JPH0313278B2 - - Google Patents

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JPH0313278B2
JPH0313278B2 JP61139952A JP13995286A JPH0313278B2 JP H0313278 B2 JPH0313278 B2 JP H0313278B2 JP 61139952 A JP61139952 A JP 61139952A JP 13995286 A JP13995286 A JP 13995286A JP H0313278 B2 JPH0313278 B2 JP H0313278B2
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明の背景 1 本発明の分野 本発明は、ボレート化(borated)アルキルカ
テコールとスクシンイミドとを反応させることに
よつて得られる生成物および該生成物の潤滑剤組
成物中における使用に関する。 2 従来技術の説明 化石燃料の減少しつつある量および同燃料の急
速な価格の上昇に関連する危機に伴い、自動車エ
ンジンなどによつて消費される燃料の量を減少さ
せることに非常に大きな関心が拂われるようにな
つてきた。 従つて、エンジンの全体の摩擦を減少させ、そ
れによつてエンジンのエネルギー所要量を減少さ
せる潤滑剤を見出すことに大きな必要性がある。 米国特許明細書第2795548号には、ボレート化
アルキルカテコールを含有する潤滑油組成物が開
示されている。この油組成物は、油の酸化および
エンジンの金属部品の腐食を減少させるため内燃
機関のクランク室において使用される。 ボレート化アルキルカテコールは、湿分に敏感
であり、かつ、容易に加水分解されるから、これ
らを潤滑油に使用することには問題がある。加水
分解は曇りおよび(または)使用前に濾別しなけ
ればならない沈殿の形成が起こる。 ボレート化アルキルカテコールをアルケニルま
たはアルキルモノ−またはビススクシンイドで錯
体化することによつて、ボレート化アルキルカテ
テコールを加水分解に対して安定化することがで
きることが見出された。 最も重要なことは、ボレート化アルキルカテコ
ールとスクシンイミドとの反応生成物を含有する
潤滑油で内燃機関のクランク室を潤滑することに
よつて該機関の燃料消費が減少することが見出さ
れた。 本発明の概要 本発明によつて、滑り金属表面間の摩擦を減少
させ、特に内燃機関のクランク室において有用で
ある潤滑油が提供される。この摩擦の減少は、潤
滑油にボレート化アルキルカテコールとアルキル
またはアルケニルモノ−もしくはビススクシンイ
ミドとを反応させることによつて製造される錯体
の少量の添加によつて得られる。 すなわち、一態様において本発明は、潤滑性粘
度の油および(a)ボレート化アルキルカテコールお
よび(b)油溶性アルキルまたはアルケニルモノ−も
しくはビススクシンイミドとを反応させることに
よつて製造された錯体の摩擦を減少させるための
有効量が含まれる潤滑油組成物に関する。 内燃機関の適切な運転のためには必須である分
散性、腐食防止、摩耗防止および酸化防止のよう
な性質の適正なバランスを得るために潤滑油中に
は他の添加剤も存在しうる。 本発明のさらに他の態様では、内燃機関の可動
表面を上記の潤滑油で処理することによつて、内
燃機関の燃料消費量を減少させる方法が提供され
る。特に本発明の組成物を使用することによつて
1〜2%の燃料延マイル数の改善が得られる。こ
の燃料経済の改善は、圧縮−点火エンジン、すな
わち、デイーゼルエンジンおよび火花−点火エン
ジン、すなわち、ガソリンエンジンの両者におい
て得ることができる。さらに本発明のボレート化
アルキルカテコール−スクシンイミド錯体含有の
潤滑油組成物は、その上に酸化防止性を有し、デ
イーゼルエンジンに使用されたときはデイーゼル
付着物防止性も有することも見出された。 ボレート化アルキルカテコールとアルケニルま
たはアルキルスクシンイミドとの間の錯体は現場
で製造できる。すなわち、ボレート化アルキルカ
テコールおよび該ボレート化アルキルカテコール
を加水分解に対して安定化させるのに十分な量の
アルケニルまたはアルキルスクシンイミドが潤滑
油に添加されれば、前記の錯体は現場で形成され
る。 この態様において、本発明は潤滑性粘度の油お
よび摩擦を減少させるための有効量のボレート化
アルキルカテコールおよび該ボレート化アルキル
カテコールを加水分解に対して安定化させるため
の有効量のアルケニルスクシンイミドが含まれる
潤滑油組成物に関する。 このような方法で使用されたとき、内燃機関の
適切な運転のために必須である分散、腐食、摩耗
および酸化の適正なバランスを得るために他の添
加剤も潤滑油中に存在できる。 本発明の他の態様は、内燃機関の燃料消費を改
善する目的のために特に内燃機関のクランク室に
おいて有用な潤滑油組成物であつて、 (a) 主要量の潤滑性粘度の油;および、 (b) 次の各々の有効量: (i) アルケニルスクシンイミド、 (ii) ジヒドロカルビルジチオ燐酸の第族金属
塩、 (iii) 中性もしくは過塩基アルキルまたはアルカ
リ土類金属ヒドロカルビルスルホネートまた
はそれらの混合物、 (iv) 中性もしくは過塩基アルカリまたはアルカ
リ土類金属フエネートまたはそれらの混合
物、および、 (v) ボレート化アルキルカテコール摩擦調整剤 から成る潤滑油組成物である。 本発明のさらに他の態様において、内燃機関の
可動表面を前記の潤滑油組成物で処理することに
よつて内燃機関の燃料消費を減少させる方法が提
供される。 本発明の詳細な説明 ボレート化アルキルカテコールは、アルキルカ
テコールを硼酸でボレート化し、反応の水を除去
することによつて製造される。各硼素が反応混合
物中に存在する1.5〜2.5個のヒドロキシル基と反
応するのに十分な硼素が存在することが好まし
い。 反応はメタノール、ベンゼン、キシレン、トル
エン、ニユートラル油などのような任意の好適な
有機溶剤の不存在または存在下で、60℃〜135℃
の範囲内の温度で好ましく行なわれる。 本発明において使用されるボレート化アルキル
カテコールの製造のために使用することができる
アルキルカテコールまたはそれらの混合物は、好
ましくは式のモノアルキルカテコールである、 (式中、Rは炭素原子10〜30個、好ましくは炭
素原子16〜26個を有するアルキルである)。また、
モノアルキルカテコールの25重量%まで、好まし
くは10重量未満が、ヒドロキシル基の1個に隣接
位置、すなわち、オルト位置にR基を有し、式
を有する、 (式、Rは上記の定義と同じである)。 本発明のボレート化アルキルカテコールの製造
に使用できるアルキルカテコールの中には、一般
に式であるジアルキルカテコールも含まれる、 (式中、Rは上記の定義と同じである)。トリ
アルキルカテコールも使用できるが、これらは好
ましくない。 使用できるカテコールの中には、デシルカテコ
ール、ウンデシルカテコール、ドデシルカテコー
ル、テトラデシルカテコール、ペンタデシルカテ
コール、ヘキサデシルカテコール、オクタデシル
カテコール、エイコシルカテコール、ヘキサコシ
ルカテコール、トリアコンチルカテコールなどで
ある。C14〜C18アルキルカテコールの混合物また
はC16〜C26アルキルカテコールの混合物のような
アルキルカテコールの混合物も使用できる。 式のアルキルカテコールは、炭素原子10〜30
個を含有する分枝オレフインまたは直鎖α−オレ
フインのようなC10〜C30オレフインとピロカテコ
ールとを、スルホン酸触媒の存在下の約60〜200
℃、好ましくは125〜180℃の温度で本質的に不活
性な溶剤中大気圧で反応させることによつて製造
できる。不活性溶剤の例には、ベンゼン、トルエ
ン、クロロベンゼンおよび芳香族化合物、パラフ
インおよびナフテンの混合物である250シンナー
が含まれる。 「分枝オレフイン」の用語は、分枝が二重結合
で起つていることを意味する。「直鎖α−オレフ
イン」の用語は、二重結合または他の箇所で分枝
を殆んど(10%未満)または全く含まないα−オ
レフインの意味である。 反応体のモル比、好ましくはカテコールより10
重量%のモル過剰の分枝オレフインまたはα−オ
レフインを使用して主としてモノアルキルカテコ
ールである生成物を製造することができる。モル
比で使用されたとき、得られた生成物は一般にモ
ノアルキルカテコールであるが、若干量のジアル
キルカテコールを含有する。いずれにしても、主
としてモノアルキルカテコールを所望ならば、モ
ノアルキル化を促進させるためにピロカテコール
のモル過剰(すなわち、各1当量のオレフイン当
り2当量のピロカテコール)を使用すればよい。
ピロカテコールに対して同じまたは異なるオレフ
イン2当量を使用することによつて、主としてジ
アルキルカテコールが製造できる。 直鎖α−オレフインを使用するより分枝オレフ
インを使用した方が大きい比率の式のアルキル
カテコールが得られる。かような分枝オレフイン
を使用すると一般に、90%より多い式のアルキ
ルカテコールおよび10%より少ない式のアルキ
ルカテコールが得られる。 ボレート化カテコールをアルキルまたはアルケ
ニルモノ−もしくはビススクシンイミドと反応さ
せることによつて該カテコールを加水分解に対し
て安定化させることができる。好ましい態様にお
いては、アルキルまたはアルケニルモノ−スクシ
ンイミドが使用される。 本発明に使用される油溶性アルケニルまたはア
ルキルモノ−もしくはビススクシンイミドは、潤
滑油洗浄剤として公知であり、その開示が本発明
の参考となる米国特許第2992708号、同第3018291
号、同第3024237号、同第3100673号、同第
3219666号、同第3172892号、および同第3272746
号に記載されている。アルケニルスクシンイミド
は、ポリオレフインポリマー置換無水コハク酸と
好ましくはポリアルキレンポリアミンであるアミ
ンとの反応生成物である。ポリオレフインポリマ
ー置換無水コハク酸は、ポリオレフインポリマー
またはその誘導体と無水マレイ酸との反応によつ
て得られる。かようにして得られた無水コハク酸
をアミン化合物と反応させる。アルケニルスクシ
ンイミドの製造は当業界においてたびたび記述さ
れている。例えば、米国特許第3390082号、同第
3219666号および同第3172892号を参照されたい、
これらの開示は本明細書の参考になる。アルケニ
ル置換無水コハク酸を還元すると相当するアルキ
ル誘導体が得られる。反応体のモル比の調整によ
つて主としてモノ−もしくはビス−スクシンイミ
ドから成る生成物が得られる。例えば、1モルの
アミンを1モルのアルケニルまたはアルキル置換
無水コハク酸と反応させると、主としてモノ−ス
クシンイミド生成物が製造される。2モルの無水
コハク酸と1モルのポリアミンとを反応させれ
ば、ビス−スクシンイミドが製造される。 アルケニルスクシンイミドが、ポリアルキレン
ポリアミンのポリイソブテン−置換無水コハク酸
から製造されたモノ−スクシンイミドであるとき
に、本発明の潤滑油組成物に使用して特に良好な
結果が得られる。 ポリイソブテン置換無水コハク酸が得られるポ
リイソブテンは、イソブテンの重合によつて得ら
れ、その組成は広く変化しうる。炭素原子の平均
数、30個未満から250個またはそれ以上の範囲で
あり、それに伴つて、数平均分子量は約400また
はそれ以下〜3000またはそれ以上である。好まし
くは、ポリイソブテン1分子当りの炭素原子の平
均数は、約50〜約100の範囲内であり、ポリイソ
ブテンは約600〜約1500の数平均分子量を有する。
さらに好ましくは、ポリイソブテン1分子当りの
炭素原子の平均数は、約60〜約90の範囲であり、
そして、数平均分子量は約800〜1300の範囲であ
る。ポリイソブテンは周知の方法によつて無水マ
レイン酸と反応し、ポリイソブテン−置換無水コ
ハク酸を生成する。例えば米国特許第4388471号
および同第4450281号を参照されたい。 アルケニルスクシンイミドを製造する際には、
前記の置換無水コハク酸とポリアルキレンポリア
ミンとを反応させて相当するスクシンイミドを生
成させる。ポリアルキレンポリアミンの各アルキ
ン基は、通常、約8個までの炭素原子を有する。
アルキレン基の数は約8個までの範囲である。ア
ルキレン基の例は、エチレン、プロピレン、ブチ
レン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメ
チレン、ヘキサメチレン、オタタメチレンなどが
挙げられる。必ずしもその必要はないが、アミノ
基の数は、一般に、アミン中に存在するアルキレ
ン基の数より1個多い、すなわち、ポリアルキレ
ンポリアミンが3個のアルキレン基を含有するな
らば、これは通常4個のアミノ基を有する。アミ
ノ基の数は、約9個までの範囲である。アルキレ
ン基が炭素原子約2〜約4個を含有し、すべての
アミン基が第一または第二であるのが好ましい。
この場合、アミン基の数はアルキレン基数より1
個多い。ポリアルキレンポリアミンが3〜5個の
アミン基を含有するのが好ましい。ポリアルキレ
ンポリアミンの特定の例には、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、プロピレンジアミン、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、ペンタエチレンヘキサミン、ジ−
(トリメチレン)トリアミン、トリ(ヘキサメチ
レン)テトラミンなどが含まれる。 本発明において有用なアルケニルスクシンイミ
ド製造のために好適な他のアミンには、ピペラジ
ン、モルホリンおよびジピペラジンのような環式
アミンが含まれる。 本発明の組成物において使用されるアルケニル
スクシンイミドは、次式を有するのが好ましい: {式中: a R1は、好ましくは脂肪族モノオレフインの
重合によつて製造された実質的に飽和された炭
化水素であるアルケニル基を表わす。好ましく
はR1はイソブテンから製造され、上記のよう
な炭素原子の平均数および数平均分子量を有す
る; b 「アルキレン」基は、炭素原子約8個までを
含有し、好ましくは前記のように炭素原子約2
〜4個を含有する実質的にヒドロカルビル基を
表わす; c Aはヒドロカルビル基、アミン−置換ヒドロ
カルビル基または水素を表わす。ヒドロカルビ
ル基およびアミン−置換ヒドロカルビル基は、
一般に、上記のアルキレン基のアルキルおよび
アミノ−置換アルキル類似体である。Aが水素
を表わすのが好ましい; d nは約1〜10、好ましくは約3〜5の整数を
表わす。} アルケニルスクシンイミドは、本発明の潤滑油
組成物中に、ボレート化アルキルカテコールを加
水分解に対して安定化させ、かつ、分散剤として
の作用をし、そして、エンジンの作動の間、油中
に形成される汚染物の付着を防止するのに有効な
量で存在する。 本発明の錯体の正確な構造は未知である。本発
明は任意の理論に拘束されないが、確かに、硼素
がスクシンイミド中に含有されている塩基性窒素
の1個またはそれ以上の窒素によつて、またはそ
の塩によつて錯体化されていると考えられてい
る。従つて、アルケニルスクシンイミドが、1分
子当り少なくとも2個、好ましくは3〜5個の塩
基性窒素を含有するのが好ましい。 錯体は、ボレート化アルキルカテコールとスク
シンイミドとを生のままで、反応体混合物の融点
よりも高く分解温度より低い温度で反応させる
か、面反応体が溶解する溶剤中で反応させること
によつて形成できる。例えば、反応体を溶剤の不
存在下で適切な比率で混合し、油に添加できる均
質な生成物を形成するか、または反応体を適切な
比率でトルエンまたはクロロホルムのような溶剤
中で混合し、溶剤をストリツピングにより除去
し、かようにして形成された錯体を油に添加して
もよい。あるいはまた、約20〜90重量%の錯体を
含有する濃厚物として錯体を潤滑油中で製造し、
その濃厚物の適当量を、それが使用されるべき潤
滑油中に添加するか、錯体を使用されるべき潤滑
油中で直接製造することもできる。 希釈剤は反応体および形成された生成物に対し
て不活性であるべきであり、そして、反応体の溶
解性を確実にし、かつ、混合物が十分にかく拌で
きるために十分な量が使用される。 錯体を製造するための温度は、錯体が生のまま
か、希釈剤中で製造されるかによつて25〜200℃、
好ましくは25〜100℃の範囲内であり、すなわち、
溶剤が使用される場合には比較的低い温度が使用
される。 ボレート化アルキルカテコールを加水分解に対
して安定化させるために有効量のスクシンイミド
が添加される。一般に、錯体を形成するために使
用されるスクシンイミド:ボレート化アルキルカ
テコールの重量%比は、3:1〜16:1、好まし
くは3:1〜10:1、そして、最も好ましくは
3:1〜6:1の範囲内である。錯体が生のまま
で製造されおよび(または)貯蔵されるか、また
は溶剤または潤滑油の不存在下および大気圧下で
貯蔵される場合は後者の比が好ましい。 本明細書で使用する「加水分解に対する安定
化」の用語は、ボレート化アルキルカテコール−
スクシンイミド錯体を室温(約15〜25℃)および
周囲温度で貯蔵したとき少なくとも3箇月間はボ
レート化アルキルカテコールの加水分解による沈
殿を形成しないことを意味する。 潤滑油組成物において摩擦を減少させるのに有
効であるために必要とされる錯体の量は、0.5〜
20重量%の範囲であろう。しかし、好ましい態様
においては、ボレート化アルキルカテコールの量
が全潤滑油組成物の0.1〜4重量%の範囲で添加
され、好ましくは0.2〜2重量%、そして最も好
ましくは0.5〜1%の範囲内で存在するように十
分な錯体が添加されることが望ましい。スクシン
イミドは、ボレート化アルキルカテコールを加水
分解に対して安定化させ、ボレート化アルキルカ
テコールが有効な減摩剤としての役目を果すのに
有効な量で本発明の錯体中に存在する。 錯体中のスクシンイミドは、また、分散剤とし
ての作用をし、エンジンの作動の間油中に形成さ
れた汚染物の付着を防止する。 一般に、本発明の錯体は、他の添加剤系と組合
せてそれらの公知の目的のための慣用の量で使用
することもできる。 例えば、最新式のクランク室潤滑剤中における
適用のためには、上記の基剤組成物を補助的添加
剤と共に配合して必要な安定性、洗浄性、分散
性、耐摩耗性および腐食防止性を付与する。 すなわち、本発明の他の態様のように、ボレー
ト化アルキルカテコールとスクシンイミドとの反
応によつて製造された錯体が添加されている潤滑
油には、アルカリまたはアルカリ土類金属ヒドロ
カルビルスルホネート、アルカリまたはアルカリ
土類金属フエネートおよびジヒドロカルビルジチ
オ燐酸の第族金属塩を含有することができる。 また、スクシンイミドはすぐれた分散剤として
作用するから、ボレート化アルキルカテコールと
共に錯体の形態で添加される量より多い追加のス
クシンイミドを潤滑油組成物に添加することもで
きる。スクシンイミドの前記の量は、全潤滑油組
成物の約20重量%までの範囲である。 アルカリまたはアルカリ土類金属ヒドロカルビ
ルスルホネートは、石油スルホネート、合成的に
アルキル化された芳香族スルホネートまたはポリ
イソブチレンから誘導されるような脂肪族スルホ
ネートのいずれでもよい。スルホネートのさらに
重要な機能の一つは、洗浄剤および分散剤として
作用することである。これらのスルホネートは当
業界で周知である。ヒドロカルビル基は、スルホ
ネート分子を油溶性にするために十分な炭素原子
数を有しなければならない。好ましくは、ヒドロ
カルビル部分は少なくとも20個の炭素原子を有
し、芳香族または脂肪族でもよいが、通常はアル
キル芳香族である。使用するのに最も好ましいの
は、芳香族性であるカルシウム、マグネシウムま
たはバリウムスルホネートである。 ある種のスルホネートは、典型的には、通常モ
ノ−またはジアルキルベンゼン基である芳香族基
を有する石油留分をスルホン化し、次いで、スル
ホン酸物質の金属塩を形成することによつて製造
される。これらのスルホネートを製造するために
使用できる他の供給原料には、合成的にアルキル
化したベンゼン、例えばイソブテンの重合によつ
て製造されたポリイソブテニル基のようなモノ−
またはジオレフインの重合によつて製造された脂
肪族炭化水素が含まれる。金属塩は周知の方法を
使用して直接またはメタセシスによつて形成され
る。スルホネートは、中性または約400までまた
はそれ以上の塩基価を有する過塩基でもよい。二
酸化炭素、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウ
ムは、塩基性または過塩基スルホネートの製造に
最も普通に使用される物質である。中性および過
塩基スルホネートの混合物も使用できる。スルホ
ネートは、通常、全組成物の0.3〜10重量%にな
るように使用される。中性スルホネートが全組成
物の0.4〜5重量%、そして、過塩基スルホネー
トが全組成物の0.3〜3重量%存在するのが好ま
しい。 本発明において使用するためのフエネートは、
アルキル化フエノールのアルカリまたはアルカリ
土類金属塩である慣用の生成物である。フエネー
トの機能の一つは、洗浄剤および分散剤として作
用することである。特に、フエネートはエンジン
の高温度作動の間に形成される汚染物の付着を防
止する。フエノールはモノ−またはポリアルキル
化フエノールでよい。 アルキルフエネートのアルキル部分は、そのフ
エネートを油溶性にするために存在する。アルキ
ル部分は、天然産または合成的の源泉から得るこ
とができる。天然産源泉には、ホワイトオイルお
よびワツクスのような石油炭化水素が含まれる。
石油から誘導されるものは、その炭化水素部分は
異なるヒドロカルビル基の混合物であり、その特
定の組成は出発物質として使用された特定の油原
料に依存する。好適な合成源には、フエノールと
反応したときにアルキルフエノールを生成する商
業用として入手できる各種のアルカンおよびアル
カン誘導体が含まれる。得られる好適な基には、
ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシ
ル、ヘキサデシル、エイコシル、トリアコンチ
ル、などが含まれる。アルキル基の他の好適な合
成源には、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ
イソブチレンなどが含まれる。 アルキル基は、直鎖または分枝鎖、飽和または
不飽和(不飽和の場合には、2個より多くないオ
レフイン状不飽和部位を含有し、一般には1個よ
り多くないのが好ましい)。アルキル基は、一般
に炭素原子4〜30個を含有するであろう。フエノ
ールがモノアルキル−置換のときは、一般に、ア
ルキル基は少なくとも炭素原子8個を含有すべき
である。所望ならばフエネートは硫化されていて
もよい。これは中性でも過塩基でもよく、過塩基
ならば200〜300またはそれ以上の塩基価を有する
であろう。中性および過塩基フエネートの混合物
が使用できる。 フエネートは、通常、全組成物の0.2〜27重量
%になるように油中に存在する。中性フエネート
が全組成物の0.2〜9重量%で存在し、過塩基フ
エネートが全組成物の0.2〜13重量%で存在する
のが好ましい。過塩基フエネートが全組成物の
0.2〜5重量%存在するのが最も好ましい。好ま
しい金属は、カルシウム、マグネシウム、ストロ
ンチウムまたはバリウムである。 硫化アルカリ土類金属アルキルフエネートが好
ましい。これらの塩は、アルカリ土類金属塩基お
よびアルキルフエノールの中和生成物を硫黄で処
理するような各種の方法によつて得られる。元素
状形態の硫黄を中和生成物に添加し、高められた
温度で反応させて硫化アルカリ土類金属アルキル
フエネートを生成させるのが便利である。 中和反応の間に、フエノールを中和するのに必
要な以上のアルカリ土類金属塩基を添加すれば、
塩基性硫化アルカリ土類金属アルキルフエネート
が得られる。例えば米国特許第2680096号のウオ
ルカー(Walker)等の方法を参照されたい。塩
基性硫化アルカリ土類金属アルキルフエネートに
二酸化炭素を添加することによつて追加の塩基度
が得られる。硫化工程に続いて、過剰のアルカリ
土類金属塩基を添加できるが、フエノールの中和
のためにアルカリ土類金属塩基を添加するのと同
時に添加するのが便利である。 二酸化炭素、水酸化カルシウムまたは酸化カル
シウムは、塩基性または「過塩基」フエネートを
生成させるために最も普通に使用される物質であ
る。二酸化炭素の添加によつて塩基性硫化アルカ
リ土類金属アルキルフエネートを生成させる方法
は、ハンネマン(Hanneman)によつて米国特
許第3178368号に示されている。 ジヒドロカルビルジチオ燐酸の第族金属塩
は、耐摩耗性、酸化防止性および熱安定性を有す
るジチオ燐酸の第族金属塩は、以前に記述され
ている。例えば、これらの化合物および製造が全
般的に記載されている米国特許明細書第3390080
号のコラム6および7をを参照されたい。本発明
の潤滑油組成物において有用なジヒドロカルビル
ジチオ燐酸の第族金属塩は、好適には、各ヒド
ロカルビル基に炭素原子約4〜約12個を有し、そ
して、同じでも異つてもよくまた芳香族、アルキ
ルまたはシクロアルキルでもよい。好ましいヒド
ロカルビル基は、炭素原子4〜8個を有するアル
キル基であり、ブチル、イソブチル、sec−ブチ
ル、ヘキシル、イソヘキシル、オクチル、2−エ
チルヘキシルなどで示される。これらの塩を形成
するために好適な金属には、バリウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、亜鉛、およびカドミウムで
あり、これらのうち亜鉛が好ましい。 ジヒドロカルビルジチオ燐酸の第族金属塩は
次式を有するのが好ましい: (式中:e.R2およびR3の各々は、独立に、上
記したようなヒドロカルビル基を表わし、 f.M1は上記したような第族金属カチオンを
表わす)。 ジチオ燐酸塩は、本発明の潤滑油組成物中に、
該潤滑油の摩耗および酸化を防止するのに有効な
量で存在する。その量は全組成物の約0.1〜約4
重量%の範囲であり、好ましくは全潤滑油組成物
の約0.2〜約2.5重量%の範囲内の量で存在する。
完成潤滑油組成物は、通常0.025〜0.25重量%の
燐、好ましくは0.05〜0.15重量%を含有する。 完成潤滑油は、シングルグレードまたはマルチ
グレードでもよい。マルチグレード潤滑油は、粘
度指数()向上剤の添加によつて製造される。
典型的な粘度指数向上剤は、ポリアルキルメタク
リレート、エチレンプロピレンコポリマー、スチ
レンジエンコポリマーなどである。粘度指数性お
よび分散性の両者を併有するいわゆる装飾された
(decorated)向上剤も、本発明の配合物にお
いて好適である。 本発明の組成物において使用される潤滑油は、
潤滑性粘度の鉱油または合成油でもよく、好まし
くは内燃機関のクランク室で使用するのに好適な
油である。クランク室潤滑油は、通常、0〓で約
1300cst〜210〓(99℃)で22.7cstの粘度を有す
る。この潤滑油は、合成源または天然源に由来す
るものでよい。本発明の基油として使用するため
の鉱油には、パラフイン系、ナフテン系および通
常、潤滑油組成物中に使用される他の油が含まれ
る。合成油には、炭化水素合成油および合成エス
テルの両者が含まれる。有用な合成炭化水素油に
は、適正な粘度を有するα−オレフインの液体ポ
リマーが含まれる。特に有用なのは、1−デセン
トリマーのようなC6〜12α−オレフインの水素化
液体オリコマーである。同様に、ジドデシルベン
ゼンのような適正な粘度を有するアルキルベンゼ
ンも使用できる。有用な合成エステルには、モノ
カルボン酸およびポリカルボン酸並びに一価アル
カノールおよびポリオールの両者のエステルが含
まれる。典型的な例は、ジドデシルアジペート、
ペンタエリスリトールテトラカプロエート、ジ−
2−エチルヘキシルアジペート、ジラウリルセバ
ケート、などである。モノ−およびジカルボン酸
と一価および二価アルカノールとの混合物から製
造された複合エステルも使用できる。炭化水素油
と合成油との混合物も有用である。例えば、10〜
25重量%の水素化1−デセントリマーと75〜90重
量%の150SUS(100〓)鉱油との混合物は、すぐ
れた潤滑基油となる。 添加剤濃厚物も本発明の範囲内に含まれる。こ
れらには、通常、約90〜20重量%の潤滑性粘度の
油および約20〜90重量%の本発明の錯体添加剤が
含まれる。典型的には、濃厚物にはこれらの輸送
および貯蔵の間取扱い易すくするのに十分な希釈
剤が含まれる。濃厚物のための好適な希釈剤には
該濃厚物が潤滑油と容易に混合して潤滑油組成物
が調製できるような任意の不活性希釈剤、好まし
くは潤滑性粘度の油である。希釈剤として使用で
好適な潤滑油は、典型的には、100〓(38℃)で
約35〜約500セーボルトユニバーサル秒(SUS)
の範囲内の粘度を有するが、潤滑性粘度の油も使
用できる。 配合物中に存在できる他の添加剤には、防錆
剤、抑泡剤、腐食防止剤、酸化防止剤および各種
の他の周知の添加剤が含まれる。 次の実施例は、本発明を特に説明するために示
す。これらの実施例および例証は、如何なる方法
においても本発明の範囲を限定するものと解釈し
てはならない。 実施例 実施例 1 C14〜C18アルキルカテコールの製造 かく拌機、デイーンスタークトラツプ、コンデ
ンサーおよび窒素入口および出口を備えた3の
フラスコに、759gのC14〜C18α−オレフイン(2
%のC14;30%のC15;30%のC16;28%のC17;お
よび10%のC18)、330gのピロカテコール、165g
のスルホン酸カチオン交換樹脂(ジビニルベンゼ
ンで架橋されたポリスチレン)触媒[ローム ア
ンド ハース(Rohm and Haas)社から供給さ
れたアンバリスト(Amberlyst)15]および240
mlのトルエンを装入した。反応混合物を、窒素雰
囲気化でかく拌しながら150〜160℃で約7時間加
熱した。反応混合物を真空下(0.4mmHg)で160
℃に加熱することによつてストリツプした。生成
物をスーパーセル(super cell)(SCC)上で熱
時濾過して908.5gのC14〜C18アルキル置換ピロ
カテコールを得た。生成物は259のヒドロキシル
価を有した。同様な方法によつて、上記の方法に
おけるC12α−オレフイン、C14α−オレフインお
よびC18α−オレフインの各々の当量の置換によ
つて相当するアルキルカテコールを製造した。 実施例 2 C16〜C26アルキルカテコールの製造 かく拌機、デイーンスタークトラツプ、コンデ
ンサーおよび窒素入口および出口を備えた3の
フラスコに、759gのC16〜C26オレフインの混合
物(C14未満2.7%;C140.3%;C16;1.3%;C188.0
%;C2044.4%;C2229.3%;C2411.2%;C262.2
%;C280.4%;C300.2%)(少なくとも40%の分枝
を含有する)(エチルコポレーシヨンから入手)、
330gのピロカテコール、165gのスルホン酸カチ
オン交換樹脂(ジビニルベンゼンで架橋されたポ
リスチレン)触媒(ペンシルバニア州、フイラデ
ルフイア、ローム アンド ハース社から入手で
きるアンバリスト15 )および240mlのトルエン
を装入した。反応混合物を窒素雰囲気化でかく拌
しながら150〜160℃で約7時間加熱した。反応混
合物を真空下(0.4mmHg)で160℃に加熱するこ
とによつてストリツプした。生成物を珪藻土上で
熱時濾過することによつて971gの液体C16〜C26
アルキル置換ピロカテコールを得た。 実施例 3 ボレート化C14〜C18アルキルカテコールの製造 906gのC14〜C18アルキルカテコールに、124g
の硼酸および900mlのトルエンを添加した。反応
混合物を、窒素雰囲気下共沸条件で105〜118℃で
約6時間加熱した。デイーンスタークトラツプに
よつて93mlの水が集められた。反応混合物を濾過
し、真空下155℃で回転エバポレーターでストリ
ツプし、930gの表記生成物を得た。 実施例 4 第表に示したように、シトコン(Citcon)
100N油を使用し、実施例3によって製造したボ
レート化アルキルカテコール1.0重量%を含有す
る油混合物を製造した。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1 Field of the Invention The present invention relates to products obtained by reacting borated alkyl catechols with succinimide and their use in lubricant compositions. 2 Description of the Prior Art Due to the crisis associated with the dwindling quantities of fossil fuels and the rapidly increasing prices of such fuels, there is a great deal of interest in reducing the quantity of fuel consumed by automobile engines and the like. It's starting to get a lot of attention. Therefore, there is a great need to find lubricants that reduce the overall friction of an engine, thereby reducing the engine's energy requirements. US Pat. No. 2,795,548 discloses lubricating oil compositions containing borated alkyl catechols. This oil composition is used in the crankcase of an internal combustion engine to reduce oil oxidation and corrosion of metal parts of the engine. Their use in lubricating oils is problematic because borated alkyl catechols are sensitive to moisture and are easily hydrolyzed. Hydrolysis results in clouding and/or the formation of a precipitate which must be filtered off before use. It has been found that borated alkyl catechols can be stabilized against hydrolysis by complexing them with alkenyl or alkyl mono- or bissuccinoids. Most importantly, it has been found that lubricating the crank chamber of an internal combustion engine with a lubricating oil containing the reaction product of a borated alkyl catechol and succinimide reduces the fuel consumption of the engine. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a lubricating oil that reduces friction between sliding metal surfaces and is particularly useful in the crankcase of an internal combustion engine. This reduction in friction is obtained by the addition to the lubricating oil of small amounts of complexes prepared by reacting borated alkylcatechols with alkyl or alkenyl mono- or bissuccinimides. Thus, in one aspect, the present invention provides a tribological solution of a complex prepared by reacting an oil of lubricating viscosity and (a) a borated alkyl catechol and (b) an oil-soluble alkyl or alkenyl mono- or bissuccinimide. A lubricating oil composition comprising an effective amount for reducing. Other additives may also be present in the lubricating oil to obtain the proper balance of properties such as dispersibility, anti-corrosion, anti-wear and anti-oxidation properties which are essential for proper operation of an internal combustion engine. In yet another aspect of the present invention, a method is provided for reducing fuel consumption of an internal combustion engine by treating moving surfaces of the engine with a lubricating oil as described above. In particular, improvements in fuel mileage of 1-2% are obtained by using the compositions of the present invention. This fuel economy improvement can be obtained in both compression-ignition engines, or diesel engines, and spark-ignition engines, or gasoline engines. It has further been found that the lubricating oil compositions containing borated alkyl catechol-succinimide complexes of the present invention also have antioxidant properties and, when used in diesel engines, also have diesel deposit prevention properties. . Complexes between borated alkyl catechols and alkenyl or alkyl succinimides can be prepared in situ. That is, the complex is formed in situ when a borated alkyl catechol and an alkenyl or alkyl succinimide in an amount sufficient to stabilize the borated alkyl catechol against hydrolysis are added to the lubricating oil. In this aspect, the invention comprises an oil of lubricating viscosity and an effective amount of a borated alkyl catechol to reduce friction and an effective amount of an alkenyl succinimide to stabilize the borated alkyl catechol against hydrolysis. The present invention relates to a lubricating oil composition. When used in this manner, other additives may also be present in the lubricating oil to obtain the proper balance of dispersion, corrosion, wear and oxidation that is essential for proper operation of the internal combustion engine. Another aspect of the invention is a lubricating oil composition useful particularly in the crankcase of an internal combustion engine for the purpose of improving fuel consumption of the engine, comprising: (a) a major amount of an oil of lubricating viscosity; and , (b) an effective amount of each of the following: (i) an alkenyl succinimide; (ii) a Group metal salt of dihydrocarbyl dithiophosphoric acid; (iii) a neutral or overbased alkyl or alkaline earth metal hydrocarbyl sulfonate or a mixture thereof. , (iv) a neutral or overbased alkali or alkaline earth metal phenate or mixtures thereof, and (v) a borated alkylcatechol friction modifier. In yet another aspect of the present invention, a method is provided for reducing fuel consumption of an internal combustion engine by treating moving surfaces of the engine with a lubricating oil composition as described above. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Borated alkylcatechols are prepared by borating alkylcatechols with boric acid and removing the water of reaction. Preferably, enough boron is present so that each boron reacts with 1.5 to 2.5 hydroxyl groups present in the reaction mixture. The reaction is carried out at 60°C to 135°C in the absence or presence of any suitable organic solvent such as methanol, benzene, xylene, toluene, neutral oil, etc.
It is preferably carried out at a temperature within the range of . The alkylcatechols or mixtures thereof that can be used for the preparation of the borated alkylcatechols used in the present invention are preferably monoalkylcatechols of the formula (wherein R is alkyl having 10 to 30 carbon atoms, preferably 16 to 26 carbon atoms). Also,
Up to 25% by weight, preferably less than 10% by weight of the monoalkylcatechols have an R group in the position adjacent to one of the hydroxyl groups, i.e. in the ortho position, and have the formula (Formula, R is the same as defined above). Among the alkylcatechols that can be used to prepare the borated alkylcatechols of the present invention also include dialkylcatechols, which generally have the formula: (wherein R is as defined above). Trialkylcatechols can also be used, but these are not preferred. Among the catechols that can be used are decylcatechol, undecylcatechol, dodecylcatechol, tetradecylcatechol, pentadecylcatechol, hexadecylcatechol, octadecylcatechol, eicosylcatechol, hexacosylcatechol, triacontylcatechol, and the like. Mixtures of alkylcatechols can also be used, such as mixtures of C14 - C18 alkylcatechols or mixtures of C16 - C26 alkylcatechols. Alkylcatechols of the formula have 10 to 30 carbon atoms
C 10 to C 30 olefins, such as branched olefins or linear α-olefins containing pyrocatechol, in the presence of a sulfonic acid catalyst,
C., preferably 125 DEG to 180 DEG C., in an essentially inert solvent at atmospheric pressure. Examples of inert solvents include benzene, toluene, chlorobenzene and 250 thinner, which is a mixture of aromatics, paraffins and naphthenes. The term "branched olefin" means that the branching occurs at a double bond. The term "linear alpha-olefin" means an alpha-olefin containing little (less than 10%) or no double bonds or branching elsewhere. molar ratio of reactants, preferably 10 to 10% more than catechol
A weight percent molar excess of branched olefin or alpha-olefin can be used to produce a product that is primarily monoalkylcatechol. When used in molar ratios, the resulting products are generally monoalkylcatechols, but contain some amount of dialkylcatechols. In any event, if primarily monoalkylcatechol is desired, a molar excess of pyrocatechol (ie, 2 equivalents of pyrocatechol per each equivalent of olefin) may be used to promote monoalkylation.
By using two equivalents of the same or different olefins relative to pyrocatechol, primarily dialkylcatechols can be produced. A greater proportion of the formula alkylcatechol is obtained using branched olefins than using straight chain α-olefins. Use of such branched olefins generally results in greater than 90% formula alkylcatechol and less than 10% formula alkylcatechol. Borated catechols can be stabilized against hydrolysis by reacting with alkyl or alkenyl mono- or bissuccinimides. In a preferred embodiment, alkyl or alkenyl mono-succinimides are used. The oil-soluble alkenyl or alkyl mono- or bissuccinimide used in the present invention is known as a lubricating oil detergent, and US Pat.
No. 3024237, No. 3100673, No. 3100673, No. 3024237, No. 3100673, No.
3219666, 3172892, and 3272746
It is stated in the number. Alkenyl succinimides are the reaction products of polyolefin polymer-substituted succinic anhydrides and amines, preferably polyalkylene polyamines. Polyolefin polymer-substituted succinic anhydride is obtained by reaction of a polyolefin polymer or a derivative thereof with maleic anhydride. The succinic anhydride thus obtained is reacted with an amine compound. The preparation of alkenyl succinimides has been frequently described in the art. For example, U.S. Pat. No. 3,390,082;
See No. 3219666 and No. 3172892,
These disclosures are incorporated herein by reference. Reduction of alkenyl-substituted succinic anhydrides provides the corresponding alkyl derivatives. By adjusting the molar ratio of the reactants, a product consisting primarily of mono- or bis-succinimide is obtained. For example, reacting one mole of amine with one mole of alkenyl or alkyl substituted succinic anhydride produces a primarily mono-succinimide product. Bis-succinimide is produced by reacting 2 moles of succinic anhydride with 1 mole of polyamine. Particularly good results are obtained when the alkenyl succinimide is a mono-succinimide prepared from a polyalkylene polyamine polyisobutene-substituted succinic anhydride for use in the lubricating oil compositions of the present invention. Polyisobutene, from which polyisobutene-substituted succinic anhydride is obtained, is obtained by polymerization of isobutene and its composition can vary widely. The average number of carbon atoms ranges from less than 30 to 250 or more, with a corresponding number average molecular weight from about 400 or less to 3000 or more. Preferably, the average number of carbon atoms per polyisobutene molecule is within the range of about 50 to about 100, and the polyisobutene has a number average molecular weight of about 600 to about 1500.
More preferably, the average number of carbon atoms per molecule of polyisobutene ranges from about 60 to about 90;
And the number average molecular weight is in the range of about 800-1300. Polyisobutene is reacted with maleic anhydride by well known methods to form polyisobutene-substituted succinic anhydride. See, eg, US Pat. No. 4,388,471 and US Pat. No. 4,450,281. When producing alkenyl succinimide,
The substituted succinic anhydride and polyalkylene polyamine are reacted to form the corresponding succinimide. Each alkyne group of the polyalkylene polyamine typically has up to about 8 carbon atoms.
The number of alkylene groups ranges up to about 8. Examples of alkylene groups include ethylene, propylene, butylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, otatamethylene, and the like. Although not necessarily, the number of amino groups is generally one greater than the number of alkylene groups present in the amine, i.e. if the polyalkylene polyamine contains 3 alkylene groups, this is usually 4 It has 1 amino group. The number of amino groups ranges up to about 9. Preferably, the alkylene groups contain about 2 to about 4 carbon atoms and all amine groups are primary or secondary.
In this case, the number of amine groups is 1 more than the number of alkylene groups.
There are many. Preferably, the polyalkylene polyamine contains 3 to 5 amine groups. Specific examples of polyalkylene polyamines include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, propylenediamine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, trimethylenediamine, pentaethylenehexamine, di-
(trimethylene)triamine, tri(hexamethylene)tetramine, etc. Other amines suitable for preparing alkenyl succinimides useful in the present invention include cyclic amines such as piperazine, morpholine and dipiperazine. The alkenyl succinimide used in the composition of the invention preferably has the formula: {wherein: a R 1 represents an alkenyl group, preferably a substantially saturated hydrocarbon prepared by polymerization of an aliphatic monoolefin. Preferably R 1 is made from isobutene and has an average number of carbon atoms and a number average molecular weight as described above; b "alkylene" groups contain up to about 8 carbon atoms, preferably carbon atoms as described above; about 2 atoms
represents a substantially hydrocarbyl group containing ~4; c A represents a hydrocarbyl group, an amine-substituted hydrocarbyl group or hydrogen; Hydrocarbyl groups and amine-substituted hydrocarbyl groups are
Generally, alkyl and amino-substituted alkyl analogs of the alkylene groups described above. Preferably A represents hydrogen; d n represents an integer from about 1 to 10, preferably from about 3 to 5. } The alkenyl succinimide stabilizes the borated alkyl catechol in the lubricating oil composition of the present invention against hydrolysis and acts as a dispersant, and is present in the oil during engine operation. Present in an amount effective to prevent the formation of contaminants. The exact structure of the complex of the invention is unknown. Although the present invention is not bound to any theory, it is certain that boron is complexed by one or more of the basic nitrogens contained in the succinimide or by a salt thereof. It is considered. It is therefore preferred that the alkenyl succinimide contains at least 2, preferably 3 to 5 basic nitrogens per molecule. The complex is formed by reacting the borated alkyl catechol with succinimide neat at a temperature above the melting point of the reactant mixture and below the decomposition temperature, or by reacting it in a solvent in which the reactants are dissolved. can. For example, the reactants may be mixed in appropriate proportions in the absence of a solvent to form a homogeneous product that can be added to oil, or the reactants may be mixed in appropriate proportions in a solvent such as toluene or chloroform. , the solvent may be removed by stripping and the complex thus formed added to the oil. Alternatively, the complex is prepared in a lubricating oil as a concentrate containing about 20-90% by weight of the complex;
A suitable amount of the concentrate can be added to the lubricating oil in which it is to be used, or the complex can also be prepared directly in the lubricating oil in which it is to be used. The diluent should be inert to the reactants and the products formed, and should be used in sufficient quantities to ensure solubility of the reactants and to ensure that the mixture is well stirred. Ru. The temperature for preparing the complex is between 25 and 200°C, depending on whether the complex is prepared neat or in a diluent.
Preferably within the range of 25 to 100°C, i.e.
Relatively low temperatures are used when solvents are used. An effective amount of succinimide is added to stabilize the borated alkyl catechol against hydrolysis. Generally, the weight percent ratio of succinimide:borated alkyl catechol used to form the complex is from 3:1 to 16:1, preferably from 3:1 to 10:1, and most preferably from 3:1 to It is within the range of 6:1. The latter ratio is preferred if the complex is prepared and/or stored neat or in the absence of solvents or lubricants and at atmospheric pressure. As used herein, the term "stabilized against hydrolysis" refers to borated alkylcatechol-
This means that the succinimide complex does not form a precipitate due to hydrolysis of the borated alkyl catechol for at least three months when stored at room temperature (about 15-25°C) and ambient temperature. The amount of complex required to be effective in reducing friction in a lubricating oil composition ranges from 0.5 to
It will be in the range of 20% by weight. However, in preferred embodiments, the amount of borated alkylcatechol is added in the range of 0.1 to 4% by weight of the total lubricating oil composition, preferably in the range of 0.2 to 2%, and most preferably in the range of 0.5 to 1%. It is desirable that enough complex be added such that . The succinimide is present in the complexes of the present invention in an amount effective to stabilize the borated alkylcatechol against hydrolysis and for the borated alkylcatechol to serve as an effective lubricant. The succinimide in the complex also acts as a dispersant and prevents the deposition of contaminants formed in the oil during engine operation. In general, the complexes of the invention can also be used in combination with other additive systems in customary amounts for their known purposes. For example, for application in modern crankcase lubricants, the base compositions described above may be formulated with auxiliary additives to provide the necessary stability, detergency, dispersibility, wear resistance and corrosion protection. Grant. That is, as in other embodiments of the invention, lubricating oils to which are added complexes prepared by the reaction of borated alkyl catechols with succinimide include alkali or alkaline earth metal hydrocarbyl sulfonates, alkali or alkaline Group metal salts of earth metal phenates and dihydrocarbyldithiophosphoric acids may be included. Additionally, since succinimide acts as an excellent dispersant, additional succinimide can be added to the lubricating oil composition in excess of the amount added in complex form with the borated alkylcatechol. The amount of succinimide ranges up to about 20% by weight of the total lubricating oil composition. The alkali or alkaline earth metal hydrocarbyl sulfonates can be either petroleum sulfonates, synthetically alkylated aromatic sulfonates or aliphatic sulfonates such as those derived from polyisobutylene. One of the more important functions of sulfonates is to act as detergents and dispersants. These sulfonates are well known in the art. The hydrocarbyl group must have a sufficient number of carbon atoms to make the sulfonate molecule oil-soluble. Preferably, the hydrocarbyl moiety has at least 20 carbon atoms and may be aromatic or aliphatic, but is usually alkylaromatic. Most preferred for use are calcium, magnesium or barium sulfonates which are aromatic. Certain sulfonates are typically produced by sulfonating petroleum fractions having aromatic groups, usually mono- or dialkylbenzene groups, and then forming metal salts of the sulfonic acid material. . Other feedstocks that can be used to produce these sulfonates include synthetically alkylated benzenes, such as mono-isobutenyl groups produced by the polymerization of isobutene.
or aliphatic hydrocarbons produced by polymerization of diolefins. Metal salts are formed directly or by metathesis using well known methods. The sulfonate may be neutral or overbased with a base number of up to about 400 or more. Carbon dioxide, calcium hydroxide or calcium oxide are the materials most commonly used in the production of basic or overbased sulfonates. Mixtures of neutral and overbased sulfonates can also be used. Sulfonates are typically used in amounts ranging from 0.3 to 10% by weight of the total composition. Preferably, the neutral sulfonate is present from 0.4 to 5% by weight of the total composition and the overbased sulfonate is present from 0.3 to 3% by weight of the total composition. The phenates for use in the present invention are:
Common products are alkali or alkaline earth metal salts of alkylated phenols. One of the functions of phenates is to act as detergents and dispersants. In particular, phenates prevent the build-up of contaminants that form during high temperature operation of the engine. The phenol may be a mono- or polyalkylated phenol. The alkyl portion of the alkyl phenate is present to make the phenate oil-soluble. Alkyl moieties can be obtained from naturally occurring or synthetic sources. Natural sources include petroleum hydrocarbons such as white oil and waxes.
Those derived from petroleum, the hydrocarbon portion of which is a mixture of different hydrocarbyl groups, the specific composition of which depends on the particular oil feedstock used as starting material. Suitable synthetic sources include a variety of commercially available alkanes and alkane derivatives that produce alkylphenols when reacted with phenols. Suitable groups obtained include:
Includes butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, eicosyl, triacontyl, etc. Other suitable synthetic sources of alkyl groups include polypropylene, polybutylene, polyisobutylene, and the like. Alkyl groups are straight-chain or branched, saturated or unsaturated (if unsaturated, contain no more than 2 sites of olefinic unsaturation, and generally no more than 1 is preferred). Alkyl groups will generally contain 4 to 30 carbon atoms. When the phenol is monoalkyl-substituted, the alkyl group should generally contain at least 8 carbon atoms. The phenate may be sulfurized if desired. It may be neutral or overbased, and if overbased it will have a base number of 200-300 or more. Mixtures of neutral and overbased phenates can be used. Phenates are usually present in the oil in an amount of 0.2 to 27% by weight of the total composition. Preferably, the neutral phenate is present at 0.2-9% by weight of the total composition and the overbased phenate is present at 0.2-13% by weight of the total composition. Overbased phenate is present in the total composition.
Most preferably present from 0.2 to 5% by weight. Preferred metals are calcium, magnesium, strontium or barium. Sulfurized alkaline earth metal alkyl phenates are preferred. These salts are obtained by various methods such as treating the neutralization product of an alkaline earth metal base and an alkylphenol with sulfur. Conveniently, sulfur in elemental form is added to the neutralization product and reacted at elevated temperatures to form the sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate. If, during the neutralization reaction, more alkaline earth metal base is added than is necessary to neutralize the phenol,
A basic sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate is obtained. See, for example, the method of Walker et al., US Pat. No. 2,680,096. Additional basicity is obtained by adding carbon dioxide to the basic sulfurized alkaline earth metal alkyl phenate. Following the sulfurization step, an excess of alkaline earth metal base can be added, but is conveniently added at the same time as the alkaline earth metal base for neutralization of the phenol. Carbon dioxide, calcium hydroxide or calcium oxide are the materials most commonly used to produce basic or "overbased" phenates. A method for producing basic sulfurized alkaline earth metal alkyl phenates by addition of carbon dioxide is shown by Hanneman in US Pat. No. 3,178,368. Group metal salts of dihydrocarbyl dithiophosphoric acids have been previously described. See, for example, U.S. Patent No. 3,390,080, which generally describes these compounds and their preparation.
See columns 6 and 7 of this issue. Group metal salts of dihydrocarbyl dithiophosphoric acids useful in the lubricating oil compositions of the present invention preferably have from about 4 to about 12 carbon atoms in each hydrocarbyl group and may be the same or different. It may be aromatic, alkyl or cycloalkyl. Preferred hydrocarbyl groups are alkyl groups having 4 to 8 carbon atoms, such as butyl, isobutyl, sec-butyl, hexyl, isohexyl, octyl, 2-ethylhexyl, and the like. Suitable metals for forming these salts include barium, calcium, strontium, zinc, and cadmium, with zinc being preferred. Preferably, the Group metal salt of dihydrocarbyl dithiophosphoric acid has the formula: (wherein each of eR 2 and R 3 independently represents a hydrocarbyl group as defined above and fM 1 represents a Group metal cation as defined above). Dithiophosphates are present in the lubricating oil compositions of the present invention.
Present in an amount effective to prevent wear and oxidation of the lubricating oil. The amount is about 0.1 to about 4 of the total composition.
% by weight, preferably from about 0.2 to about 2.5% by weight of the total lubricating oil composition.
The finished lubricating oil composition usually contains 0.025 to 0.25% by weight phosphorus, preferably 0.05 to 0.15% by weight. The finished lubricant may be single grade or multigrade. Multigrade lubricating oils are produced by the addition of viscosity index improvers.
Typical viscosity index improvers are polyalkyl methacrylates, ethylene propylene copolymers, styrene diene copolymers, and the like. So-called decorated improvers, which have both viscosity index and dispersibility properties, are also suitable in the formulations of the invention. The lubricating oil used in the composition of the invention is
It may be a mineral or synthetic oil of lubricating viscosity, preferably an oil suitable for use in the crankcase of an internal combustion engine. Crank chamber lubricating oil is usually approximately 0.
It has a viscosity of 22.7cst at 1300cst~210〓(99℃). The lubricating oil may be derived from synthetic or natural sources. Mineral oils for use as base oils of the present invention include paraffinic, naphthenic and other oils commonly used in lubricating oil compositions. Synthetic oils include both hydrocarbon synthetic oils and synthetic esters. Useful synthetic hydrocarbon oils include liquid polymers of alpha-olefins having suitable viscosities. Particularly useful are hydrogenated liquid oligomers of C6-12 alpha-olefins, such as 1-decentrimers. Similarly, alkylbenzenes of suitable viscosity, such as didodecylbenzene, can also be used. Useful synthetic esters include esters of both monocarboxylic and polycarboxylic acids and monohydric alkanols and polyols. Typical examples are didodecyl adipate,
Pentaerythritol tetracaproate, di-
2-ethylhexyl adipate, dilauryl sebacate, and the like. Complex esters made from mixtures of mono- and dicarboxylic acids and monohydric and dihydric alkanols can also be used. Mixtures of hydrocarbon and synthetic oils are also useful. For example, 10~
A mixture of 25% by weight hydrogenated 1-decentrimer and 75-90% by weight 150SUS (100〓) mineral oil makes an excellent lubricating base oil. Additive concentrates are also included within the scope of this invention. These typically include about 90-20% by weight oil of lubricating viscosity and about 20-90% by weight complex additive of the invention. Concentrates typically include sufficient diluent to make them easier to handle during transportation and storage. Suitable diluents for concentrates include any inert diluent, preferably an oil of lubricating viscosity, so that the concentrate can be readily mixed with a lubricating oil to form a lubricating oil composition. Lubricating oils suitable for use as diluents typically have a temperature of about 35 to about 500 Saybold Universal Seconds (SUS) at 100°C (38°C).
Although oils of lubricating viscosity can also be used. Other additives that may be present in the formulation include rust inhibitors, foam inhibitors, corrosion inhibitors, antioxidants and various other well known additives. The following examples are presented to specifically illustrate the invention. These examples and illustrations are not to be construed as limiting the scope of the invention in any way. EXAMPLES Example 1 Preparation of C 14 -C 18 Alkyl Catechols 759 g of C 14 -C 18 α-olefin (2
% C14 ; 30% C15 ; 30% C16 ; 28% C17 ; and 10% C18 ), 330g pyrocatechol, 165g
sulfonic acid cation exchange resin (polystyrene crosslinked with divinylbenzene) catalyst [Amberlyst 15, supplied by Rohm and Haas] and 240
ml of toluene was charged. The reaction mixture was heated at 150-160° C. for about 7 hours with stirring under a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was heated under vacuum (0.4 mmHg) to 160 °C.
The strips were stripped by heating to . The product was filtered hot on super cell (SCC) to yield 908.5 g of C14 - C18 alkyl substituted pyrocatechol. The product had a hydroxyl number of 259. In a similar manner, the corresponding alkylcatechols were prepared by substitution of equivalent amounts of each of C 12 α-olefin, C 14 α-olefin and C 18 α-olefin in the above method. Example 2 Preparation of C16 - C26 Alkyl Catechols Into three flasks equipped with a stirrer, a Dean Stark trap, a condenser and a nitrogen inlet and outlet, 759 g of a mixture of C16 - C26 olefins (less than C14) was charged. 2.7%; C14 0.3%; C16 ; 1.3%; C18 8.0
%; C 20 44.4%; C 22 29.3%; C 24 11.2%; C 26 2.2
%; C28 0.4%; C30 0.2%) (contains at least 40% branching) (obtained from Ethyl Coporation),
Charged were 330 g of pyrocatechol, 165 g of sulfonic acid cation exchange resin (polystyrene crosslinked with divinylbenzene) catalyst (Amberlyst 15 available from Rohm and Haas Co., Philadelphia, PA), and 240 ml of toluene. The reaction mixture was heated at 150-160° C. for about 7 hours with stirring under a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was stripped by heating to 160°C under vacuum (0.4 mmHg). 971 g of liquid C16 - C26 by hot filtration of the product over diatomaceous earth
Alkyl substituted pyrocatechol was obtained. Example 3 Preparation of borated C14 - C18 alkylcatechol To 906g of C14 - C18 alkylcatechol, 124g
of boric acid and 900 ml of toluene were added. The reaction mixture was heated at 105-118° C. for about 6 hours under azeotropic conditions under nitrogen atmosphere. 93 ml of water was collected by the Dean Stark trap. The reaction mixture was filtered and stripped on a rotary evaporator at 155° C. under vacuum to give 930 g of the title product. Example 4 As shown in the table, Citcon
An oil mixture containing 1.0% by weight of the borated alkylcatechol prepared according to Example 3 was prepared using 100N oil.

【表】 施例3のボレート化〓 1 沈殿が形成し
アルキルカテコール〓 た
[Table] Boration of Example 3 1 Precipitate was formed and alkylcatechol

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ボレート化アルキルカテコールと油溶性アル
キルまたはアルケニルスクシンイミドとを1:3
〜1:16の重量%比率で、25〜200℃の温度で反
応させることからなる潤滑油添加剤の製造方法。 2 前記のボレート化アルキルカテコールのアル
キル基が炭素原子10〜30個を含有し、前記のスク
シンイミドがポリアルキレンポリアミンのポリイ
ソブテニルスクシンイミドである特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 3 前記のスクシンイミドが、トリエチレンテト
ラミンのポリイソブテニルスクシンイミドまたは
テトラエチレンペンタミンのポリイソブテニルス
クシンイミドである特許請求の範囲第2項に記載
の方法。 4 前記のボレート化アルキルカテコールの前記
のアルキル基が、炭素原子14〜26個を含有するア
ルキル基の混合物である特許請求の範囲第2項に
記載の方法。 5 前記のボレート化アルキルカテコールの前記
のアルキル基が、炭素原子14〜18個を含有するア
ルキル基の混合物である特許請求の範囲第2項に
記載の方法。
[Claims] 1. Borated alkyl catechol and oil-soluble alkyl or alkenyl succinimide in a ratio of 1:3.
A method for producing a lubricating oil additive, comprising reacting at a temperature of 25-200°C in a weight % ratio of ~1:16. 2. The method of claim 1, wherein the alkyl group of the borated alkylcatechol contains 10 to 30 carbon atoms and the succinimide is a polyisobutenyl succinimide of a polyalkylene polyamine. 3. The method according to claim 2, wherein the succinimide is polyisobutenyl succinimide of triethylenetetramine or polyisobutenyl succinimide of tetraethylenepentamine. 4. The method of claim 2, wherein said alkyl group of said borated alkylcatechol is a mixture of alkyl groups containing from 14 to 26 carbon atoms. 5. The method of claim 2, wherein said alkyl group of said borated alkylcatechol is a mixture of alkyl groups containing from 14 to 18 carbon atoms.
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