそのような液体媒体のハロ
ゲン化誘導体である。好ましい溶媒はキシレンである。

本発明の方法で使用するのに適した希釈剤は任意の不活
性希釈剤を含む。好ましくは任意の天然又Ｃ１合成の潤
滑粘度の油が適当な希釈剤をなす。

任意の潤滑粘度の油を希釈剤として使用できるが、典型
的に３７．８℃（１００＠Ｆ）で約３５シーボルト　ユ
ニバーサルセカンズ（５ｕＳ）〜３７．８℃（１００＠
Ｆ）で約５００ＳＩＪＳの範囲内の粘度を有する油が好
ましい。

本発明のアルカリ金属炭酸塩過塩基化アルカリ金属スル
ホネートの製造のための反応混合物中に使用される種々
の成分は表１に以下に挙げた量で反応混合物中に存在す
る。

表　　■ 初期反応混合物の成分 希釈剤　　　　　　　　　６−２０　　　９−１２溶媒
　　　　　　　　　　３０−６０　　３５−４５スルホ
ネ一ト化合物　　　４−８　　　５−６アルカリ金属の
アル　　　２０−４５　　４０−４５カノール溶液（２
） （１）反応混合物の重量に基づく。

（２）約５重量％〜約２０重量％のアルカリ金属化合物
を含有し好ましくはアルカノール溶液の重量に基づいて
約１５重量％〜約２０重量％のアルカリ金属化合物を含
有する。

本発明の方法によって製造されるスルホネートは、ヒト
ミカルビル置換基がアルキル基又はアルカリール基であ
るアルカリ金属炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネー
トである。もしアルキル基であるときは、約１８〜約２
００個の炭素原子、好ましくは約３０〜約１００個の炭
素原子、そしてより好ましくは約３０〜約５０個の炭素
原子を含んでいる。

もしアルカリール基であるときは、例えばアルキルベン
ゼン基であるときは約１４〜約７０個の炭素原子、好ま
しくは約１８〜約３０個の炭素原子を含有する。アルキ
ル鎖は実質的に安定性を与えるために飽和されたもので
あるべきである。「実質的に飽和された」という用語は
、少なくとも９０％、そして好ましくは約９５％の炭素
−炭素共有結合が飽和されていることを意味する。もし
分子量が多すぎる不飽和を含有するときは、分子はより
容易に重合され、酸化され、モして／又は分解され得る
。

酸化及び重合が多すぎると生成物を炭化水素中で使用す
るのに不安定にする。実質的に飽和されたアルキル置喚
基が主として実質的に飽和されたオレフィンポリマー、
特に約２〜約５個の炭素原子を有するモノオレフィンの
ポリマーに由来し得る。

ｌ−モノオレフィン、例えばエチレン、プロペン、１−
ブテン、及びイソブチンが特に有用である。

本発明の方法によって製造される炭酸塩過塩基化アルカ
リ金属スルホネートは、潤滑油組成物中の洗剤として使
用するのに適している。そのような潤滑油組成物中に使
用するのに考えられる適当な潤滑油は、石油源、又は合
成源のいずれかに由来する潤滑粘度の油である。油はパ
ラフィン性、ナフテン性、ハロ置換炭化水素、合成エス
テル類、又はこれらの絹合わせであり得る。そのような
油は潤滑油の製造に使用するのが都合が良い、適当な潤
滑油には約３５５ＵＳ〜約ｌ　、０ＯＯ５ＬＩＳ（７）
範囲ヲ３７．８℃（１００°Ｆ）で有する全部のもの、
好ましくは３７゜８℃（１００°Ｆ）で約３５５ＵＳ〜
約５ｏｏｓｕｓの範囲内のもの、そしてより好ましくは
３７．８℃（＋００°Ｆ）で約５Ｏ５ＵＳ〜約３５０Ｓ
ＵＳの範囲内のものが含まれる。油は精製されたもの又
はそれ以外に所望の品質を有する油を製造するために加
工されたものであり得る。

もちろん２又はそれ以上の異なる油の組合わせの単一潤
滑組成物中のものも包含される。本発明の潤滑油組成物
についてそのような成分は主容量の潤滑粘度の油、即ち
約７０重量％の油であって潤滑粘度を有するもの、好ま
しくは少なくとも約９０重量％の油であって潤滑粘度を
有するものを組成物の合計重量に基づいて含んでいる。

本発明の潤滑油組成物は潤滑油組成物の重量に基づいて
約１０重量％〜約４５重量％の所望のアルカリ金属炭酸
塩過塩基化アルカリ金属スルホネート、好ましくは約１
５重量％〜約４０重量％のアルカリ金属炭酸塩過塩基化
アルカリ金属スルホネートを含有している。

［実施例］ 実施例１ 本実施例は本発明の方法の具体例即ち過塩基化アルカリ
金属スルホネートの炭酸塩をつくる方法の具体例を実証
するものである。

この試験、試験番号ｌでは、アモコペトロリュムプロダ
クトカンパニから得られた典型的な商業等級のアンモニ
ウムスルホネート８１．３ｇ、ベーカーケミカルカンパ
ニーから得られた工業等級のキシレン２００１、及びア
モコオイルカンパニーから得られた５Ｗオイル２５．９
ｇを機械的混合器、コンデンサー及びガス散布器を具え
たｌ立フラスコに仕込んだ、その時フラスコは４４．５
％のスルホネート、３５％の油及び２０．５％のキシレ
ンを含んでいた。

フラスコの内容物の混合を始めた。以前つくったメタノ
ール中に溶かした２０％水酸化ナトリウム溶液の２５０
ｇ部分をフラスコの内容物に加えた。水酸化ナトリウム
とメタノールはＣ，Ｐ級の物質であり、ベーカーケミカ
ルカンパニーから得られた混合物をついで約　１１６℃
（２４０°Ｆ）の温度に加熱した。加熱巾約３８５１の
メタノール／キシレンをフラスコから除き新鮮なキシレ
ンを混合物の粘度が認められる程の上昇を、するのを防
ぐため加えた。

製造の蒸溜と添加の続きを下に表■に示す。

表　　　　■ 試＊＠号ｌからの蒸溜とキシレン添加 ＋６９ ＋７４ ＋８１ ＋９４ ２０】 ２＋１ 計 ＋８０ この点で混合物は液体で２相を有していた。水酸化物の
相は部分的にゼラチン様であった。

２酸化炭素を１分当り０．２５ｇの率で混合物に加えた
。全体で２酸化炭素２５．５ｇを約１１６℃（２４０°
Ｆ）の温度で加えた。炭化中水が生成した。これをオー
バーヘッド（頂上）物質から除き凝縮させた。

炭化のプロフィールと生じた頂上物質を下に表■で示す
。

表　　　　■ 炭化のプロフィールと試験番 号１でつくられた頂上物質 加えられたＣ０２ｇ　　　　　全頂上物質１スタート ５．５６ ７．５９ ９．５　　　　　　　　　１１．５ １３．２　　　　　　　　　１６．５ ＋５．５　　　　　　　　　１８．５ ２４．７　　　　　　　　　３９．５ ２５．５　　　　　　　　　４２．５ 約２酸化炭素７．５ｇが使われた時、水酸化物の相のゼ
ラチン様の外観が消えた。炭化が完了した後反応の任意
の残溜水を除＜８１２７℃（２６０°Ｆ）の温度へ加熱
を続けた。固体を遠心分離し、キシレンを蒸溜によって
除去して、生成物を単離した。

以下生成物Ａとして同定される生じた生成物は極めて透
明な生成物で３６６のＴＢＮを有していた。それは油溶
性で粘度が低いことが判った。粘度は２１０＠Ｆで７１
　ＣＳであった。

本発明の製造法は慣用のスルホネートに較べた時すぐれ
た炭酸塩の過塩基性アルカリ金属スルホネートを生ずる
。存在する水又は炭酸化段階の閏で又生じた水は不安定
性を起こす。製造の初期の部分でメタノールの大概のも
のを除くことによっていくらかの水がその時除かれる。

これは安定性を増す、更に、炭化は非常に高い温度でな
され、炭化の間に生成した水は頂上物質として除かれる
ことに注意されたし、生成される水が除去されるにつれ
、極めて透明な生成物が与えられる。もしこれがなされ
なかったら生成物はかすんでおって、勿論モーターオイ
ルに使われるには受は入れられない、高い温度で炭化す
ることが重要である。炭化のための温度は少なくとも　
１０４℃（２２０°Ｆ）の温度であるべきである。炭化
の適温は約１０４℃（２２０゜Ｆ）から約１２７℃（２
６０°Ｆ）の範囲に入るべきである。好ましくは炭化は
約１１３℃（２３５°Ｆ）乃至約１１９℃（２４５＠Ｆ
）の範囲の温度で行われるべきである。

２酸化炭素は約１．８ｇ／分乃至約０．０８ｇ／分の範
囲の率で約１５分乃至約５時間又はそれより長い範囲内
の時間で使われる。

炭酸化に続いて生成物を約１１６℃（２４０°Ｆ）乃至
約１７７℃（３５０°Ｆ）、好ましくは約■６℃（２４
０°Ｆ）乃至約　１３２℃（２７０°Ｆ）の範囲内の温
度に加熱して反応の残溜水を除く。

実施例２ 以後試験番号２と同定される第２試験が行われた。この
試験で本発明の方法の具体例として以後生成物Ｂと以後
同定されるナトリウム炭酸塩過塩基ナトリウムスルホネ
ートを与えた。

機械的かきまぜ器凝縮及びガス散布器を具えた適当な容
器にアモコベトロリュムプロダクトカンパニーから得ら
れた商業的につくられたアンモニウムスルホネート組成
物４０６．５ｇ、アモコオイルカンパニーから得られた
ＳＷ油１２９．５ｇ及びベーカーケミカルカンパニーか
ら得られた工業縁キシレン１，０００　ｍｌが加えられ
た。６８０当量を有する４６．２％スルホネー）　５１
．８％の油と２％の溶剤をアンモニウムスルホネート組
成物が含んでいた。容器の含有物を完全に混合した。生
じた混合物に、以前につくられていた水酸化ナトリウム
のメタノール中の２０％溶液　１００ｇを加えた。

混合物を次いで約１０７℃（２２５°Ｆ）の温度に加熱
した。この加熱の間キシレンのいくらかとメタノールの
大概がこの混合物から除かれた。満足な粘度が維持され
るため下の表■に示されるようにキシレンが加えられた
。

表　　　　■ 試験番号２からの蒸溜と キシレン添加のデータ 表■に示されるように、合計１７６０ｍ１のキシレンメ
タノールオーバーヘッドが混合物から除去された。しか
し、合計１２５０ｍ１の新たなキシレンが反応容器の内
容物に加えられた。最終反応塊はわずかにゲル状で、バ
ールエツセンスを有し、二相からなるように見えた。

冷却が無い状態で、炭酸化を１０７℃（２２５”　Ｆ）
の温度で、二酸化炭素を１．３ｇ／分の速度で塊に通じ
ることによって閏始した。水が炭酸化の間に形成し、オ
ーバーヘッドとして、幾らかのメタノールと共に除去し
た。炭酸化の間の温度及びオーバーヘッド生成物は以下
の表■に記載する。

表Ｖ Ｂ　　　　　　　　＋０７　　　２２５　　　　　　　
　４０炭化後、２酸化炭素の流れを止め、混合物を次い
で反応の残溜水の任意のものを除くため約１２７℃（２
６０°Ｆ）の温度に加熱した。生じた生成物を約７０％
キシレンに稀釈し稀釈された物質を一昼夜放置すること
によって透明にした、次いでその物質を傾斜させて濾過
した。窒素ストリッピングと共に慣用の蒸留を約　１８
２℃（３６０°Ｆ）迄の温度で行なうことによって溶剤
の除去を遂行した。

生成物Ｂと以後同定される終了させた生成物は下の表■
に表示されている性質を有していた。

表　　　　■ 生成物Ｂの性質 総塩基番号（ＴＯＮ）　　　　　　　　　　４０ｇ当　
　　量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　６８９スルホネ一ト％（計算値）　　　
　　　　２４．０ナトリウム％（計算１＋ｌｉ）　　　
　　　　　１７．０硫黄％（計算値）　　　　　　　　
　　　１．１１１００℃（２１２＠Ｆ）の粘度、Ｃ５６
４，０密　　度　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１．２１沈降％（ＡＳＴＭＤ−９１＞　
　　　　　　　　　０．０３上に表■に示される性質は
生成物Ｂが高度に塩基性の又は過塩基ナトリウムスルホ
ネートからなる組成物であったことを示している。

実施例３ 生成物Ｂが試験番号３で電気モーターのエンジンに於い
て試験された。これは滑剤の摩擦特性を測定し限界摩擦
と燃料節約を測定するものである。

この電気モーターエンジンは下で表■で同定される性能
特性を有していた。

表　　　　■ 試験番号３で使われた電動モーター オルトスモビルエンジンの性能特性 エンジン　　　　　１９６７オルドスモビル５．７Ｌモ
ーター　　　　　ＧＥ　１５　ＨＰ 水ジャケット 駆動系 一分間回転数 油つぼ温度 空（転） ■ベルト １８〜１４８℃ １００〜３１６６Ｆ エンジンの各ピストンの中央で１−インチ径の孔が切ら
れ吸入口と排気口がヘッドで塞がれていた。マニフォル
ドとキャブレターもなかった。

マニフォルドとキャブレターのないことは空気に対する
ボンピングファクターを除去した。ジャケットは空で外
部油冷却器が使われた。試験が進行するにつれ、クラン
クケースの温度が内部摩擦のため３７．８℃（１００＠
Ｆ）から　１４９℃（１６０＠Ｆ）迄エンジンの速さ１
５５０ρｐｎ＋で増加した。低い油っぽ温度でデータは
潤滑がはνすきてハイドロダイナミックで油の粘度が根
本的に重要なものであった。高い油つぼの温度で摩擦馬
力はハイドロダイナミックで限界潤滑の間数である。

慣用の自動車処方のエンジン油に生成物Ｂの０．３％を
加えて試験試料がつくられた。この試料を次いでモータ
ー付エンジンで試験した。その外慣用の自動車処方エン
ジン油の比較試料が試験された。

この試験は過塩基ナトリウムスルホネートなしでベース
ケース自動車エンジン油に較べた時限界潤滑に於いて５
９％の減少を実証した。

実施例４ 本発明の方法の他の具体例が試験番号４で行われた。こ
の試験で実施例１で使われたものと類似の適当な容器中
でスルフォンｔｉｅ　５Ａ−１１７、エキソン化学会社
から人手できるスルフォン酸で、７０％スルフォン酸を
含んでいるもの、３０％油、アモコオイルカンパニから
得られる５Ｗ油３７．７ｇ、“及びカリフォルニアのユ
ニオンオイルカンパニーから得られたラフィネート溶剤
３００１、即ち約１１６℃（２４０°Ｆ）乃至約１４３
℃（２９０″°Ｆ）の沸点範囲を有する脂肪族の溶剤を
仕込んだ。

原料を次いでよく混ぜスルフォン酸を中和するのにアン
モニアガスを使った。次いでメタノール溶液中の２０％
水酸化ナトリウム２８６ｇを混合物に加え、温度を炭化
のため１１６℃（２４０°Ｆ）に上げる補熱を加えた。

この加熱と蒸溜の期間、下の表■に示されるように追加
のラフィネート溶剤を加えた。

表　　　　■ 試験番号４からの蒸溜と溶媒追加データ８０　１７５　
　　蒸溜開始 ８５　　１８５　　　　　　ラフィネートの１３０１添
加　　　　　１００８８　　１９０　　　　　　ラフィ
ネートの５０１添加　　　　　　　１８０９３　　２０
０　　　　　　ラフィネートの　１５０　　ｍｌ添加　
　　　　＋３０生じた混合物を次いで２酸化炭素を使っ
てＩＩＧ”Ｃ（２４０°Ｆ）の温度で炭化した。そして
２酸化炭素は分当り２酸化炭素０．２５ｇの率で使った
。炭化中水が生成され且ついくらかのメタノールも遊離
された。曇っていない生成物を与えるため水とメタノー
ルの両方を頂部で除き凝縮させて反応容器から除いた。

炭化の間執られたプロフィールが表■に以下に示されて
いる。

表　　　　■ 試験番号４での炭化のプ ロフィールと頂部物質 って遂行した。以後生成物Ｃとして同定される終了生成
物は明るい、曇のない褐色の油でこれは表Ｘに下に表示
した性質を有していた。

４２　　　　　　１＋６　　　　２４０　　　　　　　
２０重量５０　　　　　　　　ＩＩＳ　　　　　２４０
　　　　　　　９０炭化が完了した時、生じた生成物を
約１２７℃（２６０°Ｆ）の温度に加熱して任意の残溜
反応水を除いた。生成物を約７０％キシレンを含有する
組成物に稀釈して物質を曇っていないものにし、稀釈し
た組成物を次いで少く共−昼夜放置し次いで傾斜して４
遇した。溶剤の除去は窒素ストリッピングと共に　１８
２℃（３６０°Ｆ）の温度への慣用の蒸溜によ表　　　
　Ｘ 生成物Ｃの性質 総塩基番号、（ＴＯＮ）　　　　　　　　　３９５％ナ
トリウムスルホネー）　　　　　　　２５．０％ナトリ
ウム　　　　　　　　　　　　１７．２１００℃（２１
２°Ｆ）での粘度、ＣＳ　　　　　５９．６上のデータ
はすぐれたナトリウムスルホネート頂部物質がつくられ
たことを実証した。

実施例に の実施例に於いて、本発明の方法の具体例が炭酸カリウ
ム過塩基性カリウムスルホネートをつくるのに使われた
。この試験は試験番号５として以後同定される。

前の実施例に於いて与えられた様に、機械攪拌器、凝縮
器とガス散布器を具えた適当な容器に、商業的に製造さ
れた、アモコペトロリウムプロダクトカンパニーから得
られたアンモニウムスルホネート組成物８４．９ｇ、ア
モコオイルカンパニーから得られた５Ｗ油４０．９ｇ、
及び試薬級のべ一カーケミカルカンパニーから得られた
キシレン２５０　ａ＋Ｉが仕込まれた。容器中の物質が
次いで完全に混合され、その間第２混合物がつくられた
。第２混合物に対して水酸化カリウム３３ｇをメタノー
ル１５０ｍ１中に入れた。水酸化カリウムとメタノール
の混合物を還流する様に加熱し、３０分間還流させた。

次いてアンモニウムスルホネートオイルとキシレンを含
んでいる第１の混合物を水酸化カリウム−のメタノール
中の組成物に加えた。生じた混合物を次いで加熱し下で
表ＸＩ中で示されている情報に従って蒸溜が得られた。

表　　　　ＸＩ 試験番号５からの蒸溜 とキシレン添加データ ０　　　　７？　　　　＋７０ １５　　　　９４　　　２０２　　　　　　＋１０１８
　　　１０２　　　２＋６　　　　　１３０３４　　　
　Ｉｔｓ　　　　２３９　　　　　１６５生じた組成物
の炭化は冷却なしで約１１４℃（２３６゜Ｆ）の温度で
始められ、この炭化は混合物中を２酸化炭素を通すこと
により遂行された。２ｖｉ化炭素は分当り０．２５ｇの
率で使用された。炭化中反応水が生成され頂部物質とし
て混合物からいくらかのメタノールと共に通された。そ
んな物質を、生じた結成物の透明さを改良するため混合
物から除いた。この炭化処理の間に得られた炭化のプロ
フィールが下に表ｘ■に示されている。

表　　　　Ｘ　■ 試験番号Ｓ中につくられた炭 化のプロフィールと頂部物質 ２４】 炭化が完了した時、任意の残溜反応水を除くため混合物
を約　１２７℃（２６０°Ｆ）の温度に加熱した。

生じた物質を透明にするため、生成物をキシレンで約７
０％キシレンに稀釈し、稀釈された物質を少く共−昼夜
放置させそのｔ＆傾斜し、濾過した。窒素ストリッピン
グと共に　１８２℃（３６０°Ｆ）の温度への慣用の蒸
溜によって溶剤を除去した。

以後生成物０として同定される生じた曇のない生成物は
　１３０．９ｇの重量があり下で同定される性質を与え
た。

表　　　　ｘ■ 生成物０の性質 全塩基数（ＴＢＮ）　　　　　　　　　　　　１５８％
カリウムスルホネート　　　　　　　２９．２％カリウ
ム　　　　　　　　　　　　　１２．５１００℃（２＋
２°Ｆ）での粘度、Ｃ５２２，３カリウム過塩基化カリ
ウムスルホネートからなる終了生成物は適当な粘度とＴ
ＢＮ値を有していた。

実施例中で本明細書中これ迄に得られた４つの生成物の
夫々はすぐれた過塩基化アルカリ金属スルホネートであ
った。夫々のものは比較的高いＴＢＳと低い粘度を有す
ることが示された。実施例３で示された様に生成物Ｂの
本発明の方法でつくられたアルカリ金属頂部アルカリ金
属スルホネートの具体例は限界摩擦に於いて適当な減少
を与え、従って燃料節約を与えた。本明細書中上に実証
した様に内燃機関用の滑剤用の極めて良好な洗浄剤が本
発明の方法によってつくられる。

この方法は米国特許３，４８８，２８４に於いてレスア
ール等によって開示された方法と区別できる。というの
はレスアール等の方法はアルコール前駆体を含めた揮発
物質を炭酸化の後に生成物塊から追い出し溶媒を要しな
い、更にレスアール等の方法は少なくとも１０４℃（２
２０°Ｆ）の温度を炭酸化の間に要しない。

出願人　アモコ　コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）本質的にアルカリ金属化合物、１〜４個の炭
   素原子を有する低分子量アルカノール、希釈剤、溶媒、
   及びスルホネート化合物からなる反応混合物を形成し、 （２）上記反応混合物を本質的に全ての上記アルカノー
   ルをオーバーヘッドとして除去して、加熱された混合物
   を得るのに十分な時間少なくとも１０４℃（２２０°Ｆ
   ）の温度に加熱し、そして上記アルカノールと共に除去
   される溶媒を置き換え、 （３）上記加熱された混合物を少なくとも１０４℃（２
   ２０°Ｆ）の温度で単一炭酸化にかけて上記過塩基化ア
   ルカリ金属スルホネートを含んでいる炭酸化生成物を形
   成する一方、生成する反応水をオーバーヘッドとして除
   去し、 （４）炭酸化の後に上記炭酸化生成物を約１１６℃（２
   ４０°Ｆ）〜約１７７℃（３５０°Ｆ）の範囲内の温度
   に加熱し、炭酸化生成物から全ての残留反応水を除去し
   、そして （５）その後、上記炭酸化生成物を処理して固体及び残
   留溶媒を除去する ことからなる単一段階炭酸化を用いる炭酸塩過塩基化ア
   ルカリ金属スルホネートの製造方法。 ２、上記スルホネート化合物、上記希釈剤、及び上記溶
   媒を混合することによって最初の混合物を形成し、上記
   アルカノール中に溶解された上記アルカリ金属化合物の
   溶液を製造し、そして上記溶液を上記最初の混合物に加
   えて上記反応混合物を得ることから上記反応混合物が形
   成される特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、上記スルホネート化合物がスルホン酸、スルホン酸
   アンモニウム、金属スルホネート及びそれらの混合物か
   らなる群から選ばれ、上記希釈剤が天然及び合成油から
   なる群から選ばれ、上記溶媒が約９３℃（２００°Ｆ）
   〜約２０４℃（４００°Ｆ）の範囲内の沸点を有する脂
   肪族及び芳香族有機液体からなる群から選ばれ、上記ア
   ルカノールがメタノール、エタノール、１−プロパノー
   ル、イソプロパノール、イソブタノール、及びそれらの
   混合物からなる群から選ばれ、上記アルカリ金属化合物
   がナトリウム、カリウム、及びリチウムからなる群から
   選ばれる一つ又はそれ以上のものの水酸化物、アルコキ
   シド、水素化物、及びアミドからなる群から選ばれ、上
   記炭酸化の間に使用される温度が約１０４℃（２２０°
   Ｆ）〜約１２７℃（２６０°Ｆ）の範囲である特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ４、上記反応混合物の初期組成が約６重量％〜約２０重
   量％の希釈剤、約３０重量％〜約６０重量％の溶媒、約
   ４重量％〜約８重量％のスルホネート化合物、及び約２
   ０重量〜約４５重量％のアルカノールとアルカリ金属化
   合物の合計からなっており、各々の量は反応混合物の合
   計重量に基づいており、アルカノールとアルカリ金属化
   合物の合計は約５重量％〜約２０重量％のアルカリ金属
   化合物を上記合計の重量に基づいて含有している特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ５、特許請求の範囲第１項の方法によって製造された炭
   酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート。 ６、上記スルホネート化合物がスルホン酸、スルホン酸
   アンモニウム、金属スルホネート類、及びこれらの混合
   物からなる群から選ばれ、上記希釈剤が天然及び合成の
   油からなる群から選ばれ、上記溶媒が脂肪族及び芳香族
   有機液体であって約９３℃（２００°Ｆ）〜約２０４℃
   （４００°Ｆ）の範囲内の沸点を有するものからなる群
   から選ばれ、上記アルカノールがメタノール、エタノー
   ル、１−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノ
   ール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれ、上記
   アルカリ金属化合物がナトリウム、カリウム、及びリチ
   ウムからなる群から選ばれる１又はそれ以上のものの水
   酸化物、アルコキシド、水素化物、及びアミドからなる
   群から選ばれるものであり、上記炭酸化の間に使用され
   る温度が約１０４℃（２２０°Ｆ）〜約１２７℃（２６
   ０°Ｆ）の範囲内である特許請求の範囲第２項に記載の
   方法。 ７、上記反応混合物の初期組成が約６重量％〜約２０重
   量％の希釈剤、約３０重量％〜約６０重量％の溶媒、約
   ４重量％〜約８重量％のスルホネート化合物、及び約２
   ０重量％〜４５重量％のアルカノールとアルカリ金属化
   合物の合計からなっており、各々の濃度の量は反応混合
   物の合計重量に基づいており、アルカノールとアルカリ
   金属化合物の合計は上記合計の重量に基づいて約５重量
   ％〜約２０重量％のアルカリ金属化合物を含有している
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ８、特許請求の範囲第２項の方法によって製造された炭
   酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート。 ９、上記希釈剤が潤滑粘度を有している天然の油であり
   、上記溶媒がキシレンであり、上記アルカリ金属化合物
   が水酸化ナトリウムであり、上記アルカノールがメタノ
   ールである特許請求の範囲第３項に記載の方法。 １０、主要量の潤滑粘度の油と少量の特許請求の範囲第
   ５項に記載の炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート
   を含んでいる潤滑油組成物。 １１、上記希釈剤が潤滑粘度を有する天然の油であり、
   上記溶媒がキシレンであり、上記アルカリ金属化合物が
   水酸化ナトリウムであり、上記アルカノールがメタノー
   ルである特許請求の範囲第６項に記載の方法。 １２、上記スルホネート化合物がスルホン酸、スルホン
   酸アンモニウム、金属スルホネート類、及びそれらの混
   合物からなる群から選ばれ、上記希釈剤が天然及び合成
   の油からなる群から選ばれ、上記溶媒が約９３℃（２０
   ０°Ｆ）〜約２０４℃（４００°Ｆ）の範囲内の沸点を
   有する脂肪族及び芳香族有機液体からなる群から選ばれ
   、上記アルカノールがメタノール、エタノール、１−プ
   ロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、及び
   これらの混合物からなる群から選ばれ、上記アルカリ金
   属化合物がナトリウム、カリウム、及びリチウムからな
   る群から選ばれる１又はそれ以上のものの水酸化物、ア
   ルコキシド、水素化物、及びアミドからなる群から選ば
   れるものであり、上記炭酸化の間に使用される温度が約
   １０４℃（２２０°Ｆ）〜約１２７℃（２６０°Ｆ）の
   範囲内のものである特許請求の範囲第７項に記載の方法
   。 １３、主要量の潤滑粘度を有する油と少量の特許請求の
   範囲第８項に記載の炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホ
   ネートからなる潤滑油組成物。 １４、特許請求の範囲第９項の方法によって製造される
   炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート。 １５、特許請求の範囲第１１項に記載の方法によって製
   造される炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート。 １６、上記希釈剤が潤滑粘度を有する天然の油であり、
   上記溶媒がキシレンであり、上記アルカリ金属化合物が
   水酸化ナトリウムであり、上記アルカノールがメタノー
   ルである特許請求の範囲第１２項に記載の方法。 １７、主要量の潤滑粘度を有する油と少量の特許請求の
   範囲第１４項に記載のアルカリ金属炭酸塩アルカリ金属
   スルホネートとを含んでいる潤滑油組成物。 １８、主要量の潤滑粘度を有する油と特許請求の範囲第
   １５項に記載の少量のアルカリ金属炭酸塩アルカリ金属
   スルホネートとを含んでいる潤滑油組成物。 １９、特許請求の範囲第１６項に記載の方法によって製
   造された炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホネート。 ２０、主要量の潤滑粘度を有する油と少量の特許請求の
   範囲１９項に記載の炭酸塩過塩基化アルカリ金属スルホ
   ネートとを含んでいる潤滑油組成物。 ２１、（１）スルホン酸アンモニウム又は金属スルホネ
   ート、希釈剤として３７．８℃（１００°Ｆ）で約３５
   ５ＵＳ〜約５００ＳＵＳの範囲の粘度を有している油、
   及び溶媒としてのキシレンを混合して最初の混合物を形
   成し、 （２）メタノール溶解された約５重量％〜約２０重量％
   の水酸化ナトリウムの溶液を製造し、 （３）上記溶液を上記第一の混合物に加えて第二の混合
   物を得、 （４）上記第二の混合物を約１０４℃（２２０°Ｆ）〜
   約１２７℃（２６０°Ｆ）の範囲内の温度に本質的に全
   ての上記メタノールをオーバーヘッドとして除去するの
   に十分な時間加熱してオーバーヘッドから除去される上
   記キシレンを置き換え、 （５）上記混合物に約１０４℃（２２０°Ｆ）〜約１２
   ７℃（２６０°Ｆ）の範囲内の温度で炭酸化が完了する
   まで二酸化炭素を通じ、 （６）二酸化炭素の流れを停止させ、そして炭酸化生成
   物を約１１６℃（２４０°Ｆ）〜約１７７℃（３５０°
   Ｆ）の範囲内の温度に加熱して残留反応水を除去し、そ
   して （７）上記炭酸化生成物を処理して、固体及び溶媒を除
   去する ことからなる炭酸塩過塩基化ナトリウムスルホネートを
   製造する方法。