JPH03505217A - 粗イソシアネート濃縮物の蒸溜方法 - Google Patents
粗イソシアネート濃縮物の蒸溜方法Info
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- JPH03505217A JPH03505217A JP2503781A JP50378190A JPH03505217A JP H03505217 A JPH03505217 A JP H03505217A JP 2503781 A JP2503781 A JP 2503781A JP 50378190 A JP50378190 A JP 50378190A JP H03505217 A JPH03505217 A JP H03505217A
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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、粗インシアネート濃縮物からイソシアネートを回収する方法に関する
。特に、本発明は、インシアネートを生成する際に形成されそして揮発性インシ
アネートモノマーおよび副生成物を含む粗インシアネート濃縮物から、インシア
ネートを分離し回収する方法に関する。
l吸旦胃見
インシアネートを調製する種々の方法は、文献で報告されている。インシアネー
トを調製する重要な工業用方法には、第1級アミンのホスゲン化が包含される。
イソシアネートはまた、中性溶媒中での酸アジ化物のクルチウス転位を利用して
、調製され得る。このクルチウス反応は、主として、短鎖の脂肪族ジイソシアネ
ートおよび不飽和インシアネートの調製に用いられる。インシアネートを形成す
るためのアミドのホフマン転位は、水と反応しないインシアネートを調製する(
水性媒体を要するので)ために有用である。他に、あまり頻繁に用いられない反
応には、ヒドロ牛サミン酸のロッセン転位がある。この方法は、セバシンジヒド
ロキサミン酸のジナトリウム塩から、オクタメチレンジイソシアネートを調製す
ることにより、例示され得る。インシアネート化合物の他の調製方法は、ソーン
ダース(Saunders)およびフリッシニ(Frisch)のポリウレタン
:′L″および 術1.′L′、1部、p。
17〜28、インターサイ;ンス出版、二ニーコーク、二、−ヨーク州、196
2年に記述されている。
これらの方法、特に、ホスゲン方法では、比較的高分子量の架橋した副生成物が
、かなりの量で形成される。一般に、この副生成物は、アミンのホスゲン化で得
られる粗インシアネート濃縮物溶液の蒸留中または蒸留後にて、タール様で蒸留
不可能な残留物の形状で、得られる。
ジイソシアネートの工業用の調製方法では、アミン溶液は、低温または中程度の
温度でホスゲンと混合される。得られるスラリーは、次いで、それより高い温度
(例えば、約120〜150°C)に加熱され、蒸留により、生成物が得られる
。この濃縮物の蒸留中に、ウレトジオン(uretdione)基、イソシアヌ
レート基、カルボジイミド基、ウレトンイミン(uretone 1m1ne)
基、尿素基およびビウレット基を含有する比較的高分子量の不溶性生成物が、濃
縮物の蒸留中に形成される。蒸留後に残留する残留物は、一般に、通常の溶媒に
実質的に不溶なスラグ様の物質である。残留物の用途を開発するにあたって、か
なりの努力がなされているものの、蒸留残留物の大部分は、コミとして捨てられ
るか炉で燃やされるが、これらは、相当な困難を伴う。この蒸留残留物が燃やさ
れる場合には、付着性の強い実質的に非引火性のタール状塩の沈澱物が、しばし
ば、燃焼室に蓄積し、これらのタール状塩のいくつかは、約500°Cを越える
温度で、爆発的に分解する。
米国特許第4.251.401号は、実質的にモノマーを含まない不溶な粉末状
のトリレンジイソシアネート蒸留残留物の多価ヒドロキシ化合物中での安定な懸
濁液の調製を記述している。
この懸濁液は、発泡ポリウレタンプラスチックを含むポリウレタンプラスチック
を生成する際に、ポリオール成分として有用であると報告されている。米国特許
第4.297.456号は、粉砕により、そして必要に応じて、それに伴ってお
よび/またはそれに続いて化学変性反応により、トリレンジイソシアネートの工
業生産で得られる蒸留残留物を最終仕上げする方法を記述している。この細かく
分割された粉末は、種々のプラスチックを製造する際の反応物充填剤として有用
であると報告されている。
イソシアネート蒸留残留物を取扱い処置する他の方法が提案されている。米国特
許第4,297,456号の1欄には、TDI蒸留残留物の溶解に関連した非常
に多くの特許および文献が記述燃焼可能な液状懸濁液である残留物が残るような
インシアネート濃縮物から、イソシアネートモノマーを分離し回収スる方法が記
述されている。インシアネートを製造する際に形成されそして揮発性インシアネ
ートモノマーおよび副生成物を含むインシアネート濃縮物から、インシアネート
モノマーを分離し回収する方法は、以下の工程(A)および(B)を包含する;
(A) (A−1)インシアネート濃縮物と、(A−2)以下の(A−2−a)
および(A−2−b)を含むオイル溶液とを含有する混合物を調製すること:
(A−2−a)主要量の炭化水素油、および(A−2−b)少量の無灰分分散剤
:および(B)この混合物を高温に加熱し、それによって、液状残留物を残して
インシアネートモノマーを蒸留し回収すること。
好ましい1実施態様では、(A−2−b)の無灰分分散剤は、以下の(A−2−
b−1)と(A−2−b−2)とを反応させることにより得られる少なくとも1
種のカルボン酸エステルを含有する:(A−2−b−1)少なくとも1種の置換
コハク酸アシル化剤、(A−2−b−2)以下の一般式(I)の少なくとも1種
のアルここて、R1は、炭素結合を介して01(基に結合した1価または多価の
有機基であり、モしてmは、1〜約10の整数である。
他の好ましいl実施態様では、このオイル溶液(A−2)はまた、少なくとも1
種の酸性有機化合物の少なくとも1種の中性または塩基性アルカリ金属塩または
アルカリ土類金属塩を、少量で含有する。
この混合物中にオイル溶液が存在することで、インシアネート濃縮物の蒸留が容
易となり、一般に、蒸留されるインシアネートモノマーの収率が増し、その結果
、蒸留装置から容易に除去される残留物が得られる。この残留物は、液状懸濁液
であり、容易に燃焼し得る。
ましい 1、 の− な脱B
イソシアネートモノマーは、揮発性インシアネートモノマーおよび副生成物を含
む粗インシアネート濃縮物から、高い純度および高収率で回収され得ることが現
在発見されている。
一般に、この方法は、粗インシアネート濃縮物と、以下で記述のオイル溶液とを
含む混合物を調製すること、およびこの混合物を、一般に減圧下で高温に加熱し
、それによって、イソシアネートモノマーを蒸留し回収して液状残留物を残すこ
とを包含する。
以下の定義は、他に明らかに指示がなければ、本明細書および請求の範囲全体に
適用される。
アシル化剤の当量数は、存在するカルボン酸官能性の全数に依存する。アシル化
剤の当量数を決定する際に、カルボン酸アシル化剤として反応し得ないカルボ牛
シル官能性は、除外される。しかしながら、一般に、これらアシル化剤中のカル
ボキシル基1個あたり、1当量のアシル化剤が存在する。
例えば、1モルのオレフィン性重合体と1モルの無水マレイン酸との反応から誘
導される無水物では、2当量のアシル化剤となる。カルボ牛シル官能性の数値(
例えば、酸価、ケン化価)を決定する従来方法は、容易に利用できる。それゆえ
、アシル化剤の当量数は、当業者により容易に決定できる。
多価アルコールの当量は、その分子量を、分子内に存在する水酸基の全数で割っ
た値である。それゆえ、エチレングリコールの当量は、その分子量の1/2であ
る。
アミンまたはポリアミンの当量は、その分子量を、分子内に存在する窒素(すな
わち、>Nl(基)の全数で割った値である。それゆえ、エチレンジアミンは、
その分子量の172に等しい当量を有し、ジエチレントリアミンは、その分子量
の173に等しい分子量を宵する。ポリアルキレンポリアミンの市販混合物の当
量は、窒素の原子量(14)を、ポリアミン中に含有されている窒素の%で割り
、100をかけることにより、決定され得る。それゆえ、34%の窒素を含有す
るポリアミン混合物は、41.2の当量を有する。アンモニアまたはモノアミン
の当量は、その分子量である。
アシル化剤と反応してカルボン酸誘導体(B)を形成し得るヒドロキシル置換ア
ミンの当量は、その分子量を、分子内に存在する>NIT基および−OH基の全
数で割った値である。それゆえ、エタノールアミンは、その分子量の172の当
量を有し、モしてジェタノールアミンは、その分子量の173の当量を有する。
本発明で有用なカルボン酸エステル(A−2−b)を形成するために用いられる
ヒドロキシアミンの当量は、その分子量を、存在する水酸基の数で割った値であ
る。存在する窒素原子は無視される。それゆえ、例えば、ジェタノールアミンか
らエステルを形成するとき、その当量は、ジェタノールアミンの分子量の1/2
である。
「置換基」および「アシル化剤」または「置換コハク酸アシル化剤」との用語は
、それらの通常の意味を示す。例えば、置換基は、反応の結果として、分子内の
他の原子または基と置き換えられた原子または原子の基である。「アシル化剤」
または「置換コハク酸アシル化剤」との用語は、その化合物それ自体を表し、ア
シル化剤または置換コハク酸アンル化剤を形成するために用いられる未反応の反
応物を包含しない。
他に特に指示されていなければ、全ての部およびパーセントは重量基準であり、
全ての温度は摂氏であり、そして圧力は大気圧またはそれに近い。
(A−i) イソシアネート
本発明に従って処理され得る粗インシアネート濃縮物は、蒸留前のインシアネー
トの調製から得られる濃縮物である。
この濃縮物は、多量のインシアネート、および少量の副生成物すなわち第2生成
物を含有する。本発明の方法は、特に、アミンとホスゲンとの反応により得られ
る粗濃縮物に適用できる。このアミンは、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族
アミン、または混合した脂肪族−芳香族アミンであり得、これらのアミンは、モ
ノアミンまたはポリアミンとされ得る。
好ましい1実施悪様では、このアミンは第1級アミンである。
第1級アミンとホスゲンとの間の反応は、周知であり、インシアネートの工業用
の調製に利用される。この反応は、以R(Nl2)X + xcOcb −R
(NGO)x + xHCLここで、Xは、反応に用いられるアミン中に存在す
るNl2基の数に等しい整数である。例えば、このアミンがジアミン(X=2)
なら、このジアミンは、2モルのホスゲンと反応に供され、生成物はジイソシア
ネートである。得られる生成物は、所望のイソシアネートの他に、非常に多くの
副生成物を含有する。これらの副生成物には、塩酸アミン、カルバモイルクロラ
イド、置換された尿素などが含まれる。当該技術分野および本明細書で粗インシ
アネート濃縮物として引用されているのは、この濃縮物である。
本発明の方法に従って処理された粗イソシアネート濃縮物中に存在し得る単量体
状のインシアネート(これには、ジイソシアネートおよびトリイソシアネートが
含まれる)には、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルへキサメチレン
ジイソシアネート、ナフチレン、トリメチルへキサメチレンジイソシアネート、
ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネート
、トリレン−2,6−ジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネート
とトリレン−2,6−ジイソシアネートとの混合物、2.4°−および4.4°
−ジイソシアナトジフェニルメタンおよびこれらの混合物、ジシクロヘキシルメ
タン−4,4゛−ジイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ステアリ
ルイソシアネート、フェニルイソシアネート、0−1l−およびp−トルイルイ
ソシアネート、0−lm−およびp−クロロフェニルイソシアネート、3,4−
ジクロロフェニルイソシアネート、2.6−ジイツブロピルフエニルイソシアネ
ート、2゜6−ドリイソシアナトー1.3.54リイソブロピルベンゼンなどが
包含される。粗インシアネート濃縮物からモノマーを蒸留した後に残留する残留
物は、一般に、全インシアネート生成物の約5〜10%の量である。本明細書の
方法は、特に、トリレンジイソシアネート(TDI)の蒸留および回収に利用で
きる。
(A−2) を土土且丘
本発明の方法に従って、このインシアネート濃縮物と混合されるオイル溶液は、
以下の(A−2−a)および(A−2−b)を含有する:
(A−2−a)主要量のオイル;および(A−2−b)少量の少なくとも1種の
カルボン酸エステル。
このオイル溶液はまた、以下の(A−2−c)を少量で含有し得る(A−2−c
)少なくとも1種の酸性有機化合物の少なくとも1種の中性または塩基性アルカ
リ金属塩またはアルカリ土類金属塩。
(A−2−a)医王Jす1波
本発明のオイル溶液(A−2>を調製する際に利用される炭化水素油は、天然油
、合成油またはそれらの混合物をベースにし得る。この炭化水素油は、潤滑油ま
たは燃料油として一般に周知のタイプとされ得る。
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したパラフィン−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オイルもまた、有用である。合成油には、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、例えば、重合したオレフィンおよびインターポリマー化したオレフ
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);ボッ(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インターポリマー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変性されて
いる)は、用いられ得る周知の合成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ブロビレンオ牛シトの重合により調製されるオイル、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により
例示される。
用いられ得る合成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、スペリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー、マ
ロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸など)と、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
チルへ牛シルアルコール、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ど)とのエステルが包含される。
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、リノール酸ダイマーの2−エチルへ牛シル
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複合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は、Cs〜CI2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
トールなど)とから形成されるエステルをも包含する。
シリコンベースのオイル(例えば、ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアル
コキシ−1またはポリアリールオキシ−シロキサンオイルおよびシリケートオイ
ル)は、合成の潤滑剤の他の有用なりラスを構成する。これには、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)ジシロキサン、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、
リン酸トリクレジル、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)、重合したテトラヒドロフランなどが包含される。
上で開示のタイプの未精製油、精製油および再精製油(および、それらのいずれ
かの2種またはそれ以上の混合物であってもよい)は、本発明で用いられ得る。
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。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
、当業者に周知である。この方法には、例えば、溶媒抽出、水素処理、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、すでに使用された精
製油に、精製油を得るのに用いた工程と類似の工程を適用することにより、得ら
れる。このような再精製油もまた、再生油、再生利用油または再生加工油として
周知であり、そして使用済みの添加剤および油の分解生成物を除去するべく指示
された方法により、しばしばさらに処理される。
(A−2−b)色仄jづυ1剋
本発明で用いられるオイル溶液は、少なくともlNの無灰分分散剤を含有する。
無灰分分散剤は、その組成に依存して、燃焼すると非揮発性物質(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、無灰分である
として引用される。しかしながら、この無灰分分散剤は、通常、金属を含有せず
、従って、燃焼しても金属含有の天分を生じない。多くのタイプの無灰分分散剤
が、従来技術で知られている。それらのいくつかは、本発明の潤滑組成物での使
用に適当である。本発明の潤滑組成物で利用され得る無灰分分散剤には、カルボ
ン酸分散剤;アミン分散剤;マンニッヒ分散剤;重合体分散剤; および以下の
ような試薬で後処理されたカルボン酸分散剤またはアミン分散剤またはマンニッ
ヒ分散剤が包含される:尿素、チオ尿素、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カ
ルボン酸、炭化水素置換された無水コハク酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素含
有化合物、リン含有化合物など。
アミン分散剤は、比較的高分子量の脂肪族ハロゲン化物または脂環族ハロゲン化
物と、アミン(好ましくは、ポリアルキレンポリアミン)との反応生成物である
。アミン分散剤は周知であり、以下のような従来技術に記述されている:米国特
許第3.275゜554号;第3,438.757号;第3.454.555号
;および第3.565.804号。マンニッヒ分散剤は、アルキル基が少なくと
も約30個の炭素原子を含有するようなアルキルフェノールと、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
反応生成物である。次の特許に記述の物質は、マンニッヒ分散剤の例示である:
米国特許第3.413.347号;第3.697.574号:第3.725.2
77号;第3,725.480号;第3,725,882号;および第4.45
4.059号。
カルボン酸分散剤、アミン分散剤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は、有用な無灰分分散剤である:尿素、
チオ尿素、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換された
無水コハク酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素含有化合物、リン含有化合物など
。この種の例示物質は、次の米国特許に記述されている:米国特許第3.036
.003号;第3゜200,107号;第3.254.025号;第3.278
.550号;第3.281.428号;第3.282.955号;第3.366
、569号;第3.373.111号;第3.442.808号;第3、455
.832号;第3.493.520号;第3,513,093号;第3.539
.633号;第3.579.450号;箪3.600.372号;第3.639
.242号;第3,649.659号;第3.703.536号;および第3.
708.522号。重合体分散剤は、油溶性のモノマー(例えば、メタクリル酸
デシル、ビニルデシルエーテルおよび高分子量オレフィン)と、極性置換基を含
有するモノマー(例えば、アクリル酸アミノアル牛ルまたはアクリルアミド、お
よびポリ(オキシエチレン)置換されたアクリル酸エステル)とのインターポリ
マーである。
重合体分散剤は、以下の米国特許に開示されている:米国特許第3.329.6
58号;第3.449.250号;第3.519.565号;第3.!6.73
0号;第3.687,849号;および第3,702.300号。上で示した特
許の全ての内容は、無灰分分散剤の開示に関して、ここに援用されている。
カルボン酸分散剤は、一般に、置換されたカルボン酸アシル化剤(例えば、置換
されたカルボン酸またはそれらの誘導体)と、以下の(a)、(b)、(c)お
よび(d)との反応生成物である=(a)その構造内に、少なくとも1個の>N
)f基が存在することにより特徴づけられるアミン、(b)ヒドロキシ芳香族化
合物やアルコールのような有機ヒドロキシ化合物、(e)反応性金属または反応
性金属化合物のような塩基性無機物質、および(d)(a)から(C)の2種ま
たはそれ以上の混合物。置換されたカルボン酸アシル化剤とアミン化合物との反
応により得られる分散剤は、しばしば、「アシル化されたアミン分散剤」または
「カルボン酸イミド分散剤」 (例えば、コハク酸イミド分散剤)として示され
る。置換されたカルボン酸アシル化剤と、アルコールまたはフェノールとの反応
により得られる無灰分分散剤は、カルボン酸エステル分散剤として示される。
この置換されたカルボン酸ア/ル化剤は、モノカルボン酸またはポリカルボン酸
から誘導され得る。ポリカルボン酸が一般に好ましい。このアシル化剤は、カル
ボン酸またはカルボン酸の誘導体(例えば、ハロゲン化物、エステル、無水物な
ど)とされ得る。−i!1mのカルボン酸、またはポリカルボン酸の無水物は、
好ましいアシル化剤である。
好ましい1実施態様では、本発明で利用される無灰分分散剤は、アシル化アミン
か、または以下の反応により得られる分散剤である:この反応は、カルボン酸ア
シル化剤と、窒素基に結合した少なくとも1個の水素を含有する少なくとも1種
のアミンとの反応である。好ましい1実施態様では、このアシル化剤は、炭化水
素置換されたコハク酸アシル化剤である。
本発明で有用な窒素含有のカルボン酸分散剤は、当該技術分野で周知であり、以
下を包含する多くの米国特許に記述されている:
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3.632.51
1号第3.219.666号 第3,454.607号 第3.787.3
74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、窒素含有のカルボン酸分散剤の調製の教示につ
いて、ここに明白に援用されている。
一般に、この窒素含有のカルボン酸分散剤は、少なくとも1種の置換コハク酸ア
シル化剤と、少なくとも1個の>HN基を含有する少なくとも1種のアミン化合
物とを反応させることにより、生成させる。ここで、このアシル化剤は、置換基
およびコハク酸基からなり、ここで、この置換基は、少なくとも約700(さら
に一般的には、約700〜約5ooo)のMn値(数平均分子jりにより特徴づ
けられるポリアルケンから誘導される。一般に、この反応は、アシル化剤1当量
あたり、約0゜5当量〜約2モルのアミン化合物を包含する。
同様に、このカルボン酸エステル分散剤は、上で記述のカルボン酸アシル化剤と
、1種またはそれ以上のアルコールまたはヒドロキシ芳香族化合物とを、アシル
化剤1当量あたり、約0,5当量〜約2モルのヒドロキシ化合物の比で反応させ
ることにより、調製される。カルボン酸エステル分散剤の調製は、米国特許第3
.522.179号および第4.234,435号のような従来技術に記述され
ている。
本発明での使用に好ましい無灰分分散剤は、(A−2−b−1)少なくとも1種
の置換コハク酸アシル化剤と、(A−2−b−2)以下の一般式の少なくとも1
種のアルコールまたは芳香族ヒドロキシ化合物とを反応させることにより、生成
されるカルボン酸エステルである二
R+ (OH)* (1)ここで、R1は、炭素結合
を介して一〇H基に結合した1価または多価の有機基であり、モしてmは、1〜
約10の整数である。このカルボン酸エステルは、分散性を与えるために、オイ
ル溶液(A−2)に含有される。
このカルボン酸エステルの調製に利用される置換コハク酸アシル化剤(A−2−
b−1)は、その構造内に、2つの基または部分が存在することにより、特徴づ
けられ得る。第1の基または部分は、この後で、便宜上、「置換基」と呼ばれ、
ポリアルケンから誘導される。
この置換基が誘導されるポリアルケンは、少なくとも約8個の炭素原子を含有す
ることにより特徴づけられ、大ていの場合には、少なくとも約30個の炭素原子
を含有することにより特徴づけられる。1実施態様では、このポリアルケンは、
少なくとも約700の数平均分子量を有する。約700〜約5oooの数平均分
子量が好ましい。他の好ましい実施態様では、このアシル化剤の置換基は、約1
300〜5000のMn値および約1.5〜約4.5のMy/Mn値により特徴
づけられるポリアルケンから誘導される。用fiMvは、重量平均分子量を示す
。
このアシル化剤中の第2の基または部分は、「コハク酸基」として、ここに示さ
れている。このコハク酸基は、以下の構造により特徴づけられる基である:
II l l 11
X−C−C−C−C−X’ (II)他のこのような不完全な原子価
は、同一または相異なる置ここで、XおよびXoは、同一または相異なる。但し
、少なくとも1個のXおよびXoは、この置換コハク酸アシル化剤が、カルボン
酸アシル化剤として機能し得るように与えられる。すなわち、XおよびXoの少
なくとも1個は、この置換アシ、ル化剤が、アミノ化合物と共に、アミドまたは
アミン塩を形成し得るような基とされなければならない。そうでなければ、この
置換アシル化剤は、通常のカルボン酸アシル化剤として機能する。アミド交換反
応は、本発明の目的上、通常のアシル化反応と考えられる。
それゆえ、Xおよび/またはXoは、通常、−〇)!、 −0−ヒドロカルビ
ル、−0−M”である。ここで、M+は、1当量の金属、アンモニウムカチオン
またはアミンカチオン、−NB2、−C1% −Brを表し、またXおよびX
oは、−緒になって、無水物を形成するように、−0−であり得る。上の基のい
ずれかに当たらないようなX基またはX°基を特に同定することは、それが存在
していても残りの基がアシル化反応に関与するのが妨げられない限り、重要では
ない。しかしながら、好ましくは、XおよびXoは、それぞれ、このコハク酸基
の両方のカルボキシル官能性(すなわち、−C(0)Xおよび一〇(0)X’の
両方)がアシル化反応に関与し得るようなものである。
式■の基における不完全な原子価の1つは、この置換基中の炭素原子と共に炭素
−炭素結合を形成する。
合物と(rVCB))化合物との混合物に相当する:換基との類似の結合によっ
て完全とされ得るものの、このような原子価の1つを除いて全ては、通常、水素
(すなわち、−H>により、満たされる。
上で述べたMn値およびMy値を有するポリアルケンは、当該技術分野で周知で
あり、従来の方法に従って調製され得る。
例えば、これらポリアルケンのい(つかは、米国特許第4,234、435号に
記述され例示されている。このようなポリアルケンに関するこの特許の開示内容
は、ここに援用されている。このようなポリアルケン(特に、ポリブテン)のい
くつかは、市販されている。
好ましい1実施態様では、このコハク酸基は、通常、次式に対応する:
ここで、RおよびRoは、それぞれ独立して、−OH,−CI、−〇−低級アル
キルからなる群から選択され、そして両者が一緒になった場合、RおよびRoは
−0−である。
後者の場合には、このコハク酸基は、無水コハク酸基である。特定のコハク酸ア
シル化剤中では、全てのコハク酸基は、同一である必要はないが、それらは、同
一であり得る。好ましくは、このコハク酸基は、次式に対応し、また(rV(A
>)化この置換基が誘導されるポリアルケンは、重合可能なオレフィン性モノマ
ー(これは、2個〜約16個の炭素原子、通常、2個〜約6個の炭素原子を有す
る)の単独重合体およびインターポリマーである。このインターポリマーは、2
fMまたはそれ以上のオレフィン性モノマーが、周知の従来方法によってインタ
ーポリマー化されて、以下のポリアルケンを形成する重合体である:このポリア
ルケンは、その構造内に、該2種またはそれ以上のオレフィン性モノマーのそれ
ぞれから誘導される単位を有する。それゆえ、ここで用いられる「インターポリ
マー」とは、共重合体、三元共重合体、四元共重合体などを包含する。当業者に
明らかなように、この置換基が誘導されるポリアルケンは、しばしば、通常は、
「ポリオレフィン」として示される。
このポリアルケンが誘導されるオレフィン性モノマーは、1個またはそれ以上の
エチレン性不胞和基(すなわち、>C−C<)の存在により特徴づけられる重合
可能なオレフィン性モノマーである;すなわち、これらは、モノオレフィン性モ
/マー(例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−15インブテンおよびオクテ
ン−1)またはポリオレフィン性モノマー(通常、ジオレフィン性モノマー;例
えば、ブタジェン−1,3およびイソプレン)である。
これらのオレフィン性モノマーは、通常、重合可能な末端オレフィン(すなわち
、その構造内に、〉C:CH2基が存在することにより特徴づけられるオレフィ
ン)である。しかしながら、その構造内に、以下の基が存在することにより特徴
づけられる重合可能な内部オレフィン性モノマー(これらは、時には、中間オレ
フィン(Iledialolefin”)として文献に示されている)もまた、
ポリアルケンを形成するために、用いられ得る:
>c−c=c−c<
内部オレフィン性モノマーが使用されるとき、それらは、通常、インターポリマ
ーであるポリアルケンを生成するために、末端オレフィンと共に使用される。本
発明の目的では、特定の重合したオレフィン性モノマーが、末端オレフィンおよ
び内部オレフィンの両方として分類され得るとき、それは、末端オレフィンと見
なされる。それゆえ、ペンタジェン−1,3(すなわち、ピペリジン)は、本発
明の目的では、末端オレフィンと見なされる。
このコハク酸アシル化剤の置換基が誘導されるポリアルケンは、一般に、炭化水
素基であるものの、それらは、以下のような非炭化水素置換基を含有していても
よい:低級アルコキシ、低級アルキルメルカプト、ヒドロキシ、メルカプト、二
1・口、ハロ、シアノ、カルボアルコキシ(ここで、アルコキシは、通常、低級
アルコキシである)、アルカノイルオキシなど。但し、この非炭化水素置換基は
、本発明の置換コハク酸アシル化剤の形成を実質的に妨げない。このような非炭
化水素基は、それが存在するときには、通常、このポリアルケンの全重量の約1
0重量%を越えない。このポリアルケンは、このような非炭化水素置換基を含有
し得るので、ポリアルケンが製造されるオレフィン性モノマーはまた、このよう
な置換基を含有し得ることが明らかである。しかしながら、通常、実用性や費用
の点から、このオレフィン性モノマーおよびポリアルケンは、塩素基(これは、
通常、本発明の置換コハク酸アシル化剤の形成を促進する)以外の非炭化水素基
を含有しない。 (ここで用いられるように、 「低級の」との用語は、「低級
アルキル」または「低級アルコキシ」のような化学基と共に用いられるとき、7
個までの炭素原子を有する基を記述するべく意図される)。
(以下余白)
このポリアルケンは、芳香族基(特に、フェニル基、および低級アルキル置換さ
れたおよび/または低級アルコキシ置換されたフェニル基、例えば、パラ−(第
3級ブチル)フェニル基)、および脂環族基(例えば、重合可能な環状オレフィ
ンまたは指環族で置換された重合可能な非環状オレフィンから得られるもの)を
含有し得るものの、このポリアルケンは、通常、このような基を含有しない。そ
れにもかかわらず、1.3−ジエンとスチレン(例えば、ブタジェン−1,3と
、スチレンまたはp−(第3級ブチル)スチレン)の両方のインターポリマーか
ら誘導されるポリアルケンは、この一般論の例外である。また、ポリアルケンに
は芳香族基および脂環族基が存在し得るので、このポリアルケンが調製されるオ
レフィン性モノマーは、芳香族基および脂環族基を含有し得る。
芳香族基および指環族基のない脂肪族炭化水素ポリアルケンには、一般的に好ま
しい点がある。この一般的に好ましい点のうち、2個〜約16個の炭素原子を有
する末端炭化水素オレフィンの単独重合体およびインターポリマーからなる群か
ら誘導されたポリアルケンについては、さらに好ましい点がある。このさらに好
ましい点は、以下の条件により限定される:この条件とは、゛末端オレフィンの
インターポリマーが通常好ましいものの、約16個までの炭素原子を有する内部
オレフィンから誘導される重合体単位を約40%までで任意に含有するインター
ポリマーもまた、好ましい群にはいるとの条件である。ポリアルケンのさらに好
ましいクラスは、2個〜約6個の炭素原子を有する末端オレフィン(さらに好ま
しくは2個〜4個の炭素原子を有する末端オレフィン)の単独重合体およびイン
ターポリマーからなる群から選択されるものである。しかしながら、ポリアルケ
ンの他の好ましいクラスは、後者のさらに好ましいポリアルケンであり、このポ
リアルケンは、約6個までの炭素原子を有する内部オレフィンから誘導された重
合体単位を25%までで任意に含有する。
従来周知の重合方法に従って、ポリアルケンを調製するために用いられ得る末端
オレフィンモノマーおよび内部オレフィンモノマーの特定の例には、エチレン;
プロピレン;ブテン−】;ブテン−2;イソブチン;ペンテン−1;ヘキセン−
1;ヘプテン−1:オクテン−1;ノネン−1;デセン−1;ペンテン−2;プ
ロピレンテトラマー; ジイソブチレン;イソブチレントリマー;ブタジェン−
1,2: ブタジェン−1,3;ペンタジェン−1,2;ペンタジェン−1,3
;ペンタジェン−1,4;イソプレン;ヘキサジエン−1,S;2−クロロブタ
ジェン−1,3:2−メチルへブテン−1;3−シクロへキシルブテン−1;2
−メチルペンテン−1;スチレン;2,4−ジクロロスチレン;ジビニルベンゼ
ン;酢酸ビニル;アリルアルコール;l−メチル酢酸ビニル;アクリロニトリル
;アクリル酸エチル;メタクリル酸メチル;エチルビニルエーテル;およびメチ
ルビニルケトンが包含される。これらのうち、炭化水素系の重合可能なモノマー
は、好ましい。
これら炭化水素系モノマーのうち、末端オレフィン性モノマーは、特に好ましい
。
ポリアルケンの特定の例には、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−イソブチン共重合体、インブテン−ブタジェン−1,
3共重合体、プロペン−イソプレン共重合体、インブテン−クロロブレン共重合
体、インブテン−(バラメチル)スチレン共重合体、へ牛センー1トへキサジエ
ン−1,3との共重合体、オクテン−1とヘキセン−1との共重合体、ヘプテン
−1とペンテン−1との共重合体、3−メチルブテン−1とオクテン−1との共
重合体、3.3−ジメチルペンテン−1とヘキセン−1との共重合体、およびイ
ソブチンとスチレンとピペリレンとの三元共重合体が包含される。このようなイ
ンターポリマーのさらに特定の例には、95重量%イソブチンと5重量%スチレ
ンとの共重合体;98%イソブチンと1%ピペリレンと1%クロロプレンとの三
元共重合体;95%イソブチンと2%ブテン−1と3%ヘキセン−1との三元共
重合体;60%イソブチンと20%ペンテン−1と20%オクテン−1との三元
共重合体;80%ヘキセン−1と20%へブテン−1との共重合体;90%イソ
ブチンと2%シクロヘキセンと8%プロピレンとの三元共重合体;および80%
エチレンと20%プロピレンとの共重合体が包含される。ポリアルケンの好まし
い原料は、ルイス酸触媒(例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素)
の存在下にて、C4精製流(これは、約35重量%〜約75Mf1%のブテン含
量、および約30重量%〜約60重1%のイソブチン含量を有する)の重合によ
り得られる、ポリ(イソブチン)類である。これらポリブテン類は、主として(
全繰り返し単位の約80重量%を越える量で)、次式の立体配置のイソブチン(
すなわちインブチレン)繰り返し単位を含有するC)+3
−CH2C−
CH3
この置換基が誘導されるポリアルケンは、約1300〜約soo。
のMn値、および少なくとも約1.5のMy/Mn値(さらに一般的には、約1
.5〜約4.5のMv/Mn値または約1.5〜約4.0のMv/Mn値)によ
り特徴づけられ得る。略字Mvは、重量平均分子量を表す通常の記号であり、そ
してMnは、数平均分子量を表す通常の記号である。ゲルパーミェーションクロ
マトグラフィー(GPC)は、重合体の重量平均分子量および数平均分子量の両
方を知る方法であるだけでなく、この重合体の全分子量分布を知る方法でもある
。本発明の目的では、イソブチン、ポリイソブチンの一連の分画された重合体が
、GPCの較正橋準として用いられる。
重合体のMn値およびMy値を決定する方法は、周知であり、非常に多くの文献
および論文に記述されている。例えば、重合体のMnおよび分子量分布を決定す
る方法は、W、 W、ヤン(Yan)、J、 J、キルクランド(Kirkla
nd)およびり、 D、ブリー(Bly)の「最新のサイズ排除液状クロマトグ
ラフ」(J、ライレイ(fi 1ey)およびサンプ(Sons)、Ine、、
1979年)に記述されている。
明らかに、上で記述のようなポリアルケン(これは、MnおよびMy/Mnにつ
いての種々の基準に合っている)を調製することは、当該技術の範囲内であり、
本発明の一部に含まれない。
当業者に容易に明らかな技術には、重合温度を制御すること、重合開始剤および
/または触媒の量やタイプを調節すること、重合過程で連鎖停止基を使用するこ
となどが包含される。他の従来方法(例えば、非常に軽い断片をストリッピング
すること(真空ストリッピングを含めた)、および/または高分子量ポリアルケ
ンを酸化的または機械的に分解して、低分子量ポリアルケンを生成すること)も
また、用いられ得る。
この置換コハク酸アシル化剤(A−2−b−1)を調製する際に、1種またはそ
れ以上の上記ポリアルケンは、以下の一般式のマレイン酸反応物またはフマル酸
反応物からなる群から選択される1種またはそれ以上の酸性反応物と反応する:
X(0)C−CH= CH−C(0)X’ (V ”)ここで、Xおよ
びX゛は、式■にて、上記で定義されている。
好ましくは、このマレイン酸反応物およびフマル酸反応物は、次式に対応する1
種またはそれ以上の化合物である:RC(0) −CH= CH−C(0)R’
(VT )ここで、RおよびRoは、ここでの式■で先に定義した
ものと同じである。
通常、このマレイン酸反応物またはフマル酸反応物は、マレイン酸、フマル酸、
無水マレイン酸、またはこれらの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、通常、フマル酸反応物より好ましい。前者は容易に入手可能で
あるうえに、一般に、容易にポリアルケン(またはそれらの誘導体)と反応して
、本発明の置換コハク酸アシル化剤が調製されるからである。特に好ましい反応
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。入手可能性
および反応の容易さのために、通常、無水マレイン酸が使用される。
1種またはそれ以上のポリアルケン、および1種またはそれ以上のマレイン酸反
応物またはフマル酸反応物は、本発明で有用な置換コハク酸アシル化剤を生成す
るために、いくつかの周知方法のいずれかに従って、反応に供され得る。便宜上
および簡潔性のために、「マレイン酸反応物」との用語が、しばしばこの後で用
いられる。これが用いられるとき、この用語は、上の式(V)および式(VT)
に相当するマレイン酸反応物およびフマル酸反応物から選択される酸性反応物(
これには、このような反応物の混合物が包含される)の総称であることが理解さ
れるべきである。
置換コハク酸アシル化剤(A−2−b−1’)を調製するための1つの方法は、
米国特許第3.219.666号(Normanら)に、一部例示されている。
これらの内容は、コハク酸アシル化剤の調製に関して、その教示がここに明らか
に援用されている。この方法は、「2段階方法」として、都合よく示される。そ
れには、まず、ポリアルケンの各分子量あたり、平均して、少なくとも約1個の
塩素基が存在するまで、このポリアルケンを塩素化することが包含される。(本
発明の目的上、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、塩素化ポリアルケンに所望量の塩素が含有されるまで、このポリアル
ケンを塩素ガスと単に接触させることを包含する。
塩素化は、一般に、約75°C〜約125°Cの温度で行われる。この塩素化方
法で希釈剤が用いられるなら、それは、それ自体、容易には塩素化されないもの
とされるべきである。多価塩素化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段階塩素化方法の第2段階は、通常、約100°C〜約200℃の範囲内の温
度で、この塩素化ポリアルケンとマレイン酸反応物とを反応させることがある。
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、通常、少なくとも約
に1゜3である。 (この明細書では、塩素化ポリアルケンのモル数は、塩素化
されていないポリアルケンのMn値に対応する塩素化ポリアルケンの重量である
)。しかしながら、化学量論的に過剰なマレイン酸反応物が用いられ得、例えば
、1:2のモル比が用いられ得る。塩素化ポリアルケン1分子あたり、1モルよ
り多いマレイン酸反応物が反応し得る。このような状況のために、マレイン酸反
応物に対する塩素化ポリアルケンの比は、当量で記述するほうが良い。 (本発
明の目的上、塩素化ポリアルケンの当量は、MnMを、塩素化ポリアルケン1分
子あたりの塩素基の平均数で割った値に対応する重量であり、これに対して、マ
レイン酸の当量は、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比は、通常、1モル
の塩素化ポリアルケンに対し、少なくとも約1.3当量のマレイン酸反応物を提
供するような値である。
未反応の過剰なマレイン酸反応物は、通常、真空下にて、反応生成物からストリ
ッピングされ得るか、または以下で説明する方法のさらに別の工程で、反応し得
る。
得られたポリアルケニル置換コハク酸アシル化剤は、もし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。これに続(塩素
化の際に、第2段階に由来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、この引き続いた塩素化中に、追加の塩素を導入するにつれて、反応する。
そうでなければ、別の塩素化段階中および/またはそれに続いて、追加のマレイ
ン酸反応物が導入される。この方法は、置換基の1当量あたりのコハク酸基の全
数が所望レベルに達するまで、繰り返され得る。
この置換コハク酸アンル化剤(A−2−b−1>を調製する他の方法は、米国特
許第3.912.764号(パー? −(Pal+oer) )および英国特許
第1.440.219号に記述の方法を利用し、両方の内容は、その方法に関す
る教示について、ここに明白に援用されている。
その方法に従って、このポリアルケンおよびマレイン酸反応物は、「直接アルキ
ル化」方法にて、それらを共に加熱することにより、まず反応される。直接のア
ルキル化工程が完結すると、この反応混合物に塩素が導入され、残りの未反応マ
レイン酸反応物の反応が促進される。これらの特許に従って、この反応では、1
モルのオレフィン性モノマー(すなわち、ポリアルケン)に対し、04〜2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工程は、
180℃〜250℃の温度で行われる。塩素導入段階中では、160℃〜225
°Cの温度が使用される。置換コハク酸アシル化剤を調製するために、この方法
を利用する際に、ポリアルケン(すなわち、最終生成物中の反応したポリアルケ
ニル)1当量あたり、最終生成物(すなわち、置換コハク酸アンル化剤)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量のマレイン酸反応物および
塩素を用いる必要がある。
アシル化剤(A−2−b−1)を調製する他の方法もまた、先行文献に記述され
ている。米国特許第4.110.349号(コーエン(Cohen))には2段
階方法が記述され、アシル化剤の2段階調製方法に関する米国特許! 4.11
0.349号の開示内容は、ここに援用されている。
効率、全体的な経済性、および製造されるアシル化剤の性能および、それらの誘
導体の性能の見地から、置換コハク酸アシル化剤(A−2−b−1)の好ましい
l調製方法は、いわゆる「1段階」方法である。この方法は、米国特許第3.2
15,707号(レンズ(Ren 5e))および第3.231.587号(レ
ンズ)に記述されている。両方の特許の内容は、この方法に関する教示について
、ここに明白に援用されている。
基本的には、この1段階方法は、ポリアルケンおよびマレイン酸反応物の混合物
(これは、所望の置換コハク酸アシル化剤を得るのに必要な雪の両成分を含有す
る)を調製することを包含する。このことは、1当量の置換基に対し少なくとも
1.3個のコハク酸基が存在し得るように、1モルのポリアルケニルし、少なく
とも1.3モルのマレイン酸反応物が存在しなければならないという意味である
。次いで、温度を少なくとも約140″Cに維持しつつ、攪拌しながら塩素ガス
を通すことにより、この混合物に塩素が導入される。
この方法の変形方法には、塩素導入中またはそれに続いて、追加のマレイン酸反
応物を添加することが包含されるが、米国特許第3,215.707号および第
3,231,587号に説明されている理由から、この変形方法は、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、塩素導入前に最初に混合
した状態はど好ましくない。
通常、このポリアルケンが、 140’Cおよびそれ以上で充分に液体状態の場
合、この第1段階の工程で、追加の実質的に不活性で通常液状の溶媒/希釈剤を
用いる必要はない。しかしながら、この前に説明したように、溶媒/′希釈剤が
使用されるなら、それは、好ましくは、塩素化に抵抗のあるものとされる。また
、ポリ塩素化されたおよび過塩素化されたおよび/またはフッ素化されたアルカ
ン、シクロアルカンおよびべンゼンは、この目的のために用いられ得る。
塩素は、この1段階工程中に2.連続的にまたは断続的に導入され得る。塩素の
導入割合は重要ではないが、塩素を最大限に利用するために、この割合は、反応
の過程で消費される塩素の割合とほぼ同じとされるべきである。塩素の導入割合
が消費割合を越えると、反応混合物から塩素が発生する。反応物の利用を最大に
するように塩素およびマレイン酸反応物の損失を回避するために、大気圧以上の
圧力状態を含めた閉鎖系を用いるのが、しばしば有利となる。
この1段階工程にて、適当な割合で反応が起こる最低の温度は、約140℃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付近にある。好
ましい温度範囲は、通常、約160℃と約220°Cの間である。250℃また
はそれ以上の温度といったより高い温度は、用いられ得るが、通常、はとんど有
利な点はない。実際には、本発明の特定のアシル化されたコ/%り酸組成物を調
製することに関しては、220℃を越える温度は、しばしば、不利となる。これ
らの温度では、ポリアルケンが「破壊される」傾同にあり(すなわち、熱分解に
より、その分子量が低下する)、および/またはマレイン酸反応物が分解されや
すいからセある。この理由のために、温度は、通常、約り00℃〜約210℃の
最大温度を越えない。この1段階方法での有用な温度の上限は、主として、反応
物および所望生成物を含む反応混合物中の成分の分解点により、決定される。こ
の分解点とは、例えば、所望生成物の生成を妨げるような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1段階方法では、塩素に対するマレイン酸反応物のモル比は、生成物に含ま
れるマレイン酸反応物1モルに対し、少なくとも約1モルの塩素が存在するよう
な値である。さらに、実用的な理由から、わずかに過剰量の塩素、通常、約5重
量%〜約30重貢%付近の塩素が、反応混合物からの塩素の損失を補うために利
用される。過剰の塩素をさらに多量で使用してもよいが、特に有益な結果が得ら
れないことが明らかである。
先に述べたように、1実施態様では、マレイン酸反応物に対するポリアルケンの
モル比は、ポリアルケン1モルあたり、少な(とも約1.3モルのマレイン酸反
応物が存在するような比である。これは、生成物中の置換基1当量あたり、少な
くとも1.3個のコハク酸基が存在し得るのに必要である。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、通常、生成物中に所望数のコハク酸基を得るのに必要な量に比べて、
約5%〜約25%過剰のマレイン酸反応物が用いられる。
「置換コハク酸アシル化剤」との専門用語は、それらが製造される方法にかから
れず、置換コハク酸アシル化剤を記述する際に、ここで用いられる。明らかに、
先により詳細に論じたように、置換コハク酸アシル化剤を生成するには、いくつ
かの方法が利用可能である。他方、専門用語「置換アシル化組成物」は、ここで
詳細に記述した特定の好ましい方法により製造される反応混合物を記述するため
に、用いられ得る。
それゆえ、特定の置換アシル化組成物の同一性は、特定の製造方法に依存する。
これは、特に以下の理由から、正しい:すなわち、本発明の生成物は、明らかに
、上で定義され論じられたような置換コハク酸アシル化剤であるものの、それら
の構造は、1つの特定の化学式では表され得ない。実際には、生成物の混合物が
本質的に存在する。簡潔にする目的で、専門用語「アシル化試薬」は、本発明で
用いられる置換コハク酸アシル化剤と置換アシル化組成物の両方を集合的に示す
ために、しばしばこの後で用いられる。
カルボン酸エステル(A−2−b)は、上記コハク酸アシル化剤と、式Iに関し
て先に定義のヒドロキシ化合物(R,(OH)舞コとのエステルである。このヒ
ドロキシ化合物は、脂肪族化合物(例えば、1価アルコールおよび多価アルコー
ル)、または芳香族ヒドロキシ化合物(例えば、フェノールおよびナフトール)
であり得る。
芳香族ヒドロキシ化合物には、フェノール(これは、好ましい)、炭素−1酸素
−、イオウ−および窒素で架橋されたフェノールなどだけでなく、共有結合を介
して直接結合したフェノール(例えば、4.4−ビス−(ヒドロキシ)ビフェニ
ル)、縮合環炭化水素から誘導されたヒドロキシ化合物(例えば、ナフトールな
ど):およびポリヒドロキシ化合物(例えば、カテコール、レゾルシノールおよ
びヒドロキノン)が包含される。1種またはそれ以上の芳香族ヒドロキシ化合物
の混合物は、第1の試薬として用いられ得る。
これらの芳香族ヒドロキシ化合物は、好ましくは、少なくとも6個の炭素原子(
通常、少なくとも約30個の炭素原子、さらに好ましくは、少なくとも50個の
炭素原子)および約7000個までの炭素原子を有する脂肪族または脂環族置換
基の少なくとも1個(好ましくは、2個より少ない数)で置換されている。この
ような置換基の例は、オレフィン(たとえば、エチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、2−ブテン、イソブチンなど)の重合から誘導される。単独重合体(これは
、単一のオレフィンモノマーから製造される)およびインターポリマー(これは
、2種またはそれ以上のオレフィンモノマーから製造される)の両方は、これら
の置換基源として供され得、ここで用いられる用語「重合体」に包含される。エ
チレン、プロピレン、1−ブテンおよびイソブチンの重合体から誘導された置換
基は好ましく、特に、少なくとも約30個の脂肪族炭素原子(好ましくは、少な
くとも約50個の脂肪族炭素原子)を含有するものが好ましい。
この脂肪族置換基または脂環族置換基のフェノールまたは他の芳香族ヒドロキシ
化合物への導入は、通常、炭化水素(またはそのハロゲン化誘導体など)とフェ
ノールとを、適当な触媒(例えば、三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素、塩化
亜鉛など)の存在下にて、約50〜200 ’Cの温度で行われる。
例えば、米国特許第3.368.972号を参照せよ。この内容は、このことに
関する開示について、ここに援用されている。この置換基はまた、当該技術分野
で周知の他のアルキル化工程により、導入され得る。
このエステルが誘導され得る芳香族ヒドロキシ化合物は、以下の特定の例により
、例示される:フェノール、β7ナフトール、α−ナフトール、クレゾール、レ
ソルシノール、カテコール、p、p’−ジヒドロキシビフェニル、2−クロロフ
ェノール、2.4−ジブチルフェノールなど。
このエステルが誘導され得るアルコールは、好ましくは、約40個までの脂肪族
炭素原子を含有する。これらのアルコールは、以下のような1価アルコールとさ
れ得る:メタノール、エタノール、インオクタツール、ドデカノール、シクロヘ
キサノール、シクロペンタノール、ベヘニルアルコール、ヘキサトリアコンタノ
ール、ネオペンチルアルコール、イソブチルアルコール、ベンジルアルコール、
β−フェニルエチルアルコール、2−メチルシクロへ牛すノール、β−り四ロエ
タノール、エチレングリコールのモノメチルエーテル、エチレングリコールのモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコールのモノプロピルエーテル、トリエチレ
ングリコールのモノドデシルエーテル、エチレングリコールのモノオレエート、
ジエチレンクリコールのモノステアレート、5ee−ペンチルアルコール、te
rt−ブチルアルコール、5−ブロモドデカノール、ニトロオクタデカノールお
よびグリセロールのジオレエート。多価アルコールは、好ましくは、2個〜約1
0個の水酸基を含有する。
これらは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリフール、テトラ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、ジエチレンクリコール、トリブチレングリコール、および他の
アルキレングリコール類(ここで、このアルキレン基は、2個〜約8個の炭素原
子を含有する)により、例示される。他の有用な多価アルコールには、グリセロ
ール、グリセロールのモノオレエート、グリセロールのモノステアレート、グリ
セロールのモノメチルエーテル、ペンタエリスリトール、9.10−ジヒドロ牛
ジステアリン酸、1.2−ブタンジオール、2,3−へ牛サンジオール、2.4
−ヘキサンジオール、ピナコール、エリスリトール、アラビトール、ソルビトー
ル、マンニトール、■、2−シクロヘキサンジオール、およびキシリレングリコ
ールが包含される。
特に好ましいクラスの多価アルコールは、少な(とも3個の水酸基を有するもの
である。それらのい(つかは、約8個〜約30個の炭素原子を有するモノカルボ
ン酸(例えば、オクタン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、ドデカン
酸、またはトール油酸)で、エステル化されている。このような部分エステル化
された多価アルコールの例には、ソルビトールのモノオレエート、ソルビトール
のジステアレート、グリセロールのモノオレエート、グリセロールのモノステア
レート、エリスリトールのジドデカノエートがある。
このエステル(A−2−b)はまた、不飽和アルコール(例えば、アリルアルコ
ール、シンナミルアルコール、プロパルギルアルコール、1−シクロへ牛センー
3−オール、およびオレイルアルコール)から誘導され得る。本発明のエステル
を生じ得るアルコールのさらに他のクラスには、エーテル−アルコールおよびア
ミノ−アルコールが包含される。このエーテル−アルコールおよびアミノ−アル
コールには、例えば、オ牛ジアルキレン置換アルコール、オキシアリーレン置換
アルコール、アミノアルキレン置換アルコール、およびアミノアリーレン置換ア
ルコール(これらは、1個またはそれ以上のオキシアルキレン基、アミノアルキ
レン基、またはアミノアリーレン基またはオキシアルキレン基を有する)が包含
される。これらは、セロソルブ(Cellosolve)、カルピトール(Ca
rbi tol)、フェノキシエタノール、モノ(ヘプチルフェニルーオ牛ジプ
ロピレン)置換グリセロール、ポリ(スチレンオキシド)、アミノエタノール、
3−アミノエチルペンタノール、ジ(ヒドロキシエチル)アミン、p−アミノフ
ェノール、トリ (ヒドロ牛ジプロピル)アミン、N−ヒドロキシエチルエチレ
ンジアミン、N、 N、 No、 N’−テトラヒドロキシトリメチレンジアミ
ンなどにより、例示される。大ていの場合には、約150個までのオキシアルキ
レン基(ここで、このアルキレン基は、1個〜約8個の炭素原子を含有する)を
有するエーテル−アルコールが好ましい。
このエステルは、コハク酸のジエステル、または酸性エステル(すなわち、部分
エステル化コハク酸)だけでなく、部分エステル化された多価アルコールまたは
フェノール(すなわち、遊離のアルコール性水酸基またはフェノール性水酸基を
有するエステル)とされ得る。上で例示したエステルの混合物も同様に、本発明
の範囲内で考慮される。
本発明での使用に適するクラスのエステルは、コハク酸と以下のアルコールとの
ジエステルである:このアルコールは、約9個までの脂肪族炭素原子を有し、そ
してアミノ基およびカルボキシル基からなるクラスから選択される少なくとも1
個の置換基を有する。ここで、このコハク酸の炭化水素置換基は、約700〜約
5000の数平均分子量を有する重合したブテン置換基である。
このエステル(A−2−b)は、種々の周知方法の1つにより、調製され得る。
便宜上や、生成するエステルの優れた特性のために、好ましい方法には、適当な
アルコールまたはフェノールと、実質的に炭化水素で置換された無水コハク酸と
の反応が包含される。このエステル化は、通常、約100℃を越える温度、好ま
しくは150’Cと300°Cの間の温度で、行われる。副生成物として形成さ
れる水は、エステル化の進行につれて、蒸留により除去される。
大ていの場合には、このカルボン酸エステルは、エステルの混合物である。この
生成物中の正確な化学組成および相対的な割合は、確認することが困難である。
結果として、このような反応の生成物は、それが形成される方法によって、最も
よく記述されている。
上の方法の改良法には、置換された無水コノλり酸を、対応するコハク酸で置き
換えることが、包含される。しかしながら、コハク酸は、約100’C以上の温
度で容易に劣化を受け、その結果、それらの無水物に転化される。この無水物は
、次いで、アルコール反応物との反応により、エステル化される。
このことに関して、コハク酸は、この工程では、実質的に当量のその無水物であ
ることがわかる。
用いられ得るコハク酸反応物とヒドロキシ反応物との相対的な割合は、かなりの
程度まで、望ましい生成物のタイプに依存し、そしてヒドロキシ反応物の分子内
に存在する水酸基の数に依存する。例えば、コハク酸の半エステル(すなわち、
2つの酸基のうちの1つだけがエステル化されているもの)の形成には、1モル
の置換コハク酸反応物に対し、1モルの1価アルコールを使用することが包含さ
れる。これに対して、コハク酸のジエステルの形成は、1モルの酸に対し、2モ
ルのアルコールを使用することが包含される。他方、1モルの6価アルコールは
、6モル相当のコハク酸と結合し、エステルを形成し得る。このエステルでは、
アルコールの各6個の水酸基は、コハク酸の2個の酸基のうちの1個でエステル
化されている。それゆえ、多価アルコールと共に用いられるコハク酸の最大割合
は、このヒドロキシ反応物の分子内に存在する水酸基の数により、決定される。
1実施態様では、等モル量のコハク酸反応物およびヒドロキシ反応物の反応によ
り得られるエステルが、好マシイ。
ある場合には、触媒(例えば、硫酸、塩酸ピリジン、塩酸、ベンゼンスルホン酸
、p−トルエンスルホン酸、リン酸、または他の周知のエステル化触媒)の存在
下にて、エステル化を行うことが有利である。反応の際の触媒の量は、0,01
%(反応混合物の重量基準で)はどであり、大ていの場合、約0.1%〜約5%
とされ得る。
このエステル(A−2−b)は、置換コハク酸またはその無水物と、エポキシド
またはエポキシドおよび水の混合物との反応により、得られる。このような反応
は、酸またはその無水物とグリコールとの反応に類似している。例えば、このエ
ステルは、置換コハク酸と1モルのエチレンオキシドとの反応により、調製され
得る。同様に、このエステルは、置換コハク酸と2モルのエチレンオキシドとの
反応により、得られる。このような反応に用いるために、通常、入手可能な他の
エポキシドには、例えば、プロピレンオキシド、スチレンオキシド、1゜2−ブ
チレンオキシド、2.3−ブチレンオキシド、エビクロロヒドリン、シクロヘキ
センオキシド、1.2−オクチレンオキシド、エポキシ化された大豆油、9.1
0−エポキシステアリン酸のメチルエステル、およびブタジェンモノエポキシド
が包含される。
大ていの場合には、このエポキシドは、アルキレンオキシド(ここで、このアル
キレン基は、2個〜約8個の炭素原子を有する);または、エポキシ化脂肪酸エ
ステル(ここで、この脂肪酸基は、約30個までの炭素原子を有し、そしてこの
エステル基は、約8個までの炭素原子を有する低級アルコールから誘導される)
である。
コハク酸またはその無水物の代わりに、このエステルを調製するための上で例示
の方法では、置換コハク酸ハロゲン化物が用いられ得る。このような酸ハロゲン
化物は、酸二臭化物、酸二塩化物、酸−塩化物、および酸−臭化物とされ得る。
この置換コハク酸無水物および酸は、例えば、無水マレイン酸と、高分子量オレ
フィンまたはハロゲン化炭化水素(例えば、先に記述のオレフィン性重合体の塩
素化により、得られるもの)との反応により、調製され得る。この反応は、好ま
しくは約り00℃〜約250″Cの温度で、この反応物を単に加熱することを包
含する。このような反応による生成物には、アルケニル無水コハク酸がある。こ
のアルケニル基は、アルキル基へと水素添加され得る。この無水物は、水または
水蒸気で処理することにより、対応する酸に加水分解され得る。コハク酸または
その無水物を調製するために有用な他の方法には、通常、約100 ’C〜約2
50℃の範囲の温度で、イタコン酸またはその無水物と、オレフィンまたは塩素
化炭化水素とを反応させることが包含される。このコハク酸ハロゲン化物は、酸
またはそれらの無水物と、ハロゲン化剤(例えば、三臭化リン、五塩化リンまた
は塩化チオニル)との反応により、調製され得る。このカルポジ酸エステル(A
−2−b)を調製するこれらの方法および他の方法は、当該技術分野で周知であ
り、ここでさらに詳しく例示する必要はない。例えば、米国特許第3.522゜
179号を参照せよ。この特許の内容は、成分(A−2−b)として有用ナカル
ホン酸エステル組成物の調製の開示に関して、ここに援用されている。
アシル化剤(ここで、この置換基は、少なくとも約1300から約5000まで
のMns および1.5〜約4のMv/Mn比により特徴づけられるポリアルケ
ンから、誘導される)からカルボン酸エステル誘導体組成物を調製することは、
米国特許第4.234.435号に記述されている。この特許の内容は、ここに
援用されている。゛435号特許で記述されているアシル化剤はまた、1当量の
置換基に対し、平均して、少なくとも1.3個のコハク酸基をその構造内に有す
るものとして、特徴づけられる。
(以下余白)
以下の実施例は、エステル(A−2−b)およびこのようなエステルを調製する
方法を例示する。
実施例E−1
1000の数平均分子量を有するポリイソブチンを、4.5%の塩素含量にまで
塩素化し、次いで、この塩素化したポリイソブチンを、1.2モル割合の無水マ
レイン酸と共に、150〜220″Cの温度で加熱することにより、実質的に炭
化水素で置換された無水コハク酸を調製する。この無水コノ〜り酸874グラム
(1モル)およびネオペンチルグリコール104グラム(1モル)の混合物を、
240〜b
このグリコールの1個または両方の水酸基のエステル化により得られるエステル
の混合物である。
実施例E−2
実施例E−1の実質的に炭化水素で置換された無水フッ\り酸2185グラム、
メタノール480グラムおよびトルエン1000 ccの混合物を、50〜65
°Cで加熱することにより、この無水物のジメチルエステルを調製する。この間
、この反応混合物に、3時間にわたって、塩化水素を泡立たせる。この混合物を
、次いで、60〜65℃で2時間加熱し、ベンゼンに溶解し、水で洗浄し、乾燥
しそして濾過する。この濾液を、150℃/60mmで加熱し、揮発成分を除去
する。この残留物は、所望のジメチルエステルである。
実施例E−3
実施例E−1の実質的に炭化水素で置換された無水コノ\り酸を、以下のように
して、エーテル−アルコールで一部エステル化する。この無水物550グラム(
0,63モル)、および600の分子量を有する市販のポリエチレングリフール
190グラム(0,32モル)の混合物を、反応混合物の酸価が約28に低下す
るまで、240〜250℃で、大気圧下にて8時間、そして30 +i+o、H
g、の圧力下にて12時間加熱する。この残留物は、所望の酸性エステルである
。
実施例E−4
121の酸価を有するポリイソブチン置換無水コハク酸926グラム、鉱油10
23グラム、およびエチレングリコール124グラム(この無水物1モルあたり
、2モル)の混合物を、50〜170°Cで加熱する。この間、この反応混合物
に、1.5時間にわたって塩化水素を泡立たせる。次いで、この混合物を250
℃/3011まで加熱し、水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し続いて水で洗浄する
ことにより残留物を精製し、次いで、乾燥し濾過する。
この濾液は、所望のエステルの50%オイル溶液である。
実施例E−5
実施例E−1で記述のように調製したポリイソブチン置換無水コハク酸438グ
ラム、および1000の分子量を有する市販のポリブチレングリフール333グ
ラムの混合物を、150〜160℃で10時間加熱する。この残留物は、所望の
エステルである。
実施例E−6
実施例E−1で記述のように調製した実質的に炭化水素で置換された無水コハク
酸645グラム、およびテトラメチレングリコール44グラムの混合物を、10
0〜130℃で2時間加熱する。この混合物に、無水酢酸(エステル化触媒)5
1グラムを加え、得られた混合物を、還流状態にて、130〜160°Cで2.
5時間加熱する。その後、この混合物を196〜bで240℃10.15+n+
oで10時間加熱することにより、混合物の揮発成分を蒸留する。この残留物は
、所望の酸性エステルであるO
実施例E−7
実施例E−1で記述のように調製したポリイソブチン置換無水コハク酸456グ
ラム、および1000の分子量を有するポリエチレングリコールのモノフェニル
エーテル350グラム(OJ5モル)の混合物を、150〜155℃で2時間加
熱する。この生成物は、所望のエステルである。
実施例E−8
以下のようにして、ジオレイルエステルを調製する:実施例E−1で調製したポ
リイソブチン置換無水コノ\り酸1モル、市販のオレイルアルコール2モル、キ
シレン305グラム、およびp−)ルエンスルホン酸(エステル化触媒)5グラ
ムの混合物を、150〜173℃で4時間加熱し、それから、蒸留物として、水
18グラムを集める。この残留物を水で洗い、有機層を乾燥し、そして濾過する
。この濾液を175°C/20m請に加熱すると、残留物は所望のエステルであ
る。
実施例E−9
エチレンオキシド9モルと、ポリイソブチン置換フェノール(ここでは、ポリイ
ソブチン置換基は、1000の数平均分子量を有する)0.9モルとを反応させ
ることにより、エーテルーアルコールヲ調製スる。2つの反応物(エーテル−ア
ルコールおよびコハク酸基)の等モル混合物のキシレン溶液を、触媒量のp−)
ルエンスルホン酸の存在下にて、157℃で加熱することにより、このエーテル
−アルコールの実質的に炭化水素で置換されたコハク酸エステルを調製する。
実施例E−10
ポリイソブチンに代えて、イソブチン90重量%および66.000の数平均分
子量を有するピペリレン10重量%の共重合体を用いること以外は、実施例E−
1で記述のようにして、実質的に炭化水素で置換された無水コハク酸を調製する
。この無水物は、約22の酸価を有する。上の無水物およびCl2−14アルコ
ールから実質的になる市販アルカノールの等モル混合物のトルエン溶液を、共沸
蒸留により水を除去しつつ、還流温度で7時間加熱することにより、エステルを
調製する。この残留物をiso℃/3m+aまで加熱して、揮発成分を除去し、
鉱油で希釈スる。エステルの50%オイル溶液が得られる。
実施例E−11
(A)ポリイソブチン(Mn=2020; Mv=6049) 1000部(0
,495モル)、および無水マレイン酸115部(1,17モル)の混合物を、
110℃まで加熱する。この混合物を、6時間で184℃まで加熱し、この間、
表面下にて、気体状塩素85部(1,2モル)を加える。184〜189℃で、
4時間にわたって、追加の塩素59部(0゜83モル)を加える。この反応混合
物を、窒素を吹き込みつつ、186〜190℃で26時間加熱することにより、
ストリッピングする。この残留物は、ポリイソブチンで置換された所望のコハク
酸アシル化剤(これは、ASTM方法D方法4で決定される87のケン化価を有
する)である。
(B) (A)で調製したポリイソブチン置換コハク酸アシル化剤3225部(
5,0当量)、ペンタエリスリトール289部(8,5当量)および鉱油520
4部の混合物を、224〜235°Cで5.5時間加熱する。
この反応混合物を130℃で濾過し、所望生成物のオイル溶液を得る。
実施例E−12
約872グラムの鉱油、および実施例E−1のように調製した置換された無水コ
ハク酸1000グラムの混合物を、約150〜160℃に加熱し、反応温度を約
176℃以下に維持しつつ、モノペンタエリスリトール109グラムを加える。
次いで、この混合物を約205°Cに加熱し、この温度で少なくとも8時間維持
する。一定量の水を除去しつつ、この混合物に、約205℃でさらに8時間酸素
を吹き込む。この混合物を、望ましくは、追加のオイルと配合し、そして濾過す
る。この濾液は、所望のエステルのオイル溶液(45%はオイル)である。
アシル化剤とヒドロキシ含有化合物(例えば、アルコールまたはフェノール)と
の反応により得られる上記カルボン酸エステルは、さらに、アミン(A−2−b
−3>、特に、ポリアミンと反応に供され得る。
1実施態様では、このエステルと反応に供されるアミン(A−2−b−3)の量
は、アルコールとの反応で最初に使用されるアシル化剤1当量あたり、少なくと
も約0.01当量のアミンが存在するような量である。アシル化剤1当量あたり
、少なくとも1当量のアルコールが存在するような量で、このアシル化剤がアル
コールと反応に供される場合、この少量のアミンは、存在し得る少量のエステル
化されていないカルボキシル基と反応するのに充分である。好ましい1実施態様
では、成分(A−2−b)として利用されるアミン変性されたカルボン酸エステ
ルは、アシル化剤の1当量あたり、約1.0〜2.0当量のヒドロキシ化合物(
好ましくは、約1.0〜1.8当量のヒドロキシ化合物)と、約0.3当量まで
(好ましくは、約0.02〜約0.25当j1)のポリアミンとを反応させるこ
とにより、調製される。
アシル化試薬(A−2−b−1)およびアミン(A−2−b−3)から生成する
アシル化窒素組成物は、アシル化アミンを包含する。このアシル化アミンには、
アミン塩、アミド、イミドなどおよびそれらの混合物が包含され、無灰分分散剤
(A−2−b)として有用である。このアシル化試薬およびアミンは、アシル化
剤1当量あたり、約172当量から約2モルまでのアミンを提供するのに充分な
量で、反応に供される。米国特許第3.172.892号:第3、219.66
6号;第3.272.746号;および第4.234.435号の内容は、上記
のアシル化試薬とアミンとの反応に適用される方法に関する開示について、ここ
に明白に援用されている。
他の実施態様では、このカルボン酸アシル化剤(A−2−b−1)は、このアル
コールおよびアミンの両方と同時に反応に供され得る。一般に、少なくとも約0
.01当量のアルコールおよび少なくとも0.01当量のアミンが存在するが、
その配合物の全当量は、アシル化剤1当量あたり、少なくとも約0.5当量とさ
れるべきである。
このアミン化合物(A−2−b−3)は、その構造内に少なくとも1個のHN<
基が存在することにより特徴づけられ、モノアミン化合物またはポリアミン化合
物であり得る。2種またはそれ以上のアミノ化合物の混合物は、反応で用いられ
得る。好ましくは、このアミノ化合物は、少なくとも1個の第1級アミノ基(す
なわち、−Nl2)を含有し、さらに好ましくは、このアミンはポリアミン、特
に、少なくとも2個の−NH−基を含有するポリアミンであって、そのいずれか
または両方は、第1級アミンまたは第2級アミンである。このアミンは、脂肪族
アミン、脂環族アミン、芳香族アミンまたは複素環アミンであり得る。
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HN<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、l112N−)または第2級アミン基(す
なわち、HN=)を有する。このアミンは、脂肪族、脂環族、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脂環族アミン、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、脂環族で置換さ
れた脂肪族アミン、指環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指環族アミン、芳香族で置換された複素環アミン
、複素環で置換された脂肪族アミン、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、本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−〇−や−S
−のような中断基(例えば、−C112−1C112−X −CH2CH2−(
ココテ、Xは−0−または−S−である)のような基)が包含される。
この後でさらに完全に記述される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、通常、全体で約40個より少ない炭素原子、通常、全
体で約20個より少ない炭素原子を含有する。
脂肪族モノアミンには、モノ脂肪族置換アミンおよびジ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、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、オヨび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などが包含される。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、通常、約40個の炭素原子を
越えず、ふつうは約20個の炭素原子を越えない。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などが包含される。
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、通常、−核性(+eononuclear
)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含まれていてもよい。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)アニリンなどが含まれる。脂肪族で置換された芳
香族モノアミン、脂環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
。
ポリアミンは、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミンおよび芳香族ポリアミンで
ある。これらポリアミンは、その構造内にさらにアミノ窒素が存在すること以外
は、上記モノアミンに類似している。追加のアミン窒素は、第1級アミン窒素、
第2級アミン窒素または箪3級アミン窒素であり得る。このようなポリアミンの
例には、N−アミノプロピルシクロヘキシルアミン、N、N−ジ−n−ブチル−
p−フェニレンジアミン、ビス=(p−アミノフェニル)メタン、1.4−ジア
ミノシクロへ牛サンなどが包含される。
複素環のモノアミンおよびポリアミンもまた、カルボン酸誘導体組成物(B)を
製造する際に、用いられ得る。ここで用いラレるように、「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(とも1個の
第1級アミノ基または第2級アミン基と、ヘテロ原子として少な(とも1個の窒
素とを含有する複素環アミンを記述するべく意図される。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級アミン基
または第2級アミノ基が存在する限り、この環内のへテロ窒素原子は、第3級ア
ミン窒素(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、アル牛ルメルカブト置換基、アル
キル置換基、アルケニル置換基、了り−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個より
多い窒素へテロ原子を含有し得る。5員環および6員環の複素環が好ましい。
上記ヒドロキシ置換モノアミンおよびポリアミン、このモノアミンおよびポリア
ミンの類似物はまた、それらが少なくとも1個の第1級アミノ基または第2級ア
ミン基を含有するという条件で、カルボン酸誘導体(B)を調製する際に有用で
ある。第3級アミン窒素だけを含有するヒドロキシ置換アミン(例えば、トリヒ
ドロキシエチルアミン)は、それゆえ、アミン反応物としては除外される。しか
し、これは、この後で開示のような成分(E)を調製する際に、アルコールとし
て用いられ得る。考慮されるヒドロキシ置換アミンは、カルボニル炭素原子以外
の炭素原子に直接結合したヒドロキシ置換基を有するものである;すなわち、こ
れらは、アルコールとして機能し得る水酸基を有する。このようなヒドロキシ置
換アミンの例には、エタノールアミン、ジ(3−ヒドロキシプロピル)アミン、
3−ヒドロキシブチルアミン、4−ヒドロキシブチルアミン、ジェタノールアミ
ン、ジ(2−ヒドロキシプロピル)ア0 ミン、N−(ヒドロキシプロピル)プ
ロピルアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキシルアミン、3−ヒド
ロキシシクロペンチルアミン、p−ヒドロキシアニリン、N−ヒドロキシエチル
ピペラジンなどが包含される。
ヒドラジンおよび置換ヒドラジンもまた、用いられ得る。
ヒドラジン中の少なくとも1個の窒素は、それに直接結合した水素を含有しなけ
ればならない。好ましくは、ヒドラジン窒素に直接結合した少なくとも2個の水
素が存在し、さらに好ましくは、2つの水素は、同じ窒素上にある。ヒドラジン
上に存在し得る置換基には、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、ア
ルカリールなどが包含される。通常、この置換基は、アルキル(特に、低級アル
キル)、フェニルおよび置換フェニル(例えば、低級アルコ牛シ置換フェニル、
または低級アル牛ル置換フェニル)である。置換ヒドラジンの特定の例は、メチ
ルヒドラジン、N、N−ジメチルヒドラジン、N、 N”−ジメチルヒドラジン
、フェニルヒドラジン、およびN−フェニル−N゛−エチルヒドラジンである。
用いられ得る高分子量ヒドロカルビルアミン(モノアミンおよびポリアミンの両
方)は、一般に、少な(とも約400の分子量を有する塩素化ポリオレフィンと
、アンモニアまたはアミンとを反応させることにより、調製される。このような
アミンは、当該技術分野で周知であり、例えば、米国特許第3゜275.554
号および第3.438.757号に記述されている。これら両方の特許の開示内
容は、これらアミンをいかに調製するかに関して、ここに援用されている。これ
らのアミンが、少なくとも1個の第1級アミン基または第2級アミン基を有する
ことだけが、その使用に必要である。
適当なアミンにはまた、ポリオキシアルキレンポリアミン(例えば、ポリオキシ
アルキレンジアミンおよびポリオキシアルキレントリアミン)−これらは、約2
00〜4000の範囲の平均分子量を有し、好ましくは約400〜2000の範
囲の平均分子量を有する−が包含される。
好ましいポリオキシアルキレンポリアミンには、ポリオ牛ジエチレンジアミンお
よびポリオキシプロピレンジアミンおよびポリオ牛ジプロピレントリアミン(こ
れらは、約2oo〜2000の範囲の平均分子量を有する)が包含される。この
ポリオキシアルキレンポリアミンは市販されており、例えば、ジェファンン(J
efferson)ケミカル社から、r Jeffamines D−230゜
D−400、D−1000、D−2000ST−403など」の商標で得られる
。
米国特許第3.804,763号および第3.948.800号の内容は、この
ようなポリオキシアルキレンポリアミンの開示、およびそれらをカルボン酸アシ
ル化剤でアシル化する方法の開示に関して、ここに援用されている。この方法は
、本発明で用いられるアシル化試薬およびカルボン酸エステルとの反応に適用さ
れ得る。
最も好ましいアミンは、アルキレンポリアミン(これは、ポリアルキレンポリア
ミンを含む)である。このアルキレンポリアミンには、次式に一致するものが包
含される:R3(R3)N [UN(Rs)コ nR3(■)ここで、nは1
〜約10である;各R3は、独立して、水素原子、ヒドロカルビル基またはヒド
ロキシ置換ヒドロカルビル基またはアミン置換ヒドロカルビル基(これらは、約
30個マでの原子を有する)である。但し、少なくとも1個のR3基は水素原子
であり、Uは、約2個〜約10個の炭素原子を有するアルキレン基である。好ま
しくは、Uは、エチレンまたはプロピレンである。
各R3が、独立して、水素またはアミン置換ヒドロカルビル基であるようなアル
キレンポリアミンは、特に好ましい。エチレンポリアミン、およびエチレンポリ
アミンの混合物は、最も好ましい。通常、nは、約2〜約7の平均値を有する。
このようなアルキレンポリアミンには、メチレンポリアミン、エチレンポリアミ
ン、ブチレンポリアミン、プロピレンポリアミン、ペンチレンボリアミン、ヘキ
シレンポリアミン、ヘキシレンポリアミンなどが包含される。このようなアミン
の高分子量類似物、および関連したアミノアルキル置換ピペラジンもまた、包含
される。
このアルキレンポリアミンには、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、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、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、N−(2−アミ
ノエチル)ピペラジン、1.4−ビス(2−アミノエチル)ピペラジンなどが包
含される。
2種またはそれ以上の上記アルキレンアミンの縮合により得られるより高級な同
族体は、上記ポリアミンのいずれかの2種またはそれ以上の混合物と同様に、有
用である。
エチレンポリアミン(例えば、上で述べたもの)は、価格および有効性のために
、特に有用である。このようなポリアミンは、 「ジアミンおよびより高級なア
ミン」の表題で、化11監!皇(2版、キルクおよびオズマー(Kirk an
d Othmer)、7巻、p、27〜39、インターサイエンス出版、ジ曹ン
ライレイおよびサンズ(John Wiley and 5ons)の部門、
1965年)に詳細に記述され、これらの内容は、有用なポリアミンの開示に関
して、ここに援用されている。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、またはエチレンイミンと開環試薬(例えば、アンモニ
アなど)との反応により、最も都合よく調製される。これらの反応により、アル
キレンポリアミンのある種の錯体混合物(これには、ピペラジンのような環状の
縮合生成物が包含される)が生成する。この混合物は、本発明のカルボン酸誘導
体(B)を調製する際に、特に有用である。他方、純粋なアルキレンポリアミン
を用いることにより、充分満足できる生成物もまた得られる。
他の有用なタイプのポリアミン混合物は、上記ポリアミン混合物のストリッピン
グにより得られるものである。この場合には、低分子量′ポリアミンおよび揮発
性の不純物は、アルキレンポリアミン混合物から除去され、しばしば「ポリアミ
ン混合物ス」と呼ばれる残留物が残る。一般に、アルキレンポリアミンボトムス
は、約200℃以下で沸騰する物質を、2重量%より少ない量、通常は1重量%
より少ない量で含有するものとして、特徴づけられ得る。エチレンボリアミンボ
トムス(これは、容易に入手可能であり、全く有用であることが見いだされてい
る)の場合には、このボトムスは、全体で約2重量%より少ない量の、ジエチレ
ントリアミン(DETA)またはトリエチレンテトラミン(TETA)を含有す
る。ダウケミカル社(フリーボード、テキサス)から得られるような、このよう
なエチレンポリアミンボトムスの典型的な試料(これは、「E−100Jと命名
されている)は、15.6℃で1.0168の比重、33゜15重量%の窒素割
合、および40℃で121センチストークスの粘度を有する。このような試料の
ガスクロマトグラフィー分析では、これが、約0.93重量%の「ライトエンド
」 (はとんどは、DETAである)、0.72重量%のTETA、 21.7
4重量%のテトラエチレンペンタミン、および76、61重量%およびそれ以上
のペンタエチレンへキサミンを含有することが示された。これらのアルキレンボ
リアミンボトムスには、環状の縮合生成物(例えば、ピペラジン)、およびジエ
チレントリアミンやトリエチレンテトラミンなどのより高級な同族体が包含され
る。
成分(A−2−b)として有用なカルボン酸エステルは、当該技術分野で周知で
あり、非常に多くのこれらの誘導体の調製は、例えば、米国特許第3.957.
854号および第4.234.435号に記述され、それらの内容は、ここに援
用されている。次の特定の実施例は、このエステルの調製を例示し、ここで、ア
ルコールおよびアミンの両方は、このアシル化剤と反応に供される。
実施例E−13
実施例E−2で調製したポリイソブチン置換コハク酸アシル化剤334部(0,
52当jl)、鉱油548部、ペンタエリスリトール30部(0,88当It)
、およびダウケミカル社のポリグリフール(Polyglycol) 112−
2解乳化剤8.6部(0,0057当jl)の混合物を、150’Cで2.5時
間加熱する。この反応混合物を、5時間で210°Cまで加熱し、210°Cで
3.2時間維持する。この反応混合物を190°Cまで冷却し、1分子あたり平
均して約3個〜約10個の窒素原子を有するエチレンポリアミンの市販混合物8
.5部(0,2当jl)を加える。この反応混合物を、窒素を吹き込みつつ20
5℃で3時間加熱することにより、ストリッピングし、次いで、濾過して、所望
生成物のオイル溶液として濾液を得る。
実施例E−14
アミノプロピルジェタノールアミン14部を、190〜200℃で、実施例E−
11で調製した生成物のオイル溶液867部に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、195℃で2.25時間維持し、次いで、120℃
まで冷却して濾過する。この濾液は、所望生成物のオイル溶液である。
実施例E−15
ピペラジン7.5部を、190℃で、実施例E−11で調製した生成物のオイル
溶液867部に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
95〜205℃で2時間維持し、次いで、130°Cまで冷却して濾過する。こ
の濾液は、所望生成物のオイル溶液である。
実施例E−16
実施例E−2で調製したポリイソブチン置換コハク酸アシル化剤322部(0,
5当jl)、ペンタエリスリトール68部(2,0当量)、および鉱油508部
の混合物を、204〜227℃で5時間加熱する。
この反応混合物を162℃まで冷却し、1分子あたり平均して約3個〜10個の
窒素原子を有する市販のエチレンポリアミン混合物5.3部(0,13当量)を
加える。この反応混合物を、162〜163℃で1時間加熱し、次いで、130
℃まで冷却し、そして濾過する。この濾液は、所望生成物のオイル溶液である。
実施例E−17
エチレンポリアミン5.3部(0,13当jl)を、トリス(ヒドロキシメチル
)アミノメタン21部(0,175当量)で置き換えたこと以外は、実施例E−
16の方法を繰り返す。
実施例E−18
実施例E−6で調製したポリイソブチン置換コ/%り酸アシル化剤1480部、
Cl218直鎖第1級アルコールの市販混合物115部(0,53当量)、C1
1−+1直鎖第1級アルコールの市販混合物87部(0,594当量)、鉱油1
098部、およびトルエン400部の混合物を、120℃まで加熱する。120
°Cで、硫酸1.5部を加え、この反応混合物を160℃に加熱し、そして3時
間維持する。次いで、この反応混合物に、n−ブタノール158部(2,0当り
および硫酸1.5部を加える。この反応混合物を160℃で15時間加熱し、そ
してアミノプロピルモルホリン12.6部(0,088当量)を加える。この反
応混合物を、160℃でさらに6時間維持し、真空下にて150℃でストリッピ
ングし、そして濾過して、所望生成物のオイル溶液を得る。
実施例E−19
(A)約1000の数平均分子量を有するポリイソブチン1000部、および無
水マレイン酸108部(1,1モル)の混合物を、約190℃まで加熱し、約4
時間にわたって表面下から塩素1.00部(1,43モル)を加える。この間、
温度を約185〜190℃に維持する。
次いで、この混合物に、この温度で数時間にわたり窒素を吹き込む。この残留物
は、所望のポリイソブチン置換コハク酸アシル化剤である。
(B)上で調製したアシル化剤1000部の鉱油857部溶液を、攪拌しつつ約
150℃まで加熱し、そしてペンタエリスリトール109部(3,2当量)を攪
拌しながら加える。この混合物に窒素を吹き込み、約14時間にわたって約20
0℃まで加熱して、所望のカルボン酸エステル中間体のオイル溶液を形成する。
この中間体に、1分子あたり平均して約3個〜約10個の窒素原子を有するエチ
レンポリアミンの市販混合物19.25部(0,46当ff1)を加える。この
反応混合物を、窒素を吹き込みつつ205℃で3時間加熱することにより、スト
リッピングし、そして濾過する。この濾液は、0.35%の窒素を含有する所望
のアミン変性されたカルボン酸エステルのオイル溶液(45%はオイル)である
。
実施例E−20
(A)2020の数平均分子量および60490重量平均分子量を有するポリイ
ソブチン1000部(0,495モル)、および無水マレイン酸115部(1,
17モル)の混合物を、6時間にわたって184℃まで加熱する。この間、表面
下から、塩素85部(1,2モル)を加える。追加の塩素59部(0,83モル
)を、184〜1119℃で4時間にわたって加える。この混合物に、186〜
190℃で26時間にわたって窒素を吹き込む。この残留物は、95.3の全酸
価を有するポリイソブチン置換無水コハク酸である。
(B)この置換された無水コハク酸409部(0,66当j1)の鉱油191部
溶液を150℃に加熱し、ペンタエリスリトール42.5部(1,1g当量)を
、145〜150℃で攪拌しながら、10分間にわたって加える。この混合物に
窒素を吹き込み、約14時間かけて205〜210℃まで加熱して、所望のポリ
エステル中間体のオイル溶液を得る。
ジエチレントリアミン4.74部(0,138当量)を、攪拌しながら、160
℃で半時間にわたって、ポリエステル中間体988部(これは、置換コハク酸ア
シル化剤0.6g当量、およびペンタエリスリトール1,24当量を含有する)
に加える。160℃で1時間攪拌を続け、その後、鉱油289部を加える。この
混合物を、135℃で16時間加熱し、濾過助剤物質を用いて、同じ温度で濾過
する。この濾液は、所望のアミン変性されたポリエステルの35%鉱油溶液であ
る。これは、0.16%の窒素含量、および2.0の残留酸価を有する。
実施例E−21
実施例E−20の方法に従って、その実施例のポリエステル中間体988部を、
トリエチレンテトラミン5部(0,1311当りと反応させる。この生成物を、
鉱油290部で希釈すると、所望のアミン変性されたポリエステルの35%溶液
が得られる。それは、0.15%の窒素を含有し、2.7の残留酸価を有する。
実施例E−22
ペンタエリスリトール42.5部(1,1g当量)を、150℃で5分間にわた
って、ポリイソブチン置換無水コハク酸(これは、実施例E−20の化合物と類
似しているが、92の全酸価を有する)448部(0,7当量)の鉱油208部
溶液に加える。この混合物を、10時間かけて205℃まで加熱し、205〜2
10℃で6時間窒素を吹き込む。これを、次いで、鉱油384部で希釈し、16
5°Cまで冷却し、そして1分子あたり平均して3〜7個の窒素原子を含有する
市販のエチレンポリアミン混合物5.89部(0,14当量)を、155〜16
0℃で30分間にわたって加える。窒素の吹き込みを1時間続け、その後、この
混合物を追加のオイル304部で希釈する。混合は、130〜135℃で15時
間続け、その後、この混合物を冷却し、濾過助剤物質を用いて濾過する。この濾
液は、所望のアミン変性されたポリエステルの35%鉱油溶液である。
それは、0.147%の窒素を含有し、2.07の残留酸価を有する。
実施例E−23
実施例E−20のポリイソブチン置換無水コハク酸417部(0,7当It)の
鉱油194部溶液を、153℃に加熱し、そしてペンタエリスリトール42.8
部(1,26当M)を加える。この混合物を、153〜228℃で約6時間加熱
する。次いで、それを170”Cまで冷却し、鉱油375部で希釈する。それを
、さらに156〜158℃まで冷却し、実施例E−22のエチレンポリアミン混
合物5.9部(0,14当量)を、半時間にわたって加える。この混合物を、1
58〜160℃で1時間攪拌し、追加の鉱油295部で希釈する。それに、13
5°Cで16時間窒素を吹き込み、濾過助剤物質を用いて、135℃で濾過する
。この濾液は、アミン変性されたポリエステルの所望の35%鉱油溶液である。
それは、0.16%の窒素を含有し、2.0の全酸価を有する。
上記アシル化アミンおよびカルボン酸エステルは、本発明で効果的な無灰分分散
剤である。他の実施態様では、これらの組成物は、中間体として考慮され得、以
下からなる群から選択されたINまたはそれ以上の後処理試薬で後処理される二
三酸化ホウ素、ホウ素含有無水物、ハロゲン化ホウ素、ホウ含有酸、ホウ酸含有
アミド、ホウ酸エステル、二硫化炭素、硫化水素、イオウ、塩化イオウ、シアン
化アルケニル、カルボン酸アシル化剤、アルデヒド、ケトン、尿素、チオ尿素、
グアニジン、ジシアンジアミド、リン酸ヒドロカルビル、亜リン酸ヒドロカルビ
ル、チオリン酸ヒドロカルビル、チオ亜リン酸ヒドロカルビル、硫化リン、酸化
リン、リン酸、ヒドロカルビルチオシアネート、ヒドロカルビルイソシアネート
、ヒドロカルビルインチオシアネート、エポキシド、エピスルフィド、ホルムア
ルデヒドまたはホルムアルデヒド生成化合物とフェノール、およびイオウとフェ
ノール。これらの後処理試薬は、アシル化剤および上記アミンとアルコールとの
組成物から調製されるカルボン酸誘導体組成物と共に用いられ得る。
これらの後処理試薬の使用を包含する方法は、高分子量カルボン酸アシル化剤と
アミンおよび/またはアルコールとの反応生成物に対する適用に関する限り、周
知なので、これらの方法の詳細な説明は、ここで記述する必要はないと考えられ
る。以下の米国特許の内容は、本発明で有用なカルボン酸誘導体組成物に適用で
きる後処理方法および後処理試薬の開示について、ここに明白に援用されている
:米国特許第3.087、936号;第3.254.025号;第3.256.
185号;第3.278.550号;第3.282.955号;第3.284.
410号;第3.338,832号;第3.533.945号;第3.639.
242号;第3.708.522号;第3.859.318号;第3、865.
813号など。英国特許第1.085.903号および第1,162,436号
もまた、このような方法を記述している。
(以下余白)
(A−2−c) 性および塩基 のアルカリ金 塩およびアルカリ本発明で用
いられるオイル溶液はまた、少なくとも1種の酸性有機化合物の少なくとも1種
の中性または塩基性めアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含有し得、好
ましくは、含有する。このような塩化合物は、一般に、灰分含有清浄剤として引
用されている。この酸性有機化合物は、少なくとも1種のイオウ含有酸、カルボ
ン酸、リン含有酸またはフェノール、またはそれらの混合物とされ得る。
このアルカリ金属には、リチウム、ナトリウムおよびカリウムが包含され、ナト
リウムおよびカリウムが好ましい。カルシウム、マグネシウム、バリウムおよび
ストロンチウムは、好ましいアルカリ土類金属である。これらアルカリ土類金属
の2種またはそれ以上のイオンの混合物を含有する塩が用いられ得る。
成分(A−2−c)として有用な塩は、中性または塩基性とされ得る。この中性
塩は、その塩アニオン中に存在する酸性基を中和するのにちょうど充分な量の金
属を含有する。この塩基性塩は、過剰の金属カチオンを含有する。一般に、塩基
性塩、すなわちオーバーベース化塩が好ましい。この塩基性塩、すなわちオーバ
ーベース化塩は、約40までの金属比を有し、さらに特定すると、約2〜約30
または4oの金属比を有する。
この塩基性塩(すなわち、オーバーベース化塩)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I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、重炭酸塩、硫化物など)と共に、約so’cを越
える諷度で加熱することが包含される。さらに、この中和工程では、大過剰の金
属の混合を促進するために、種々の促進剤が用いられ得る。これらの促進剤には
、以下のような化合物カ包含される: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、W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種々の縮合生成物;ア
ルコール類CPSえば、メタノール、2−フロパノール、オクチルアルコール、
セロンルブ力ルビトール、エチレングリコール、ステアリルアルコールおよびシ
クロへ牛シルアルコール);アミン類(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)など
。塩基性のアルカリ土類金属塩を調製する特に効果的な方法には、フェノール性
促進剤および少量の水の存在下にて、酸と、過剰の塩基性アルカリ土類金属とを
混合すること、およびこの混合物を、高a(例えば、60°C〜約200°C)
で炭酸塩化することが包含される。
ある種の塩基性アルカリ金属塩の一般的な記述は、米国特許第4.326.97
2号(チャンバーリン(Cba+aberlin) )に含まれている。この特
許の内容は1.有用なアルカリ金属塩、および該塩の調製方法の開示に関して、
ここに援用されている。
上で述べたように、塩<A−2−c)が誘導される酸性有機化合物は、少な(と
も1種のイオウ含有酸、カルボン酸、リン含有酸、またはフェノールまたはそれ
らの混合物とされ得る。イオウ含有酸には、スルホン酸、チオスルホン酸、スル
フィン酸、スルフェン酸、部分エステル硫酸、亜硫酸およびチオ硫酸が包含され
る。
成分(A−2−c)を調製する際に有用なスルホン酸には、以下の式(■)およ
び(■)により表されるものが包含される二R″1丁(SOsH)、
(■)これらの式では、R“は、脂肪族または脂肪
族置換の指環族の炭化水素基または実質的な炭化水素基(これらは、アセチレン
性の不飽和がなく、約60個までの炭素原子を含有する)である。R”が脂肪族
のとき、それは、通常、少なくとも約15個の炭素原子を含有する;R”が脂肪
族置換の指環族のとき、この脂肪族置換基は、通常、全体で少なくとも約12個
の炭素原子を含有する。R−’の例は、アルキル基、アルケニル基、およびアル
コ牛シアル牛ル基であり、そして脂肪族置換基が以下であるような脂肪族置換の
脂環族基である:アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、カ
ルボキシアルキルなど。一般に、この脂環族核は、シクロアルカンまたはシクロ
アルケン(例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセンまたはシ
クロペンテン)から誘導される。
R”の特定の例には、セチルシクロヘキシル、ラウリルシクロヘキシル、セチル
オキシエチル、オクタデセニル、および以下から誘導される基がある二石油性の
飽和および不飽和パラフィンワックス、およびオレフィン性重合体くこれには、
オレフィン性モノマ−1単位あたり約2個〜8個の炭素原子を含有する重合した
モノオレフィンおよびジオレフィンが包含される)である。R−”はまた、他の
置換基(例えば、フェニル、シクロアルキル、ヒドロキシ、メルカプト、ハロ、
ニトロ、アミノ、ニトロソ、低級アルコキシ、低級アルキルメルカプト、カルボ
キシ、カルボアルコ牛シ、オキソまたはチオ、または中断基(例えば、−Nl(
−1−〇−または−5−))を、その実質的に炭化水素的な性質が損なわれない
限り、含有し得るO
式■中のR”は、一般に、炭化水素基または実質的な炭化水素基(これらは、ア
セチレン性不飽和がなく、約4個〜約60個の脂肪族炭素原子を含有する)、好
ましくは、アルキルまたはアルケニルのような脂肪族炭化水素基である。しかし
ながら、それはまた、実質的な炭化水素的性質を損なわないとの条件で、上で挙
げたような置換基または中断基を含有し得る。一般に、R°゛またはR°中に存
在するいずれの非炭素原子も、それらの全重量の10%を越えることはない。
Tは、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、または
ビフェニル)が誘導され得る環状核か、または複素環化合物(例えば、ピリジン
、インドールまたはイソインドール)が誘導され得る環状核である。通常、■は
、芳香族炭化水素核(特に、ベンゼン核またはナフタレン核)である。
添字Xは、少なくともlであり、一般に1〜3である。添字rおよびyは、1分
子あたり約1〜2の平均値を有し、一般には1である。
このスルホン酸は、一般に、石油スルホン酸、または合成により調製されたアル
カリールスルホン酸である。この石油スルホン酸のうち、最も有用な生成物には
、酸スラツジの連続除去および精製と共に、適当な石油留分をスルポン化するこ
とにより、調製されるものがある。合成のアルカリールスルホン酸は、通常、ア
ルキル化ベンゼン(例えば、ベンゼンと、テトラプロピレンのような重合体との
フリーデル−クラフト反応生成物)から、調製される。以下は、塩(A−2−c
)を調製する際に有用なスルホン酸の特定の例である。このような例はまた、成
分(A−2−c)として有用なスルホン酸の塩を例示スるにも役立つことが、理
解されるべきである。言い替えれば、枚挙されている各スルホン酸に対し、それ
らの対応する中性または塩基性のアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩もま
た、例示されていると解釈するように意図されている。(同じζ、とは、以下で
挙げたカルボン酸物質、ホスホン酸物質およびフェノール性物質のリストに適用
される)。このようなスルホン酸には、マホガニースルホン酸、ブライトストッ
クスルホン酸、石油スルホン酸、モノ−またポリワックス置換のナフタレンスル
ホン酸、セチルクロロベンゼンスルホン酸、七チルフェノールスルホン酸、セチ
ルフェノールジスルフィドスルホン酸、セトキシ力ブリルベンゼンスルホン酸、
ジセチルチアンスレンスルホン酸、ジラウリル−β−ナフトールスルホン酸、シ
カプリルニトロナフタレンスルホン酸、飽和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、ヒドロ牛シ置換パラフィンワックススルホ
ン酸、テトライソブチレンスルホン酸、テトラアミレンスルポン酸、クロロ置換
ハラフィンワックススルホン酸、ニトロソ置換パラフィンワ・/クススルホン酸
、石油ナフタレンスルホン酸、セチルシクロペンチルスルホン酸、ラウリルシク
ロへキシルスルホン酸、モノ−およびポリワックス置換シクロへキシルスルホン
酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、「タイマーアルキレート」スルホン酸、およ
びその類似物が包含される。
アルキル置換ベンゼンスルホン酸(ここで、このアルキル基は、少なくとも8個
の炭素原子を含有する)は、ドデシルベンゼン「ボトムス」スルホン酸を含めて
、特に有用である。
後者は、ベンゼンから誘導される酸である。これは、プロピレンテトラマーまた
はインブテントリマーでアルキル化されて、ベンゼン環上にて、1個、2個、3
個またはそれ以上の分枝鎖C12置換基が導入される。ドデシルベンゼンボトム
ス(主として、モノ−およびジドデシルベンゼンの混合物)は、家庭用洗剤の製
造の副生成物として、入手可能である。線状のアルキルスルホン酸塩(LAS)
の製造中に形成されるアルキル化ボトムスから得られる類似生成物は、本発明で
用いられるスルホン酸塩を製造する際にも、有用である。
例えば、SO3との反応により、洗剤製造の副生成物からスルホン酸塩を製造す
ることは、当業者に周知である。例えば、キルク オズマ−(Kirk−Oth
mer)の化主1人棗旦、2版、19巻、9.291以下(これは、ジョン ラ
イレイおよびサンズ(John Wiley & 5ons)により、ニューヨ
ークで1969年に発行された)の「スルホン酸塩」の章を参照せよ。
塩基性スルホン酸塩(これは、成分(A−2−c)として本発明のオイル溶液に
混合され得る)、およびそれらの製造方法の他の記述は、次の米国特許に見いだ
され得る:米国特許第2゜174、110号;第2.202.781号;第2.
239.974号;第2.319.121号;第2.337.552号;第3.
488.284号;第3.595.790号;および第3.798.012号。
これらの内容は、このことに関する開示について、ここに援用されている。
そこから有用な金属塩が調製され得るような適当なカルボン酸には、アセチレン
性不飽和のない脂肪族カルボン酸、脂環族カルボン酸、芳香族の一塩基カルボン
酸および多塩基カルボン酸が念まれ、ナフテン酸、アルキル置換またはアルケニ
ル置換のシクロペンタン酸、アルキル置換またはアルケニル置換のシクロへ牛サ
ン酸、およびアルキル置換またはアルケニル置換の芳香族カルボン酸が包含され
る。この脂肪族酸は、一般に、約8個〜約50個の炭素原子、好ましくは約12
個〜約25個の炭素原子を含有する。指環族カルボン酸および脂肪族カルボン酸
は好ましく、それらは、飽和または不飽和であってもよい。特定の例には、2−
エチルへ牛サン酸、リルン酸、プロピレンテトラマー置換のマレイン酸、ベヘン
酸、イソステアリン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、バルミトイル酸、リノール
酸、ラウリン酸、オレイン酸、リシノール酸、ウンデシル酸、ジオクチルシクロ
ペンタンカルボン酸、ミリスチン酸、ジラウリルデカヒドロナフタレンカルボン
酸、ステアリルオクタヒドロインデンカルボン酸、バルミチン酸、アルキルコハ
ク酸およびアルケニルコハク酸、ペトロラタムや炭化水素ワックスの酸化により
形成される酸、およびトール油酸やロジン酸などのような2種またはそれ以上の
カルボン酸の市販混合物が、包含される。
酸性の有機化合物の当量は、その分子量を、1分子あたりに存在する酸性基(す
なわち、スルホン酸基またはカルボキシ基)の数で割った値である。
塩(A−2−c)の調製に有用な五個リン含有酸は、次式により表され得る:
ここで、各R3およびR4は、水素、または炭化水素基または実質的な炭化水素
基(これは、好ましくは、約4個〜約25個の炭素原子を有し、R3およびR4
の少なくとも1個は、炭化水素または実質的な炭化水素である);各x1、x2
、x3およびx4は、酸素またはイオウであり、そして各aおよびbは、0また
は1である。それゆえ、このリン含有酸は、有機リン酸、ホスホン酸またはホス
フィン酸、またはそれらのいずれかのチオ類似物とされ得ることが理解される。
このリン含有酸は、次式の酸とされ得る:ここで、R3は、18個までの炭素原
子を有するフェニル基または(好ましくは)アルキル基であり、そしてR4は、
水素または類似のフェニル基またはアルキル基である。このようなリン含有酸の
混合物は、その調製が容易なために、しばしば好ましい。
塩(A−2−c)はまた、フェノール(すなわち、芳香環に直接結合した水酸基
を含有する化合物)から調製され得る。ここで用いられる用語「フェノール」は
、芳香環に結合した1個を越える水酸基を有する化合物(例えば、カテコール、
レゾルシノールおよびヒドロ牛ノン)を包含する。それにはまた、アルキルフェ
ノール(例えば、クレゾールおよびエチルフェノール)、およびアルケニルフェ
ノールが包含される。°約3個〜100個の炭素原子(特に、約6個〜50個の
炭素原子)を含む少なくとも1個のアルキル置換基を含有するフェノール(例え
ば、ヘプチルフェノール、オクチルフェノール、ドデシルフェノール、テトラプ
ロペン−アルキル化フェノール、オクタデシルフェノールおよびポリブテニルフ
ェノール)が好ましい。1個を越えるアルキル置換基を含有するフェノールもま
た用いられ得るが、モノアルキルフェノールは、有用性および生成が容易なため
に、好ましい。
上記フェノールと、少なくとも1種の低級アルデヒドまたはケトンとの縮合生成
物もまた有用である。用語「低級の」は、7個より少ない炭素原子を含有するア
ルデヒドおよびケトンを表す。適当なアルデヒドには、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、
およびベンズアルデヒドが包含される。
アルデヒド生成試薬(例えば、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、メチロー
ル、メチルホルムセル(Methyl Formce+>、およびバラアルデヒ
ドもまた、適当である。ホルムアルデヒドおよびホルムアルデヒド生成試薬は、
特に好ましい。
好ましい1実施態様では、この金属塩(A−2−c)は、少なくとも約2の金属
比、さらに一般的には、約4〜約40の金属比、好ましくは、約6〜約30の金
属比、特に、約8〜約25の金属比を有する塩基性金属塩である。
他の実施態様では、このアルカリ金属塩(A−2−c)は、油溶性の分散体であ
る塩基性塩であり、この分散体は、以下の(C−1)と(C−2)とを、この反
応混合物の凝固温度とその分解温度との間の温度で、安定な分散体を形成するの
に充分な時間にわたって接触させることにより、調製される:(C−1)二酸化
炭素、硫化水素および二酸化イオウからなる群から選択される少なくともINの
酸性の気体状物質;(C−2)以下の(C−2−a)、(C−2−b)、(C−
2−c)および(C−2−d)を含有する反応混合物:
(C−2−a)少なくとも1種の油溶性スルホン酸、丈たはオーバーベース化し
やすいそれらの誘導体;(C−2−b)少なく、とも1種のアルカリ金属化合物
または塩基性アルカリ金属化合物;
(C−2−c)少なくとも1種の低級脂肪族アルコール、アルキルフェノールま
たは硫化アルキルフェノール;および(C−2−d)少なくとも1種の油溶性カ
ルボン酸またはそれらの機能性誘導体。
(C−2−c)がアルヰルフェ/−ルまたは硫化されたアルキルフェノールのと
き、成分(C−2−d)は任意である。適当な塩基性スルホン酸塩は、混合物(
C−2)中にて、カルボン酸と共にまたはカルボン酸なしで調製され得る。
試薬(C−1)は、少なくとも1f!の酸性の気体状物質であり、これは、二酸
化炭素、硫化水素または二酸化イオウであり得る。これらの気体の混合物もまた
、有用である。二酸化炭素が好ましい。
上で述べたように、成分(C−2)は、一般に、少なくとも4つの成分を含有す
る混合物であり、このうちの成分(C−2−a)は、先に定義のように、オーバ
ーベース化しやすい少なくとも1種の油溶性スルホン酸またはそれらの誘導体で
ある。スルホン酸および/またはそれらの誘導体の混合物もまた用いられ得る。
オーバーベース化しやすいスルホン酸誘導体には、それらの金属塩、特にアルカ
リ土類金属塩、亜鉛塩および鉛塩;アンモニウム塩およびアミン塩(例えば、エ
チルアミン塩、ブチルアミン塩およびエチレンポリアミン塩);およびエステル
(例えば、エチルエステル、ブチルエステルおよびグリセロールエステル)が包
含される。
成分(C−2−b)は、少な(とも1種のアルカリ金属またはそれらの塩基性化
合物である。塩基性アルカリ金属化合物の例には、水酸化物、アルコキシド(典
型的には、アルコキシ基が、10個までの炭素原子、好ましくは、7個までの炭
素原子を含有するもの)、水素化物およびアミドがある。それゆえ、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、ナトリウムアミドおよびカリウムアミドが包含される。水酸化ナト
リウムおよびナトリウム低級アルコキシド(すなわち、7個までの炭素原子を含
有するもの)は特に好ましい。本発明の目的上、成分(C−2−b)の当量は、
アルカリ金属が1価のため、その分子量に等しい。
成分(C−2−c)は、少なくとも1種の低級脂肪族アルコール、好ましくは、
1価アルコールまたは2価アルコールとされ得る。例示のアルコールには、メタ
ノール、エタノール、l−プロパツール、■−へ牛すノール、イソプロパツール
、イソブタノール、2−ヘンタノール、2.2−ジメチル−1−プロパツール、
エチレングリコール、1.3−プロパンジオールおよび1.5−ベンタンジオー
ルがある。このアルコールはまた、メチルセロソルブ(Methyl Ce1l
osolve)のようなグリコールエーテルであり得る。これらのうち、好まし
いアルコールには、メタノール、エタノールおよびプロパツールがあり、メタノ
ールは特に好ましい。
成分(C−2−c)はまた、少なくとも1種のアルキルフェノールまたは硫化ア
ルキルフェノールであり得る。この硫化アルキルフェノールは、特に、(C−2
−b)がカリウムまたはその塩基性化合物の1種(例えば、水酸化カリウム)の
とき、好ましい。
ここで用いられるように、「フェノール」との用語は、芳香環に結合した1個を
越える水酸基を有する化合物を包含し、この芳香環は、ベンゼン環またはナフタ
レン環であり得る。
「アルキルフェノール」との用語には、モノアルキルフェノールおよびジアルキ
ルフェノールが包含され、このフェノールでは、各アルキル置換基は、約6個〜
約100個の炭素原子、好ましくは、約6個〜約50個の炭素原子を含有する。
例示のアルキルフェノールには、ヘプチルフェノール、オクチルフェノール、デ
シルフェノール、ドデシルフェノール、ポリプロピレン(約150のMnを有す
る)置換されたフェノール、ポリイソブチン(約1200のMnを有する)置換
されたフェノール、シクロヘキシルフェノールが包含される。
上記フェノールと、少なくとも1種の低級アルデヒドまたはケトンの縮合生成物
もまた有用である。用語「低級の」とは、7個より少ない炭素原子を含有するア
ルデヒドおよびケトンltす。適当なアルデヒドには、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒドお
よびベンズアルデヒドが包含される。アルデヒドを生じる試薬(例えば、パラホ
ルムアルデヒド、トリオキサン、メチロール、メチルホルムセル(Methyl
Formcel)およびバラアルデヒド)もまた適当である。ホルムアルデヒ
ドおよびホルムアルデヒドを生じる試薬は、特に好ましい。
この硫化アルキルフェノールには、フェノールスルフィド、ジスルフィドまたは
ポリスルフィドが包含される。硫化フェノールは、当業者に周知の方法により、
適当なアルキルフェノールから誘導され得、多くの硫化フェノールが市販されて
いる。この硫化アルキルフェノールは、アルキルフェノールと元素イオウおよび
/または−ハロゲン化イオウ(例えば、−塩化イオウ)とを反応させることによ
り、調製され得る。
この反応は、過剰の塩基の存在下で行われ得、スルフィド、ジスルフィドまたは
ポリスルフィド(これらは、反応条件に依存して、生成し得る)の混合物の塩が
生じる。この混合物は、成分(C−2)を調製する際に用いられる反応で得られ
る生成物である。米国特許第2.971.940号および第4.309.293
号は、成分(C−2−c)の例示である種々の硫化フェノールを開示しており、
これらの特許の開示内容は、ここに援用されている。
以下の非限定的な実施例は、成分(C−2−c)として有用なアルキルフェノー
ルおよび硫化アルキルフェノールの調製を例示する。
実施例1−C
温度を55℃に維持しつつ、攪拌機、冷却器、温度計および表面下の気体注入管
を備えた反応器に、フェノール100部およびスルホン化されたポリスチレン触
媒(これは、ローム アンドハース(Roh+e and F1a5s)社から
、アンバーリスト(Amberlyst)−15として販売されている)68部
を充填する。この反応器内容物を、次いで、窒素を2時間吹き込みつつ、i20
”cまで加熱する。プロピレンテトラマー(1232部)を充填し、この反応混
合物を、120″Cで4時間攪拌する。攪拌を止めて、バッチを0.5時間沈降
させる。反応混合物の粗上澄み液を濾過し、最大で0.5%の残留プロピレンテ
トラマーが残るまで、真空ストベンゼン(217部)を、38℃でフェノール(
324部、3.45モル)に加え、この混合物を47℃まで加熱する。三フフ化
ホウ素(8,8部、0.13モル)を、38〜52℃で半時間にわたって、この
混合物に吹き込む。インブチレン中で特に多いC4モノマーの重合から誘導され
るポリイソブチレン(1000部、1.0モル)を、52〜58℃で3.5時間
にわたって、この混合物に加える。この混合物を、52℃でさらに1時間維持す
る。アンモニア水(15部)の26%溶液を加え、この混合物を、2時間かけて
70 ”Cまで加熱する。次いで、この混合物を濾過する。この濾液は、所望の
粗ポリイソブチン置換フェノールである。この中間体1465部ヲ167℃まで
加熱することによりストリッピングし、6時間で218℃まで加熱しつつ、圧力
を10 itまで低下させる。
ストリッピングしたポリイソブチン置換フェノール(Mn=885)は、残留物
として64%収量で得られる。
実施例3−C
攪拌機、冷却器、温度計および表面下の添加管を備えた反応器に、実施例1−C
の反応生成物xooo部を充填する。温度を48〜49℃に調整し、温度を60
°C以下に保ちつつ、二塩化イオウ319部を加える。次いで、このバッチを8
8〜93℃に加熱する。
この間、酸価(ブロモフェノールブルー指示薬を用いて測定)が4.0より小さ
くなるまで、窒素を吹き込む。次いで、希釈油(400部)を加え、この混合物
を完全に混合する。
実施例4−C
実施例3−Cの方法に従って、実施例1−Cの反応生成物1000部を、二塩化
イオウ175部と反応させる。この反応生成物を、希釈油400部で希釈する。
実施例5−C
実施例3−Cの方法に従って、実施例i−cの反応生成物1000部を、二塩化
イオウ319部と反応させる。この反応生成物に希釈油(788部)を加え、こ
の物質を完全に混合する。
実施例6−C
実施例4−Cの方法に従って、実施例2−Cの反応生成物1000部を、二塩化
イオウ44部と反応させて、硫化フェノールを生成する。
実施例?−C
実施例S−Cの方法に従って1.実施例2−Cの反応生成物1000部を、二塩
化イオウ80部と反応させる。
成分(C−2−C)の当量は、その分子量を、1分子あたりの水酸基の数で割っ
た値である。
成分(C−2−d)は、先に記述のような少なくとも1種の油溶性カルボン酸、
またはそれらの機能性誘導体である。特に適当なカルボン酸は、式R’(COO
tl)。のカルボン酸であり、nは1〜6の整数、好ましくは、1または2であ
り、R5は、少なくとも8個の脂肪族炭素原子を宵する飽和または実質的に飽和
の脂肪族基(好ましくは、炭化水素基)である。nの値に依存して、R6は1価
〜5価の基である。
R5は、非炭化水素置換基を含有し得るが、但し、この置換基は、その炭化水素
的な性質を実質的に変えない。このような置換基は、好ましくは、約20重量%
より少ない量で存在する。例示の置換基には、成分(C−2−3)に関してこの
上で枚挙した非炭化水素置換基が包含される。R5はまた、存在する炭素−炭素
共有結合の全数を基準にして、最大で約5%までのオレフィン性結合、好ましく
は、2%より少ないオレフィン性結合のオレフィン性不飽和を含存し得る。R5
中の炭素原子数は、通常、R5源に依存して、約8〜700個である。以下で論
じるように、一連の好ましいカルボン酸およびそれらの誘導体は、オレフィン性
重合体またはハロゲン化されたオレフィン性重合体と、α、β−不飽和酸または
その無水物(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸またはフマル酸ま
たは無水マレイン酸)とを反応させて、対応する置換された酸またはその誘導体
を形成することにより、調製される。これらの生成物中のR5基は、例えば、ゲ
ルパーミエーシ菖ンクロマトグラフィーで決定される約150〜約10,000
の数平均分子量を有し、通常、約700〜約5oooの数平均分子量を有する。
成分(C−2−d)として有用なモノカルボン酸は、式R’COO■を有する。
このような酸の例は、カプリル酸、カプリン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、
イソステアリン酸、リノール酸およびベヘン酸がある。特に好ましい群のモノカ
ルボン酸は、ハロゲン化されたオレフィン性重合体(例えば、塩素化されたポリ
ブテン)とアクリル酸またはメタクリル酸との反応により、調製される。
適当なジカルボン酸には、次式を有する置換コハク酸が包含される:
m’cncooH(X )
CH2C0OH
ここで、R’は、上で定義のR5と同じである。R6は、以下のようなモノマー
の重合により形成されるオレフィン性重合体から誘導された基とされ得る:エチ
レン、プロピレン、1−ブテン、イソブチン、1−ペンテン、2−ペンテン、1
−へ牛センおよび3−ヘキセン。R6はまた、実質的に飽和の高分子量石油留分
から誘導され得る。この炭化水素置換されたコハク酸およびそれらの誘導体は、
成分(C−2−d)としての使用に最も好ましいクラスのカルボン酸から構成さ
れる。
オレフィン性重合体およびそれらの誘導体から誘導される上記のクラスのカルボ
ン酸は、当該技術分野で周知であり、その調製方法および本発明で有用なタイプ
の代表例は、非常に多くの米国特許に詳細に記述されている。
成分(C−2−d)として有用な上で述べた酸の機能性誘導体には、無水物、エ
ステル、アミド、イミド、アミジン、および金属塩またはアンモニウム塩が包含
される。オレフィン性重合体で置換されたコハク酸と、モノアミンまたはポリア
ミン、特に、約10個までのアミノ窒素を有するポリアル牛レンボリアミンとの
反応生成物は、特に適当である。これらの反応生成物は、一般に、1種またはそ
れ以上のアミド、イミドおよびアミジンの混合物を含有する。約10個までの窒
素原子を含有するポリエチレンアミンと、ポリブテンで置換された無水コハク酸
(ここで、このポリブテン基は、主として、イソブチン単位を含有する)との反
応生成物は、特に有用である。このアミン−無水物反応生成物を、二硫化炭素、
ホウ素含有化合物、ニトリル、尿素、チオ尿素、グアニジン、アルキレンオキシ
ドなどで後処理することにより調製される組成物は、この群の機能性誘導体に包
含される。このような置換コハク酸の半アミド、半金属塩および半エステル、半
金属塩誘導体もまた、有用である。
置換された酸またはその無水物と、モノヒドロキシ化合物またはポリヒドロキシ
化合物(例えば、脂肪族アルコールまたはフェノール)との反応により調製され
るエステルもまた、有用である。オレフィン性重合体で置換されたコハク酸また
はその無水物と、2〜10個の水酸基および約40個までの脂肪族炭素原子を含
有する多価脂肪族アルコールとのエステルが好ましい。このクラスのアルコール
には、エチレングリコール、グリセロール、ンルビトール、ペンタエリスリトー
ル、ポリエチレングリコール、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、N
、N’−ジ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミンなどが包含される。このアル
コールが反応性のアミノ基を含有するとき、その反応生成物は、酸基とヒドロキ
シ官能性およびアミン官能性の両方との反応により得られる生成物を含有し得る
。それゆえ、この反応混合物は、半エステル、半アミド、エステル、アミドおよ
びイミドを含有し得る。
試薬(C−2)の成分の当量比は、広範囲に変えられ得る。一般に、成分(C−
2−a)に対する成分(C−2−b)の比は、少なくとも約4:lであり、通常
、約40:1より小さく、好ましくは、6:1と30=1との間であり、最も好
ましくは、8:1と25=1の間である。この比は、時には、40:1を越えて
もよいものの、このような過剰量は、通常、有用な目的には役立たない。
成分(C−2−a)に対する成分(C−2−C)の当量比は、約1:20と80
:1の間であり、好ましくは、約2:1と50=1の間である。上で述べたよう
に、成分(C−2−c)がアルキルフェノールまたは硫化アルキルフェノールの
とき、カルボン酸(C−2−d)を含有させることは任意である。成分(C−2
−d)がこの混合物中に存在するとき、成分(C−2−a)に対する成分(C−
2−d)の当量比は、一般に、約l:1〜約1=20であり、好ましくは、約1
:2〜約1=10である。
およそ化学量論量までの酸性物質(C−1)が、(C−2)と反応に供される。
1実施態様では、この酸性物質は、(C−2>混合物に一定量で加えられ、反応
が急速に進行する。(C−1)の添加速度は重要ではないが、反応の際の発熱の
ためにこの混合物の温度があまりにも上がりすぎるなら、添加速度を遅くしなけ
ればならないかも知れない。
(C−2−c)がアルコールのとき、反応温度は重要ではない。一般に、この温
度は、反応混合物の凝固温度と、その分解温度(すなわち、それらのいずれかの
成分の最も低い分解温度)との間である。通常、この温度は、約り5℃〜約20
0℃であり、好ましくは、約り0℃〜約150℃である。試薬(C−1)および
(C−2)は、好都合には、この混合物の還流温度で接触される。この温度は、
明らかに、種々の成分の沸点に依存する。それゆえ、成分(C−2−e)として
メタノールが用いられるとき、その接触温度は、メタノールの還流温度またはそ
れ以下である。 試薬(C−2−c)がアルキルフェノールまたは硫化アルキル
フェノールのとき、反応温度は、反応の際に形成される水が除去され得るように
、水−希釈剤共沸温度またはそれ以上でなければならない。
この反応は、通常、大気圧下で行われるものの、大気圧以上の圧力は、しばしば
、反応を促進し、試薬(C−1)を最大限に利用させる。この方法はまた、減圧
下で行われ得るが、明らかに実用的な理由から、めったに行われない。
この反応は、通常、実質的に不活性で通常液状の有機希釈剤(例えば、低粘度の
潤滑油)の存在下で行われる。この有機希釈剤は、分散媒体および反応媒体の両
方として機能する。
この希釈剤は、この反応混合物の全重量の少なくとも約10重皿%で含有される
。通常、その量は約80重量%を越えず、好ましくは、その約30重量%〜70
重量%である。
反応が完了すると、この混合物中の固形分は、好ましくは、濾過または他の好都
合な方法により、除去される。通常、容易に除去可能な希釈剤、アルコール性促
進剤および反応中に形成される水は、蒸留のような従来方法により、除去され得
る。実質的に全ての水を反応混合物から除去するのが、通常、望ましい。水が存
在すると、濾過が困難になり、燃料および潤滑剤中に望ましくない乳濁液が形成
され得るからである。
存在するこのような水は、大気圧下または減圧下にて加熱することにより、また
は共沸蒸留により、容易に除去される。
好ましい1実施態様では、成分(A−2−c)として、塩基性スルホン酸カリウ
ムが望ましいとき、このカリウム塩は、二酸化炭素および成分(C−2−c)と
して硫化アルキルフェノールを用いて、調製される。この硫化アルキルフェノー
ルを使用することにより、高い金属比を有する塩基性塩が得られ、より均二かっ
安定な塩が形成される。
このアルカリ金属塩(A−2−c)の化学構造は、確かには知られていない。こ
の塩基性塩または錯体は、溶液とされ得るかまたは、さらに適当には、安定な分
散体とされ得る。選択的には、それらは、酸性物質、オーバーベース化される油
溶性酸および金属化合物の反応により形成される「重合体塩」と見なされ得る。
上記のために、これらの物質は、最も好都合には、それらが形成される方法と関
連させて、定義される。
少なくとも約2の金属比(好ましくは、約4と40との間の金属比)を有するス
ルホン酸のアルカリ金属塩を、成分(C−2−e)としてアルコールを用いて調
製する上記方法は、米国特許第4.326.972号にさらに詳細に記述され、
その内容は、このような方法の開示に関して、ここに援用されている。
(以下余白)
本発明のオイル組成物中で成分(A−2−c)として有用なアルカリ金属スルホ
ン酸塩の油溶性分散体の調製は、以下の実施例で例示されている。
実施例s−i
アルキルベンゼンスルホン酸790部(1当ji)、および主としてインブテン
単位を含有するポリブテニル無水コハク酸71部(当量は約560)の鉱油17
6部溶液に、水酸化ナトリウム320部(8当量)およびメタノール640部(
20当ji)を加える。
この混合物の温度は、発熱のために、10分間で89°C(還流温度)まで上が
る。この間、この混合物に、4 cfh、 (立方フィート/時間)の割合で
二酸化炭素を吹き込む。温度を徐々に74℃まで下げながら、約30分間にわた
って炭酸化を続ける。
2 cfh、の割合で窒素を吹き込むことにより、この炭酸化した混合物から
、メタノールおよび他の揮発性物質をストリッピングする。この間、温度を、9
0分間にわたり、ゆっくりと150℃まで上げる。ストリッピングが完了した後
、残りの混合物を、155〜165℃で約30分間維持し、濾過して、約7.7
5の金属比を有する所望の塩基性スルホン酸ナトリウムのオイル溶液を得る。こ
の溶液は、12.4%のオイルを含有する。
実施例S−2
実m例S−1の方法に従って、アルキルベンゼンスルホン酸780部(1当量)
およびポリブテニル無水コハク酸119部の鉱油442部溶液を、水酸化ナトリ
ウム800部(20当量)およびメタノール704部(22当量)と混合する。
温度をゆっくりと97℃まで上げながら、この混合物に、7 efh、の割合
で11分間にわたって二酸化炭素を吹き込む。二酸化炭素の流■を6 cfh、
まで下げ、この温度を、約40分間かけて88℃までゆっくりと低下させる。二
酸化炭素の流量を約35分間で5 cfh、まで低下させ、温度をゆっくりと
73°Cまで下げる。温度をゆっ(つと150°Cまで上げつつ、この炭酸化し
た混合物に、2 cfb、の割合で105分間窒素を吹き込むことにより、揮
発性物質をストリッピングする。ストリッピングが完了した後、この混合物を、
160℃でさらに45分間維持し、次いで濾過して、約19.75の金属比を有
する所望の塩基性スルホン酸ナトリウムのオイル溶液を得る。この溶液は、18
.7%のオイルを含有する。
実施例S−3
実施例S−1の方法に従りて、アルキルベンゼンスルホン酸3120部(4当j
l)およびポリイソブテニル無水コハク酸284部の鉱油704部溶液を、水酸
化ナトリウム1280部(32当jl)およびメタノール2560部(80当量
)と混合する。温度を90゛Cまで上昇させ、次いで、70℃までゆっくりと低
下させつつ、この混合物に、10 cfh、の割合で65分間にわたって二酸化
炭素を吹き込む。温度を160℃までゆっくりと上げつつ、2 cfh、の割
合で2時間窒素を吹き込むことにより、揮発性物質をストリッピングする。スト
リッピングが完了した後、この混合物を、160℃で0.5時間維持し、次いで
濾過して、約7.75の金属比を有する所望の塩基性スルホン酸ナトリウムのオ
イル溶液を得る。この溶液は、12.35%のオイル溶液を有する。
実施例S−4
実]PIs−xの方法に従って、アルキルベンゼンスルホン酸3200部(4当
量)およびポリブテニル無水コハク酸284部の鉱油623部溶液を、水酸化ナ
トリウム1280部(32当量)およびメタノール2560部(80当jl)と
混合する。この混合物に、10cfh、の割合で約77分間二酸化炭素を吹き込
む。この間、温度を92℃まで上げ、次いで、73℃まで徐々に低下させる。こ
の反応混合物の温度を160℃までゆっくりと上げつつ、2 cfh、の割合
で約2時間窒素ガスを吹き込むことにより、揮発性物質をストリッピングする。
揮発性物質の最終痕跡量を真空ストリッピングし、残留物を170℃で維持し、
次いで濾過して、約7.72の金属比を有する所望のナトリウム塩の透明なオイ
ル溶液を得る。この溶液は、11%のオイル含量を有する。
実施例S−S
実施N5−xの方法に従って、アルキルベンゼンスルホン酸780部(1当量)
およびポリブテニル無水コハク酸86部の鉱油254部溶液を、水酸化ナトリウ
ム480部(12当jl)およびメタノール640部(20当量)と混合する。
この反応混合物に、6cfh、の割合で約45分間二酸化炭素を吹き込む。この
間、温度を95℃まで上げ、次いで、74℃まで徐々に低下させる。温度を16
0°Cまで上げつつ、2 cfh、の割合で約1時間窒素ガスを吹き込むことに
より、揮発性物質をストリッピングする。ストリッピングが完了した後、この混
合物を160℃で0.5時間維持し、次いでa過して、11.8の金属比を有す
る所望のナトリラム塩のオイル溶液を得る。この溶液のオイル含量は、14.7
%である。
実施例S−5
実施例S−1の方法に従って、アル牛ルベンゼンスルホン酸3120部(4当量
)およびポリブテニル無水コハク酸344部の鉱油1016部溶液を、水酸化ナ
トリウム1920部(48当量)およびメタノール2560部(80当量)と混
合する。この混合物に、10cfh、の割合で約2時間二酸化炭素を吹き込む。
この間、温度を96℃まで上げ、次いで、74℃まで徐々に低下させる。外部加
熱により、温度を74℃から160℃まで上げつつ、2 cfh、の割合で約
2時間窒素ガスを吹き込むことにより、揮発性物質をストリッピングする。この
ストリッピングした混合物を、160℃でさらに1時間加熱し、そして除去する
。この濾液を真空ストリッピングして、少量の水を濾過し、再び濾過して、約1
1.8の金属比を有する所望のナトリウム塩の溶液を得る。
この溶液のオイル含量は、14.7%である。
実施例S−7
実施例s−1の方法に従って、アル牛ルベンゼンスルホン酸2800部(3,5
当量)およびポリブテニル無水コハク酸302部の鉱油818部溶液を、水酸化
ナトリウム1680部(42当jl)およびメタノール2240部(70当jl
)と混合する。この混合物に、10 cfh、で約90分間にわたって二酸化炭
素を吹き込む。この間、この温度を96℃まで上げ、次いで、76℃までゆっく
りと低下させる。外部加熱により、温度を76°Cから165℃までゆっくりと
上げつつ、2 cfh、の割合で窒素を吹き込むことにより、揮発性物質をス
トリッピングする。真空ストリッピングにより、水を除去する。濾過すると、所
望の塩基性ナトリウム塩のオイル溶液が得られる。この溶液は、約10.8の金
属比を有し、オイル含量は13,6%である。
実施例S−8
実施例s−1の方法に従って、アルキルベンゼンスルホン酸780部(1当量)
およびポリブテニル無水コハク酸103部の鉱油350部溶液を、水酸化ナトリ
ウム640部(16当量)およびメタノール640部(20当量)と混合する。
この混合物に、6 cfh。
の割合で約1時間二酸化炭素を吹き込む。この間、温度を95℃まで上げ、次い
で、75℃まで徐々に低下させる。窒素を吹き込むことにより、揮発性物質をス
トリッピングする。ストリッピングしている間、この温度を、まず30分間にわ
たって70℃まで低下させ、次いで、15分間にわたって78℃までゆっくりと
上げる。この混合物を、次いで、80分間にわたって155℃まで加熱する。こ
のストリッピングした混合物を、155〜160℃でさらに30分間加熱し、そ
して濾過する。この濾液は、約15.2の金属比を有する所望の塩基性スルホン
酸ナトリウムのオイル溶液である。この溶液は、17.1%のオイル含量を有す
る。
実施例S−9
市販のジアルキル芳香族スルホン酸584部(0,75モル)、実施例3−Cの
ように調製した硫化テトラプロペニルフェノール144部(0,37モル)、実
施例S−1で用いたようなポリブテニル無水コハク酸93部、牛シレン500部
およびオイル549部の混合物を調製し、攪拌しながら、70℃まで加熱する。
そこで、水酸化カリウム97部を加える。水とキシレンを共沸させながら、この
混合物を145℃に加熱する。追加の水酸化カリウム(368部)を10分間に
わたって加え、約145〜150℃で加熱を続ける。
そこで、この混合物に、1.5 cfh、の割合で約110分間二酸化炭素を吹
き込む。窒素を吹き込み、温度をゆっくりと約160°Cまで上げることにより
、揮発性物質をストリッピングする。ストリッピング後、この反応混合物を濾過
し、約10の金属比を有する所望のスルホン酸カリウムのオイル溶液を得る。こ
の反応生成物に追加のオイルを加えて、最終溶液のオイル含量を39%とする。
以下の実施例は、中性および塩基性のアルカリ土類金属塩(A−2−c)の調製
を例示する。
実施例5−10
アルキルフェニルスルホン酸(これは、450の数平均分子量を有する)のオイ
ル溶液906部、鉱油564部、トルエン600部、酸化マグネシウム98.7
部、および水120部の混合物に、1時間あたり約3立方フシートの二酸化炭素
の割合で、78〜85℃の温度で7時間二酸化炭素を吹き込む。この反応混合物
を、炭酸化の間じゅう、絶えず攪拌する。炭酸化後、この反応混合物を、165
℃/20torまでストリッピングし、そして残留物を濾過する。この濾液は、
約3の金属比を有する所望のオーバーベース化スルホン酸マグネシウムのオイル
溶液(34%はオイル)である。
実施例5−11
塩素化したポリ(インブテン)(これは、4.3%の平均塩素含量を有し、約1
150の数平均分子量を有するポリイソブチンから誘導される)と無水マレイン
酸とを、約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。
この無水コハク酸1246部およびトルエン1000部の混合物に、25℃で、
酸化バリウム76.6部を加える。この混合物を115℃まで加熱し、水125
部を、1時間にわたって一滴ずつ加える。この混合物を、次いで、全ての酸化バ
リウムが反応するまで、150℃で還流させる。この混合物を、ストリッピング
し濾過して、所望生成物を含有する物質を得る。
実施例5−12
水酸化カルシウム、中性の石油スルホン酸ナトリウム、塩化カルシウム、メタノ
ールおよびアルキルフェノールの混合物を少量ずつ加えて炭酸化することにより
、約15の金属比を有する塩基性スルホン酸カルシウムを調製する。
実施例5−13
鉱油323部、水4.8部、塩化カルシウム0.74部、石灰79部、およびメ
チルアルコール128部の混合物を調製し、温度を約50℃まで暖める。この混
合物に、混合しながら、500の数平均分子量を有するアルキルフェニルスルホ
ン酸1000部を加える。
この混合物に、次いで、1時間あたり約5.4ボンドの割合で、約so’cの温
度で、約2.5時間二酸化炭素を吹き込む。炭酸化後、追加のオイル102部を
加え、この混合物から、55 m+*、の圧力にて、約150〜155℃の温度
で、揮発成分を除去する。この残留物を濾過すると、濾液は、約3,7%のカル
シウム含量および約1.7の金属比を有するオーバーベース化スルホン酸カルシ
ウムの所望のオイル溶液である。
実施例5−14
鉱油490部(重量基準)、水110部、ヘプチルフェノール61部、マホガニ
ースルホン酸バリウム340部、および酸化バリウム227部の混合物を、11
0℃で0.5時間加熱し、次いでIS O’Cまで加熱する。次いで、この混合
物が実質的に中性となるまで、この混合物に二酸化炭素を泡立たせる。この混合
物を濾過すると、濾液は、25%の硫酸塩天分含量を有することが分かる。
実施例S−15
50、000の数平均分子量を有するポリイソブチンを、200’Cで6時間、
10重量%の三硫化リンと混合する。得られた生成物を、160”Cにて蒸気で
処理することにより、加水分解し、酸性の中間体を生成する。この酸性の中間体
を、次いで、その2倍容量の鉱油、2モルの水酸化バリウムおよび0.7モルの
フェノールと混合し、この混合物を150℃で炭酸化することにより、塩基性塩
に転化して、流体生成物を生成する。
本発明の方法で用いられるオイル溶液(A−2>は、主要量の炭化水素油、およ
び(A−2−a)少量の少なくとも1種の分散剤(A−2−b)、および必要に
応じて、少なくとも1種の金属塩(A−2−c)を含有する。このエステルおよ
び金属塩は、それぞれ、約0.1重量%〜約20重量%の量で存在し得る。
このオイル溶液(A−2)はまた、以下を含めた他の有用な添加剤を含有し得る
ニジヒドロカルビルジチオリン酸金属、分散特性または清浄特性を有するものを
含めた粘度改良剤、オイルに添加されるとき一般に摩擦調節剤として示される組
成物。
これらの添加剤は、このオイル溶液に含有されるとき、約0゜1重量%〜約20
重量%の量、さらに一般的には、0.1重量%〜約10重量%の量で存在する。
(A−2−d) ジチオリン ジヒドロカルビル:他の実施態様では、本発
明のオイル組成物はまた、(D)次式により特徴づけられる少な(とも1種の金
属ジチオリン酸ジここで、R1およびR2は、それぞれ独立して、3個〜約13
個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である;Mは金属、モしてnは、Mの
原子価に等しい整数である。
本発明のオイル溶液は、上で同定されたジチオリン酸金属を種々のJIl(例え
ば、このオイル溶液の全重量を基準にして、約0.01重量%〜約5重量%)で
、含有し得る。
式XIのジチオリン酸エステルでは、ヒドロカルビル基R1およびR2は、アル
キル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアルカリール基、または類似構
造の実質的な炭化水素基とされ得る。「実質的な炭化水素」とは、基の炭化水素
的性質を著しく変えないような置換基(例えば、エーテル、エステル、ニトロま
たはハロゲン)を含有する炭化水素を意味する。
例示のアルキル基には、イソプロピル、イソブチル、n−ブチル、5ec−ブチ
ル、種々のアミル基、n−ヘキシル、メチルイソブチル、カルビニル、ヘプチル
、2−エチルヘキシル、ジイソブチル、イソオクチル、ノニル、ベヘニル、デシ
ル、ドデシル、トリデシルなどが包含される。例示のフルキルフェニル基には、
ブチルフェニル、アミルフェニル、ヘプチルフェニル、ブチレンダイマーで置換
されたフェノール、プロピレンテトラマーで置換されたフェノールなどがある。
シクロアルキル基も同様に、有用であり、これらには、主に、シクロヘキシル基
および低級アルキルシクロヘキシル基が包含される。多くの置換された炭化水素
基(例えば、クロロペンチル、ジクロロフェニル、およびジクロロデシル)もま
た、用いられ得る。
そこから本発明で有用な金属塩が調製されるホスホロジチオ酸は、周知である。
ジヒドロカルビルホスホロジチオ酸およびその金属塩、およびこのような酸や塩
を調製する方法の例は、例えば、米国特許東4,263,150号;第4.28
9.635号;第4、308.154号;および第4.417.990号に見い
だされる。これらの特許の内容は、このような開示に関して、ここに援用されて
いる。
このホスホロジチオ酸は、三硫化リンと、アルコールまたはフェノールまたはア
ルコール混合物との反応により、調製される。この反応には、三硫化リン1モル
あたり、4モルのアルコールまたはフェノールの反応が包含される。この反応は
、約り0℃〜約200℃の範囲の温度で行われ得る。それゆえ、01O−ジーn
−へキシルホスホロジチオ酸の調製には、三硫化リンと、4モルのn−ヘキシル
アルコールとを、約100”Cで約2時間反応させることが包含される。硫化水
素が遊離し、残留物は記述の酸である。この酸の金属塩は、金属酸化物と反応さ
せることにより、調製され得る。反応を起こすには、これら2つの反応物を単に
混合し加熱することで充分であり、得られた生成物は、本発明の目的上、充分に
純粋である。
本発明で有用なジチオリン酸ジヒドロカルビルの金属塩には、第■族金属、第■
族金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、鉄、コバルトおよび
ニッケルを含むそれらの壇が包含される。第■族金属、アルミニウム、鉄、スズ
、鉄、コバルト、鉛、モリブデン、マンガン、ニッケルおよび銅は、好ましい金
属のうちにはいる。亜鉛や銅は、特に有用な金属である。゛
本発明で有用なオイル溶液はまた、潤滑剤技術の分野で摩擦調節剤として示され
る少なくとも1種の物質を含有し得る。
種々のアミン、特に、第3級アミンは、効果的な摩擦調節剤でアル。第3級アミ
ン摩擦間節剤の例には、N−脂肪アルキル−N、 N−ジェタノールアミン、N
−脂肪アルキル−N。N−ジェトキシエタノールアミンなどが包含される。この
ような第3級アミンは、脂肪アルキルアミンと、適当なモル数のエチレンオキシ
ドとを反応させることにより、調製され得る。天然に生じる物質(例えば、ココ
ナツツ油および含油アミン)から誘導される第3級アミンは、アルモール(Ar
mour)化学社から、「エトメーン(Ethomeen)Jの商品名で入手で
きる。特定の例には、Ethomeen−C類およびEtho+geen−0類
がある。
イオウ含有化合物(例えば、硫化されたCl2−21脂肪、アル牛ルスルフィド
およびポリスルフィド(ここで、このアルキル基は、1個〜8個の炭素原子を含
有する)、および硫化されたポリオレフィン)はまた、本発明のオイル溶液に含
有され得る。多価アルコールの部分脂肪酸エステルもまた、約5重量%または1
0重量%までの量で、本発明で用いられるオイル溶液に含有され得る。このヒド
ロキシ脂肪酸エステルは、2価アルコールまたは多価アルコールのヒドロキシ脂
肪酸エステル、またはそれらの油溶性のオ牛ジアルキル化された誘導体から選択
される。
この明細書および請求の範囲で用いられる「脂肪酸」との用語は、天然に生じる
植物性または動物性の脂肪またはオイルの加水分解により得られる酸を表す。こ
れらの酸は、通常、約8個〜約22個の炭素原子を含有し、これには、例えば、
カプリル酸、カプロン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール
酸などが含まれる。10個〜22個の炭素原子を含有する酸は、一般に好ましく
、ある実施態様では、16個〜18個の炭素原子を含有する酸が、特に好ましい
。
この部分脂肪酸を調製する際に利用され得る多価アルコールは、2個〜約8個ま
たは10個の水酸基を含有し、さらに一般的には、約2個〜約4個の水酸基を含
有する。適当な多価アルコールのgAIlこは、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ネオベンチレンゲリコール、グリセロール、ペンタエリスリトー
ルなどが包含される。エチレングリコールおよびグリセロールは好ましい。低級
アルコキシ基(例えば、メトキシ基および/またはメトキシ基)を含有する多価
アルコールは、この部分脂肪酸エステルを調製する際に、利用され得る。
多価アルコールの適当な部分脂肪酸エステルには、例えば、グリコールモノエス
テル、グリセロールモノエステルおよびジエステル、およびペンタエリスリトー
ルジエステルおよび/またはトリエステルが包含される。グリセロールの部分脂
肪酸エステルが好ましく、このグリセロールエステルのうち、モノエステル、ま
たはモノエステルとジエステルとの混合物は、しばしば利用される。この多価ア
ルコールの部分脂肪酸エステルは、当該技術分野で周知の方法(例えば、酸とポ
リオールとの直接のエステル化、脂肪酸とエポキシドとの反応など)により、調
製され得る。
この部分脂肪酸エステルは、オレフィン性不飽和を含有するのが一般に好ましく
、このオレフィン性不飽和は、通常、エステルの酸部分にある。さらに、オレフ
ィン性不飽和を含有する天然の脂肪酸(例えば、オレイン酸、オクテン酸、テト
ラデカン酸など)は、このエステルを形成する際に利用され得る。
本発明のオイル溶液で利用される部分脂肪酸エステルは、種々の他の成分(例え
ば、未反応の脂肪酸、完全にエステル化された多価アルコール、および他の物質
)を含有する混合物の成分として、存在し得る。市販の部分脂肪酸エステルは、
しばしば、1種またはそれ以上のこれら成分の混合物、およびグリセロールモノ
エステルおよびジエステルの混合物である。
脂肪およびオイルから脂肪酸のモノグリセリドを調製する1方法は、バーンバー
ン(Birnbaum)の米国特許第2.875.221号に記述されている。
この特許に記述の方法は、グリセロールと脂肪とを反応させて、高い割合のモノ
グリセリドを有する生成物を得る連続方法である。市販のグリセロールエステル
のうちには、少なくとも約30重量%のモノエステル(一般に、約35重量%〜
約65重量%のモノエステル)、約30重量%〜約50重量%のジエステルを含
有するエステル混合物であり、総量の残りの量(一般に、約15%より少ない量
)は、トリエステル、遊離の脂肪酸および他の成分の混合物である。グリセロー
ルの脂肪酸エステルを含む市販の物質の特定の例には、エミリー(Emery)
2421 (エミリーエ業社)、キャップ シティ(Cap City)GMO
(キャピタル社)、DUR−EM 114、DUR−EM GMOなど(ダーキ
ー(Durkee>工業食品社)、およびMAZOL GMOの商標(マゼール
(Mazer)化学社)で同定される種々の物質が包含される。多価アルコール
の部分脂肪酸エステルの他の例は、X。
S、?−クレイ(Markley)著のUn、2版、工部および7部、インター
サイエンス出版(1968年)に見いだされ得る。多価アルコールの非常に多く
の市販の脂肪酸エステルは、マクカッチェオン(McCu tcheon)の
′および°゛ 、ノースアメリカンおよびインターナシラナルの共同出版(1
981年)に、商品名および製造業者が挙げられている。
粘度改良剤もまた、本発明で用いられるオイル溶液(A−2)中に含有され得る
。非常に多くのタイプの粘度改良剤が、当該技術分野で周知であり、それらの多
くは、ラニー(Ranney)の濡」」【旭J(ノイズ データコーポレーショ
ン、1973年)、pp、93〜119に記述されている。例示の粘度改良剤に
は、ポリブテンのような種々のオレフィン性重合体(特に、主として、イソブチ
ン単位を含有するもの);エチレン−プロピレン共重合体;エチレンと他の低分
子量オレフィン(特に、α−オレフィン)との共重合体;エチレン、プロピレン
および種々のジエン(特に、非共役ジエン)の三元共重合体:ポリブタジエン;
水素添加されたスチレン−ブタジェン共重合体;アルキル化されたポリスチレン
:メタクリル酸アルキルの重合体:アル牛しンボリエーテル;およびポリオール
、短鎖のジカルボン酸および1塩基カルボン酸停止剤からu製されるポリエステ
ル(これは、主として、潤滑油が合成エステルである潤滑剤中で、有用である)
が包含される。
分散特性または清浄特性を有する1つのタイプの粘度改良剤は、以下のインター
ポリマーを含む:このインターポリマーは、滴定可能な酸性度を実質的に有さず
、カルボン酸エステル基(この基では、アルコール部分の一部は、少なくとも8
個の脂肪族炭素原子を有し、他の部分は、7個より少ない脂肪族炭素原子を有す
る)を含有し、またカルボニル−ポリアミノ基(この基では、ポリアミノ基は、
1個の第1級アミノ基または第2級アミ7基を有する化合物から誘導される)を
含有する。これらの重合体は、米国特許第3.702.300号に記述され、そ
の内容は、このような記述に関して、ここに包含される。スチレンと無水マレイ
ン酸とをまず共重合させ、続いて、このカルボン酸基の一部を、上記の非常に多
くの炭素原子を有する第1級アルコールの混合物でエステル化し、そして残りの
カルボン酸基を適当なアミンで中和することにより調製されるインターポリマー
が好ましい。米国特許第3.702.300号の作用実施例は、特定の適当な重
合体を例示している。
インシアネートモノマーは、本発明の方法に従って、粗イソシアネート濃縮物と
上記オイル溶液との混合物を高温で加熱することによるインアシネートの製造の
際に、得られる粗インシアネート濃縮物から回収される。それにより、インシア
ネートモノマーは、この濃縮物から蒸留され、回収される。
この残留物は液体であり、これは、加熱装置から容易に除去され、そして焼却に
より処理され得る。このオイル溶液が、イソシアネート濃縮物に加えられないな
ら、イソシアネートの蒸留後に濃縮物から得られる残留物は、スラグ様の残留物
であり、これは、いずれの通常の溶媒にも実質的に不溶な非常に堅い固体である
。このスラグ様の固体は、蒸留装置から除去するのが困難であり、装置から除去
すると、重大な廃棄物の問題点が生じる。
上記のオイル溶液を、蒸留前にイソシアネート濃縮物と混合することにより、高
温にすると、また、蒸留工程が容易となり、その結果、単量体状インシアネート
留出物の収量が増し、液状の残留濃縮物が回収される。
本発明のオイル溶液(A−2)は、いずれの量でも、このインシアネート濃縮物
と混合され得るが、実用的な理由および経済上の理由のために、蒸留を受ける混
合物は、一般に、約70重量%〜約99重量%のイソシアネート濃縮物(A−1
)、および約1重量%〜約30重量%のオイル溶液(A−2)を含有する。さら
に特定すると、80重量部またはそれ以上のインシアネート濃縮物中に20重量
部までのオイル溶液が存在すると、望ましい結果が得られる。
このオイル溶液(A−2)は、主要量の炭化水素油(A−2−a)、および少量
のカルボン酸エステル(A−2−b)および/または上記の中性または塩基性の
金属塩(A−2−e)を含有する。特定の実施態様では、このオイル溶液は、約
0.1重量%〜約20重量%のカルボン酸エステル(A−2−b)、および約0
.1重量%〜約20重量%の少なくとも1種の金属塩(A−2−e)を含有する
。他の実施態様では、このオイル溶液はまた、ジヒドロカルビルジチオリン酸(
A−2−d)の少なくとも1種の金属塩を含有し、該塩の量は、約0.1重量%
〜約10重量%の範囲とされ得る。上記の他の添加剤はまた、必要に応じて、こ
のオイル溶液(A−2)に含有され得る。
粗イソシソアネート濃縮物およびオイル溶液の混合物は、イソシアネートモノマ
ーをこの混合物から蒸留するのに充分に高い温度まで、この混合物を加熱するこ
とにより、蒸留される。蒸留を容易にし温度を下げるために、この蒸留は、好ま
しくは、減圧下で行われる。蒸留温度は、混合物のいずれの他の成分をも蒸留す
ることなく、このインシアネートモノマーを効果的に蒸留するために、制御され
る。それゆえ、このオイル溶液中で用いられる炭化水素油(A−2−a)、およ
びこのオイル溶液の成分中に含有される他の溶媒は、この濃縮物中のイソシアネ
ートモノマーの沸点より高い初留点を有するべきである。それゆえ、1実施態様
では、粗トリレンジイソシアネート濃縮物を含有する混合物を形成する際に利用
される炭化水素油は、10 mm、Bg、で少なくとも約200’Cの初留点を
有するものとして、特徴づけられる。このトリレンジイソシアネートの沸点は、
10 mm、Hg、で約120℃である。
以下の実施例は、本発明で有用なオイル溶液を例示する。
二盃互1jユ■ 11里案ILL
シチゴ(C4tgo>350中性油
(沸点349℃)94
実施例E−1のカルボン酸エステル 5実施例S−1の塩基
性スルホン酸ナトリウム lK血匠l
鉱油(Citgo 350中性油)90実施例E−1のカルボン酸エステル
5実施例S−2のナトリウム塩 4プ
ロピレンテトラマーで置換した
フェノールから調製したジチオリン酸
亜鉛(これは、3,6%の亜鉛、3,2%のリンおよび27%のオイルを含有す
る) 1宜JLLL
Citgo 350中性油 94実施例E−1
2のカルボン酸エステル 5塩基性アルキルベンゼンスルホン
酸
カルシウム(これは、44%のオイル、15.5%のカルシウムを含有し、
20の金属比を有する) 1L血皿土
鉱油(CHgo 350中性油)90
実施例E−12のカルボン酸エステル 5実施例S−2のナト
リウム塩 4塩基性アルキルベンゼンスルホン酸
カルシウム(これは、44%のオイル、15.5%のカルシウムを含有し、
20の金属比を有する)
K皿史旦
Citgo 350中性油
実m例E−12のカルボン酸エステル
塩基性アルキルベンゼンスルホン酸
マグネシウム(これは、32%のオイルを含有し、14.7の金属比を有する)
K血且立
Citgo 350中性油
実施例E−12のカルボン酸エステル
塩基性アルキルベンゼンスルホン酸
カルシウム(これは、44%のオイル、15.5%のカルシウムを含有し、
20の金属比を有する)
プロピレンテトラマーで置換された
フェノールから調製したジチオリン酸
亜鉛(これは、3.6%の亜鉛、3.2%のリンおよび27%のオイルを含有す
る)
本発明の方法は、以下の実施例により例示される。
実施例A
シンクロヘキシルメタン(これは、対応するビス(アミノシクロヘキシル)メタ
ンの0−ジクロロベンゼン中でのホスゲン化により、得られる)75部、および
実施例1のオイル溶液25部を含有する混合物を、蒸留装置に充填する。この混
合物を、O,Sm+o、で150℃の温度まで加熱する。この混合物から単量体
状インシアネートを蒸留し、集める。蒸留割合が無視できるようになると、反応
容器中の残留物を100℃まで冷却し、ポンプ上げ可能な液体として回収する。
実施例B
イソシアネート濃縮物を、実施例3の溶液25部と混合すること以外は、実施例
Aの方法を繰り返す。
実施例に
の実施例で用いる濃縮物が、2.4−ジアミノトルエンのホスゲン化により得ら
れるトリレンジイソシアネート濃縮物であること以外は、実施例Aの方法を繰り
返す。
実施例D
インシアネート濃縮物が、2.4−ジアミノトルエン80部および2.6−ジア
ミノトルエン20部を含有する混合物のホスゲン化により得られるトリレンジイ
ソシアネート混合物であること以外は、実施例A′CI)方法を繰り返す。
実施例E
インシアネート濃縮物が、2.4−ジアミノトルエン1モルとホスゲン2モルと
の反応により得られる濃縮物であり、オイル溶液が実施例3の溶液であること以
外は、実施例Aの方法を繰り返す。
実施例F
用いられるオイル溶液が、実施例6の溶液であること以外は、実施例Eの方法を
繰り返す。
本発明は、その好ましい実施態様に関して説明しているものの、それらの種々の
変更は、この明細書を読めば、当業者に明らかなことが理解されるべきである。
従って、ここで開示の発明は、添付の請求の範囲の範囲内に入るようなこれらの
変更を含むべく意図されていることが理解されるべきである。
国際調査報告
le−w ◆間1^−−・taIゆNMt)r〒/IICCIO/^no1=国
際調査報告
Claims (72)
- 1.イソシアネートを生成する際に形成されそして揮発性イソシアネートモノマ ーおよび副生成物を含むイソシアネート濃縮物から、イソシアネートモノマーを 分離し回収する方法であって、以下の工程(A)および(B)を包含する:(A )(A−1)該イソシアネート濃縮物と、(A−2)以下の(A−2−a)およ び(A−2−b)を含むオイル溶液とを含有する混合物を調製すること: (A−2−a)主要量の炭化水素油、および(A−2−b)少量の、少なくとも 1種の無灰分分散剤;および (B)該混合物を高温に加熱し、それによって、液状残留物を残してイソシアネ ートモノマーを蒸留し回収すること。
- 2.請求項1の方法であって、工程(A)で調製した前記混合物は、約70重量 部〜約99重量部の前記イソシアネート濃縮物(A−1)、および約1重量部〜 30重量部の前記オイル溶液(A−2)を含有する。
- 3.請求項1の方法であって、前記炭化水素油(A−2−a)は、10mmHg で少なくとも約200℃の初留点を有する潤滑油または燃料油である。
- 4.請求項1の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、脂肪族アミン、脂 環族アミン、芳香族アミンまたは混合した脂肪族−芳香族アミンとホスゲンとの 反応により得られる。
- 5.請求項1の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、芳香族ジアミンと ホスゲンとの反応により得られる。
- 6.請求項1の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、2,4−または2 ,6−トリレンジイソシアネートを含有する濃縮物である。
- 7.請求項1の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、少なくとも約70 重量%の前記炭化水素油を含有する。
- 8.請求項1の方法であって、前記(A−2−b)の無灰分分散剤は、カルボン 酸分散剤、アミン分散剤、マンニッヒ分散剤、カルボン酸分散剤、アミン分散剤 、またはマンニッヒ分散剤を処理して得られる生成物、または、高分子分散剤で ある。
- 9.請求項1の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は約0.1〜約20重 量%の少なくとも1種のカルボン酸エステル(A−2−b)をさらに含有する。
- 10.請求項1の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は以下の(A−2− c)をさらに含有する: (A−2−c)少量の、少なくとも1種の酸性有機化合物の少なくとも1種の中 性または塩基性アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩。
- 11.請求項10の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、少なくとも1 種の金属塩(A−2−c)を約0.1重量%〜約20重量%で含有する。
- 12.請求項10の方法であって、前記(A−2−c)の酸性有機化合物はイオ ウ含有酸、カルボン酸、リン含有酸、フェノール、またはそれらの混合物である 。
- 13.請求項10の方法であって、前記(A−2−c)の酸性有機化合物は有機 スルホン酸または有機カルボン酸の少なくとも1種である。
- 14.請求項10の方法であって、前記金属塩(A−2−c)は少なくとも1種 の有機カルボン酸またはスルホン酸の中性または塩基性アルカリ土類金属塩であ る。
- 15.請求項1の方法であって、前記オイル溶液(A−2)はまた、(A−2− d)ジヒドロカルピルジチオリン酸の少なくとも1種の金属塩を少量で含有し、 ここで、該金属は、第II族金属、アルミニウム、スズ、鉄、コバルト、鉛、モ リブデン、マンガン、二ッケルまたは銅である。
- 16.請求項15の方法であって、前記金属塩は亜鉛塩である。
- 17.請求項1の方法であって、前記混合物は、工程(B)にて、工程(A)で 調製した混合物からイソシアネートモノマーを蒸留するのに効果的な減圧下で、 高温まで加熱される。
- 18.請求項1の方法であって、前記少なくとも1種の無灰分分散剤(A−2− b)は以下の(A−2−b−1)および(A−2−b−2)を反応させることに より得られる: (A−2−b−1)少なくとも1種の置換コハク酸アシル化剤、(A−2−b− 2)以下の一般式(I)の少なくとも1種のアルコール: R1(OH)m(I) ここで、R1は、炭素結合を介してOH基に結合した1価または多価の有機基で あり、そしてmは、1〜約10の整数である。
- 19.請求項18の方法であって、工程(A)において調製される前記混合物は 約70〜約99重量部のイソシアネート濃縮物(A−1)および約1〜30重量 部の油組成物(A−2)を含有する。
- 20.請求項18の方法であって、前記炭化水素油(A−2−a)は、10mm Hgで少なくとも約200℃の初留点を有する潤滑油または燃料油である。
- 21.請求項18の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は脂肪族アミン、 脂環族アミン、芳香族アミンまたは混合した脂肪族−芳香族アミンとホスゲンと を反応させることにより得られる。
- 22.請求項18の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は芳香族ジアミン とホスゲンとを反応させることにより得られる。
- 23.請求項18の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、2,4−また は2,6−トリレンジイソシアネートを含有する濃縮物である。
- 24.請求項18の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は少なくとも約7 0重量%の炭化水素油を含有する。
- 25.請求項18の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、約0.1重量 %〜約20重量%の少なくとも1種のカルボン酸エステル(A−2−b)を含有 する。
- 26.請求項18の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は以下の(A−2 −c)をさらに含有する: (A−2−c)少量の、少なくとも1種の酸性有機化合物の少なくとも1種の中 性または塩基性アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩。
- 27.請求項26の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、約0.1重量 %〜約20重量%の少なくとも1種の金属塩(A−2−c)を含有する。
- 28.請求項18の方法であって、前記置換コハク酸エステルアシル化剤(A− 2−b−1)は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、該置換基はポリア ルケンから誘導される。
- 29.請求項28の方法であって、前記置換基は2〜約16個の炭素原子の末端 オレフィンのホモポリマーまたはインターポリマーからなる群から選択される1 種以上のポリアルケンから誘導される;ただし、該インターポリマーは必要に応 じて6個までの炭素原子の内部オレフィンから誘導されるポリマー単位を最大約 25%含有し得る。
- 30.請求項28の方法であって、前記置換基は、ポリプテン、エチレン−プロ ピレン共重合体、ポリプロピレン、およびこれらの2種以上の混合物からなる群 から選択される。
- 31.請求項28の方法であって、前記置換基は少なくとも約8個の炭素原子を 含有する。
- 32.請求項28の方法であって、前記置換基は少なくとも約700の数平均分 子量を有する。
- 33.請求項18の方法であって、式Iのアルコールは、ネオペンチルアルコー ル、エチレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール 、ポリ(オキシアルキレン)グリコールのモノアルキルエーテルまたはモノアリ ールエーテル、またはそれらのいずれかの混合物である。
- 34.請求項18の方法であって、前記置換コハク酸アシル化剤(A−2−b− 1)は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、該置換基はポリアルケンか ら誘導され、該ポリアルケンは、約1300〜約5000のMn値および約1. 5〜約4.5のMW/Mn値により特徴づけられ、該アシル化剤は、置換基の1 当量あたり、少なくとも約1.3個のコハク酸基がその構造内に存在することに より、特徴づけられる。
- 35.請求項18の方法であって、前記アシル化剤と前記アルコールとの反応に より調製される前記カルボン酸エステル(A−2−b)は、少なくとも1個のH H<基を含有する少なくとも1種のアミン(A−2−b−3)とさらに反応に供 される。
- 36.請求項35の方法であって、前記アミンはアルキレンポリアミンである。
- 37.請求項26の方法であって、(A−2−c)の前記酸性有機化合物は、イ オウ含有酸、カルボン酸、リン含有酸、フェノール、またはそれらの混合物であ る。
- 38.請求項26の方法であって、(A−2−c)の前記酸性有機化合物は、少 なくとも1種の有機スルホン酸またはカルボン酸である。
- 39.請求項25の方法であって、前記金属塩(A−2−c)は、有機カルボン 酸またはスルホン酸の少なくとも1種の中性または塩基性のアルカリ土類金属塩 である。
- 40.請求項18の方法であって、前記オイル溶液(A−2)はまた、(A−2 −d)ジヒドロカルビルジチオリン酸の少なくとも1種の金属塩を少量で含有し 、ここで、該金属は、第II族金属、アルミニウム、スズ、鉄、コバルト、鉛、 モリブデン、マンガン、ニッケルまたは銅である。
- 41.請求項40の方法であって、前記金属塩は亜鉛塩である。
- 42.請求項18の方法であって、前記混合物は、工程(B)にて、工程(A) で調製した混合物からイソシアネートモノマーを蒸留するのに効果的な減圧下で 、高温まで加熱される。
- 43.脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族アミンまたは混合した脂肪族−芳香 族アミンとホスゲンとを反応させることにより得られそして揮発性イソシアネー トモノマーおよび副生成物を含むイソシアネート濃縮物から、イソシアネートモ ノマーを分離し回収する方法であって、以下の工程(A)および(B)を包含す る: (A)(A−1)少なくとも約70重量%の該イソシアネート濃縮物と、(A− 2)約1重量%〜約30重量%の、以下の(A−2−a)、(A−2−b)およ び(A−2−c)を含むオイル溶液とを含有する混合物を調製すること: (A−2−a)主要量の、該イソシアネートモノマーの沸点以上の沸点を有する 炭化水素油、 (A−2−b)少量の、以下の(A−2−b−1)と(A−2−b−2)とを反 応させることにより得られる少なくとも1種のカルボン酸エステル: (A−2−b−1)少なくとも1種の置換コハク酸アシル化剤、(A−2−b− 2)以下の一般式(I)の少なくとも1種のアルコール: R1(OH)m(I) ここで、R1は、炭素結合を介してOH基に結合した1価または多価の有機基で あり、そしてmは、1〜約10の整数である、および (A−2−c)少量の、少なくとも1種の酸性有機化合物の少なくとも1種の中 性または塩基性のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩:および (B)該混合物を高温に加熱し、それによって、液状残留物を残してイソシアネ ートモノマーを蒸留し回収すること。
- 44.請求項43の方法であって、前記炭化水素油(A−2−a)は、10mm Hgで少なくとも約200℃の初留点を有する潤滑油または燃料油である。
- 45.請求項43の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、芳香族アミン とホスゲンとの反応により得られる。
- 46.請求項43の方法であって、前記イソシアネート濃縮物は、2.4−また は2.6−トリレンジイソシアネートを含有する濃縮物である。
- 47.請求項43の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、約0.1重量 %〜約20重量%の少なくとも1種のカルボン酸エステル(A−2−b)、およ び約0.1重量%〜約20重量%の少なくとも1種の金属塩(A−2−c)を含 有する。
- 48.請求項43の方法であって、前記置換コハク酸エステルアシル化剤(A− 2−b−1)は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、該置換基は、少な くとも8個の炭素原子を含有するポリアルケンから誘導される。
- 49.請求項48の方法であって、前記置換基は、以下からなる群から選択され た構成要素から誘導される:ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ プロピレン、およびこれらのいずれかの2種またはそれ以上の混合物。
- 50.請求項48の方法であって、前記置換基は、少なくとも約7000の数平 均分子量を有する。
- 51.請求項43の方法であって、式Iのアルコールは、ネオペンチルアルコー ル、エチレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール 、ポリ(オキシアルキレン)グリコールのモノアルキルエーテルまたはモノアリ ールエーテル、またはそれらのいずれかの混合物である。
- 52.請求項43の方法であって、前記置換コハク酸アシル化剤(A−2−b− 1)は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、該置換基はポリアルケンか ら誘導され、該ポリアルケンは、約1300〜約5000のMn値および約1. 5〜約4.5のMW/Mn値により特徴づけられ、該アシル化剤は、置換基の1 当量あたり、少なくとも約1.3個のコハク酸基がその構造内に存在することに より、特徴づけられる。
- 53.請求項43の方法であって、前記アシル化剤と前記アルコールとの反応に より調製された前記カルボン酸エステル(A−2−b)は、(A−2−b−3) 少なくとも1個のHN<基を含有する少なくとも1種のアミンとさらに反応に供 される。
- 54.請求項53の方法であって、前記アミンはアルキレンポリアミンである。
- 55.請求項43の方法であって、(A−2−c)の前酸性有機化合物は、イオ ウ含有酸、カルボン酸、リン含有酸、フェノール、またはそれらの混合物である 。
- 56.請求項43の方法であって、(A−2−c)の前記酸性有機化合物は、少 なくとも1種の有機スルホン酸またはカルボン酸である。
- 57.請求項43の方法であって、前記金属塩(A−2−c)は、有機カルボン 酸またはスルホン酸の少なくとも1種の中性または塩基性のアルカリ土類金属塩 である。
- 58.請求項57の方法であって、前記オイル溶液(A−2)はまた、(A−2 −d)ジヒドロカルビルジチオリン酸の少なくとも1種の金属塩を少量で含有し 、ここで、該金属は、第II族金属、アルミニウム、スズ、鉄、コバルト、鉛、 モリブデン、マンガン、ニッケルまたは銅である。
- 59.請求項58の方法であって、前記金属塩は亜鉛塩である。
- 60.ジアミノトルエンとホスゲンとの反応により得られるトリレンジイソシア ネート濃縮物からトリレンジイソシアネートモノマーを分離し回収する方法であ って、以下の工程(A)および(B)を包含する: (A)(A−1)主要量の該イソシアネート濃縮物と、(A−2)少量の、以下 の(A−2−a)、(A−2−b)および(A−2−c)を含むオイル溶液とを 含有する混合物を調製すること: (A−2−a)主要量の炭化水素油、 (A−2−b)約0.1重量%〜約20重量%の、以下の(A−2−b−1)と (A−2−b−2)とを反応させることにより得られる少なくとも1種のカルボ ン酸エステル: (A−2−b−1)少なくとも1種の置換コハク酸アシル化剤、(A−2−b− 2)以下の一般式(I)の少なくとも1種の多価アルコール: R1(OH)m(I) ここで、R1は、炭素原子を介してOH基に結合した1価または多価の有機基で あり、そしてmは、2〜約10の整数である、および (A−2−c)約0.1重量%〜約20重量%の、少なくとも1種の有機カルボ ン酸またはスルホン酸の少なくとも1種の中性または塩基性のアルカリ金属塩ま たはアルカリ土類金属塩:および (B)(A)で調製した混合物を、減圧下で高温まで加熱し、それにより、蒸留 によってトリレンジイソシアネートモノマーを除去し、液状残留物を残して回収 すること。
- 61.請求項60の方法であって、ホスゲンと反応に供される前記ジアミノトル エンは、2,4 −ジアミノトルエン、2,6−ジア ミノトルエン、またはそれらの混合物である。
- 62.請求項60の方法であって、前記炭化水素油(A−2−a)は、10mm Hgで少なくとも約200℃の沸点を有する潤滑油または燃料油である。
- 63.請求項60の方法であって、前記オイル溶液(A−2)は、少なくとも約 70重量%の前記炭化水素油を含有する。
- 64.請求項60の方法であって、前記置換コハク酸エステルアシル化剤(A− 2−b−1)は、置換基およびコハク酸基からなり、該置換基は、少なくとも7 00の数平均分子量を有することで特徴づけられるポリアルケンから誘導される 。
- 65.請求項64の方法であって、前記置換基は、以下からなる群から選択され た構成要素から誘導される:ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ プロピレン、およびこれらのいずれかの2種またはそれ以上の混合物。
- 66.請求項60の方法であって、式Iのアルコールは、ネオペンチルアルコー ル、エチレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール 、ポリ(オキシアルキレン)グリコールのモノアルキルエーテルまたはモノアリ ールエーテル、またはそれらのいずれかの混合物である。
- 67.請求項60の方法であって、前記置換コハク酸アシル化剤(A−2−b− 1)は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、該置換基はポリアルケンか ら誘導され、該ポリアルケンは、約1300〜約5000のMn値および約1. 5〜約4.5のMW/Mn値により特徴づけられ、該アシル化剤は、置換基の1 当量あたり、少なくとも約1.3個のコハク酸基がその構造内に存在することに より、特徴づけられる。
- 68.請求項50の方法であって、(A−2−c)の前記酸性有機化合物は、少 なくとも1個の有機スルホン酸である。
- 69.請求項60の方法であって、前記金属塩(A−2−c)は、有機カルボン 酸またはスルホン酸の少なくとも1種の中性または塩基性のアルカリ土類金属塩 である。
- 70.請求項60の方法であって、前記オイル溶液(A−2)はまた、(A−2 −d)ジヒドロカルビルジチオリン酸の少なくとも1種の金属塩を少量で含有し 、ここで、該金属は、第II族金属、アルミニウム、スズ、鉄、コバルト、船、 モリブデン、マンガン、ニッケルまたは銅である。
- 71.請求項70の方法であって、前記金属塩は亜鉛塩である。
- 72.請求項60の方法であって、前記混合物は、工程(B)にて、工程(A) で調製した混合物からイソシアネートモノマーを蒸留するのに効果的な減圧下で 、高温まで加熱される。
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