JPH11349974A - グリ―ス組成物 - Google Patents

グリ―ス組成物

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JPH11349974A
JPH11349974A JP11140861A JP14086199A JPH11349974A JP H11349974 A JPH11349974 A JP H11349974A JP 11140861 A JP11140861 A JP 11140861A JP 14086199 A JP14086199 A JP 14086199A JP H11349974 A JPH11349974 A JP H11349974A
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JP
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grease
group
carbon atoms
acid
sulfur
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Edward J Konzman
ジェイ. コンズマン エドワード
W Wiggins Gary
ダブリュー. ウィギンズ ゲリー
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Lubrizol Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ASTM方法D−2265により測定したと
き、上昇した滴点を有する金属石鹸増粘化ベースグリー
スを提供すること。 【解決手段】 単純金属石鹸増粘化グリース、錯体グリ
ースおよび失敗錯体グリースからなる群から選択される
主要量のオイルベースの金属石鹸増粘化ベースグリース
は、少なくとも1種のイオウおよびリン含有組成物、有
機酸のオーバーベース化金属塩、亜リン酸ヒドロカルビ
ル、および脂肪族基置換カルボン酸またはそれらの無水
物を、該ベースグリースの滴点をASTM手順D−22
65で測定したとき少なくとも約15℃上昇させるのに
充分な量で含有し、ここで、該脂肪族基は、少なくとも
約12個の炭素原子を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、グリース組成物に
関する。さらに特定すると、本発明は、以下で詳細に記
載の一定成分を添加することにより、ASTM方法D−
2265により測定したとき、滴点(dropping
point)が上昇する金属石鹸増粘化ベースグリー
スに関する。
【0002】
【従来の技術】摩擦を低減するという人類の必要性は、
古代に遡る。紀元前1400年の昔には、荷馬車の車軸
摩擦を低減する際に、羊脂および牛脂(獣脂)の両方を
使用した。
【0003】1800年代半ばまで、潤滑剤は、依然と
して、羊脂および牛脂が主であり、あるタイプの植物油
が少し普及していた。しかしながら、1859年に、コ
ロネル ドレイク(Colonel Drake)は、
最初の油井を掘った。この時期以来、グリースを含めた
ほとんどの潤滑剤は、石油(「鉱物性」)オイルをベー
スにしてきたが、現在、合成油ベースの潤滑剤が特殊な
用途に用いられている。
【0004】Lubricating Grease
Guide、C 1994(アメリカ合衆国、ミズーリ
州、カンザスシティのNational Lubric
ating Grease Instituteから入
手できる)には、種々のタイプの増粘剤を含めたグリー
スが詳細に記述されている。このような増粘剤には、単
純金属石鹸グリース、錯体(complex)金属塩−
金属石鹸グリースおよび非石鹸増粘化グリースが挙げら
れる。
【0005】単純金属石鹸増粘化グリースは、典型的な
性能を提供する。しかしながら、ある条件下では、AS
TM方法D−2265で測定した滴点を上昇させる必要
がある。
【0006】ベースグリースの滴点を上昇させる一つの
方法は、単純金属石鹸グリースに、ある種の酸(典型的
には、酢酸、α−ωジカルボン酸、およびある種の芳香
族酸のようなカルボン酸)を混合することにより、錯体
グリースに転化することである。このプロセスは、必然
的にかなりの時間を費やし、その結果、生産性が低下す
る。それにもかかわらず、錯体グリースは、非常に望ま
しい特性を与え、そして広く用いられている。しばし
ば、錯化は起こらず、グリースは、対応する単純石鹸グ
リースの特性を実質的に保持している。このようなグリ
ースは、本明細書中では、失敗錯体グリース(fail
ed complex grease)と称する。錯体
形成に失敗する理由は、よく理解されていない。
【0007】ドナー(Doner)らは、一連の米国特
許、特に以下の米国特許にて、広範囲の種類のホウ素含
有化合物を使用することにより、金属塩増粘化ベースグ
リースの増粘性が増すことを教示している: 5,084,194 5,068,045 4,961,868 4,828,734 4,828,732 4,781,850 4,780,227 4,743,386 4,655,948 4,600,517 4,582,617 ホウ素含有化合物と共に使用することが考慮される他の
添加剤には、リンおよびイオウ含有物質、特にジチオリ
ン酸亜鉛がある。
【0008】O,O'−ジヒドロカルビルホスホロジチ
オ酸とエポキシドとの反応生成物は、アセッフ(Ass
eff)により米国特許第3,341,633号に記述
されている。これらの生成物は、ギア潤滑剤添加剤とし
て、また潤滑剤添加剤を製造するための中間体として記
述されている。
【0009】米国特許第3,197,405号(レシュ
アー(LeSuer))は、ホスホロチオ酸のヒドロキ
シ置換トリエステルと無機リン試薬との反応により酸性
中間体を形成し、そして該酸性中間体のかなりの部分を
アミンで中和することにより調製した、リンおよび窒素
含有組成物を記述している。これらの組成物は、潤滑剤
添加剤として記述されている。
【0010】米国特許第4,410,435号(ナカ
(Naka)ら)は、基油、12個〜24個の炭素原子
を有する脂肪酸、4個〜12個の炭素原子を有するジカ
ルボン酸および/またはジカルボン酸エステルおよび水
酸化リチウムを含有し、リン酸エステルおよび/または
亜リン酸エステルで増粘化したリチウム錯体グリースを
教示している。
【0011】米国特許第5,256,321号(Tod
d)は、主要量のオイルベースの単純金属石鹸増粘化ベ
ースグリース、およびこのベースグリースの滴点を上昇
させるための少量のリンおよびイオウ含有組成物を含有
する、改良されたグリース組成物に関する。
【0012】米国特許第第5,236,320号(To
ddら)は、リンおよびイオウ含有組成物、有機酸のオ
ーバーベース化金属塩および亜リン酸ヒドロカルビルを
含有する、改良されたグリース組成物に関する。
【0013】米国特許第5,362,409号(Wig
ginsら)は、錯体グリースおよび失敗錯体グリース
からなる群から選択される改良されたグリース組成物に
関し、この組成物は、リンおよびイオウ含有組成物を、
単独でまたは有機酸のオーバーベース化金属塩および亜
リン酸ヒドロカルビルと共に含有する。
【0014】米国特許第5,472,626号は、12
−ヒドロキシステアリン酸リチウムカルシウムを含有す
る潤滑グリース組成物を記述している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】滴点改良添加剤に対す
るベースグリースの応答は、しばしば、このグリースを
調製するのに使用するオイルの粘度指数に依存してお
り、低粘度指数オイルおよび中粘度指数オイルは、比較
的低い応答性であることが発見された。また、滴点改良
添加剤に対するベースグリースの応答は、しばしば、ベ
ースグリースが調製される方法に依存しており、大気に
開放された装置で調製されたグリースは、閉鎖系で調製
されたグリースよりも、滴点改良添加剤に対する応答性
が低いことも発見された。
【0016】本発明は、この問題を検討し解決する。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の組成物は、単純
金属石鹸増粘化グリース、錯体グリースおよび失敗錯体
グリースからなる群から選択される主要量のオイルベー
スの金属石鹸増粘化ベースグリース、および以下の
(A)、(B)、(C)および(D)を含有する、改良
されたグリース組成物である: (A)約0.25重量%から約10重量%の有機酸のオ
ーバーベース化金属塩; (B)約0.25重量%から約5重量%の、以下の(B
−1)、(B−2)、(B−3)および(B−4)から
なる群から選択されるリンおよびイオウ含有組成物: (B−1)次式により表される化合物:
【0018】
【化9】
【0019】ここで、各X1、X2、X3およびX4は、独
立して、酸素またはイオウであるが、但し、少なくとも
1個はイオウであり、各aおよびbは、独立して、0ま
たは1であり、そして、ここで、各R1、R2およびR3
は、独立して、水素、ヒドロカルビル、または次式の基
であり:
【0020】
【化10】
【0021】ここで、各R4およびR5は、独立して、水
素またはヒドロカルビルであるが、但し、R4およびR5
の少なくとも1個はヒドロカルビルであり、R6はアル
キレン基またはアルキリデン基であり、各aおよびb
は、独立して、0または1であり、そして各X5、X6
7およびX8は、独立して、酸素またはイオウである
か、あるいは式−R6OHの基であって、ここで、R
6は、アルキレン基またはアルキリデン基である; (B−2)少なくともR3が水素のときの(B−1)の
アミン塩またはアンモニウム塩; (B−3)次式により表わされる化合物:
【0022】
【化11】
【0023】ここで、各R7、R8およびR9は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、少な
くとも1個はヒドロカルビルであり、そして各X9、X
10およびX11は、酸素またはイオウであるが、但し、少
なくとも1個はイオウである;および(B−4)(B−
1)から(B−3)のうちの2種またはそれ以上の混合
物; (C)約0.25重量%から約5重量%の亜リン酸ヒド
ロカルビル;および (D)約0.025重量%から約2重量%の脂肪族基置
換カルボン酸またはそれらの無水物であって、ここで、
該脂肪族基は、少なくとも約12個の炭素原子を含有
し、ここで、該ベースグリースの滴点は、ASTM手順
D−2265で測定したとき、少なくとも約15℃上昇
する。
【0024】1つの実施態様では、前記ベースグリース
が、開放グリースケトル中で調製した単純金属石鹸増粘
化グリースである。
【0025】1つの実施態様では、前記ベースグリース
が、連続グリースプロセッサ中で調製した単純金属石鹸
増粘化グリースである。
【0026】1つの実施態様では、前記ベースグリース
が、接触器中の単純金属石鹸増粘化グリースである。
【0027】1つの実施態様では、前記組成物が、26
0℃より高い滴点を有し、前記ベースグリースが、26
0℃未満の滴点を有し、ここで、該滴点が、ASTM手
順D−2265により測定される。
【0028】1つの実施態様では、前記ベースグリース
が、中粘度指数オイルをベースにした単純金属石鹸増粘
化ベースグリースである。
【0029】1つの実施態様では、前記金属石鹸の金属
が、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウ
ムである。
【0030】1つの実施態様では、前記金属石鹸の金属
が、リチウムである。
【0031】1つの実施態様では、前記金属石鹸の金属
が、バリウム、カルシウムおよびマグネシウムからなる
群から選択されるアルカリ土類金属である。
【0032】1つの実施態様では、前記金属石鹸が、C
8〜C24ヒドロキシ置換モノカルボン酸である。
【0033】1つの実施態様では、前記オーバーベース
化金属塩(A)が、アルカリ金属、亜鉛、ならびにカル
シウム、マグネシウムおよびバリウムからなる群から選
択されるアルカリ土類金属の、(A−1)少なくとも約
8個の炭素原子を含有するカルボン酸塩、(A−2)少
なくとも約12個の炭素原子を含有する1個または2個
のアルキル置換基を有するアルキルベンゼンスルホン酸
塩および(A−3)そのアルキル置換基またはアルケニ
ル置換基が少なくとも約8個の炭素原子を含有するアル
キル置換またはアルケニル置換フェネート(phena
te)からなる群から選択される。
【0034】1つの実施態様では、前記オーバーベース
化カルボン酸金属塩(A−1)が、アルキル置換または
アルケニル置換サリチル酸カルシウムであり、ここで、
該置換基が、約12個〜約50個の炭素原子を含有す
る。
【0035】1つの実施態様では、前記リンおよびイオ
ウ含有組成物が、(B−1)であり、X1、X2およびX
3の1個が、イオウであり、その残りが、酸素であり、
aおよびbが、それぞれ、1であり、各R1およびR
2が、独立して、水素または
【0036】
【化12】
【0037】であり、そしてR3が、水素である。
【0038】1つの実施態様では、前記リンおよびイオ
ウ含有組成物が、前記アンモニウム塩またはアミン塩
(B−2)であり、そしてaおよびbが、それぞれ、1
である。
【0039】1つの実施態様では、前記リンおよびイオ
ウ含有組成物が、前記化合物(B−3)である。
【0040】1つの実施態様では、前記亜リン酸ヒドロ
カルビルが、亜リン酸ジヒドロカルビル水素であり、各
ヒドロカルビル基が、独立して、1個〜約30個の炭素
原子を含有する。
【0041】1つの実施態様では、(D)が、ポリオレ
フィン置換コハク酸もしくはその無水物、またはそれら
のエステル酸もしくはラクトン酸であり、該置換基が、
約12個〜約300個の炭素原子を含有する。
【0042】1つの実施態様では、前記リンおよびイオ
ウ含有組成物が、(B−1)であり、R1およびR2の少
なくとも1個が、水素または
【0043】
【化13】
【0044】であるが、但し、少なくともR3が、水素
であり、各R4およびR5が、独立して、約2個〜約12
個の炭素原子を有するアルキル基であり、そしてR
6が、約2個〜約6個の炭素原子を有するアルキレン基
である。
【0045】1つの実施態様では、(A)が、3から約
20の金属比を有するオーバーベース化アルキルサリチ
ル酸カルシウムであり、(B)が、ホスホロジチオ酸
(ここで、R4およびR5のそれぞれが、独立して、3個
から約12個の炭素原子を有する脂肪族基、または6個
から約12個の炭素原子を含有する芳香族基である)
と、2個から約4個の炭素原子を有するエポキシドとを
反応させ、次いで、約2.5から約3.5モルの該ホス
ホロジチオ酸−エポキシド反応生成物と、約1モルの五
酸化リンとを反応させ、次いで、少なくとも約50%の
該酸性混合物を、約8個から約16個の炭素原子を有す
るアルキルアミンで中和することにより、調製される組
成物であり、(C)が、亜リン酸ジアルキルであって、
ここで、各R 10およびR11が、独立して、約3個から約
8個の炭素原子を含有し、そして(D)が、そのポリイ
ソブチレン置換基中に約30個から約100個の炭素原
子を含有するポリイソブチレン置換無水コハク酸であ
り、そしてここで(A)が、約0.25重量%〜約10
重量%の範囲の量で存在し、そして(B)および(C)
が、それぞれ独立して、約0.25重量%〜約5重量%
の範囲の量で存在し、そして(D)が、約0.025重
量%〜約2重量%の範囲の量で存在し、ここで、前記ベ
ースグリースの滴点が、ASTM手順D−2265で測
定したとき、少なくとも約50℃上昇する。
【0046】1つの実施態様では、前記アルキルアミン
が、第三級アルキル第一級アミンである。
【0047】本発明の方法は、単純金属石鹸グリース、
錯体グリースおよび失敗錯体グリースからなる群から選
択されるオイルベースの金属石鹸増粘化ベースグリース
の滴点を、ASTM手順D−2265で測定したとき、
少なくとも約15℃上昇させる方法であって、該方法
は、該ベースグリースに、以下の(A)、(B)、
(C)および(D)を配合(incorporate)
する工程を包含する: (A)約0.25重量%から約10重量%の有機酸のオ
ーバーベース化金属塩; (B)約0.25重量%から約5重量%の、以下の(B
−1)、(B−2)、(B−3)および(B−4)から
なる群から選択されるリンおよびイオウ含有組成物: (B−1)次式により表される化合物:
【0048】
【化14】
【0049】ここで、各X1、X2、X3およびX4は、独
立して、酸素またはイオウであるが、但し、少なくとも
1個はイオウであり、各aおよびbは、独立して、0ま
たは1であり、そして、ここで、各R1、R2およびR3
は、独立して、水素、ヒドロカルビル、または次式の基
であり:
【0050】
【化15】
【0051】ここで、各R4およびR5は、独立して、水
素またはヒドロカルビルであるが、但し、R4およびR5
の少なくとも1個はヒドロカルビルであり、R6はアル
キレン基またはアルキリデン基であり、各aおよびb
は、独立して、0または1であり、そして各X5、X6
7およびX8は、独立して、酸素またはイオウである
か、あるいは式−R6OHの基であって、ここで、R
6は、アルキレン基またはアルキリデン基である; (B−2)少なくともR3が水素のときの(B−1)の
アミン塩またはアンモニウム塩; (B−3)次式により表わされる化合物:
【0052】
【化16】
【0053】ここで、各R7、R8およびR9は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、少な
くとも1個はヒドロカルビルであり、そして各X9、X
10およびX11は、酸素またはイオウであるが、但し、少
なくとも1個はイオウである;および(B−4)(B−
1)から(B−3)のうちの2種またはそれ以上の混合
物; (C)約0.25重量%から約5重量%の亜リン酸ヒド
ロカルビル;および (D)約0.025重量%から約2重量%の脂肪族カル
ボン酸またはそれらの無水物であって、ここで、該脂肪
族基は、少なくとも約12個の炭素原子を含有する。
【0054】(発明の要旨)本発明は、改良された金属
石鹸増粘化ベースグリースに関し、この改良は、追加添
加剤のないグリースと比較して、ある種の添加剤をその
中に配合すること(incorporation)から
生じる。
【0055】1実施態様では、本発明は、主要量のオイ
ルベースの単純金属石鹸増粘化ベースグリース、および
以下の(A)、(B)、(C)および(D)を含有す
る、改良されたグリース組成物に関する。
【0056】(A)約0.25重量%〜約10重量%の
有機酸のオーバーベース化金属塩; (B)約0.25重量%〜約5重量%の、以下でさらに
詳細に記述する群から選択されるリンおよびイオウ含有
組成物; (C)約0.25重量%〜約5重量%の亜リン酸ヒドロ
カルビル;および (D)約0.025重量%〜約2重量%の脂肪族基置換
カルボン酸またはそれらの無水物であって、ここで、該
脂肪族基は、少なくとも約12個の炭素原子を含有し、
ここで、該ベースグリースの滴点は、ASTM手順D−
2265で測定したとき、少なくとも約15℃上昇す
る。
【0057】他の実施態様では、本発明は、改良された
グリース組成物に関し、ここで、該ベースグリースは、
錯体または失敗錯体ベースグリースである。
【0058】本発明のグリースは、機械要素(例えば、
ギア、車軸、ベアリング、シャフト、ヒンジなど)を潤
滑させ、シールしそして保護するために有用である。こ
のような機械要素は、自動車、トラック、自転車、スチ
ールミル(steel mill)、採鉱装置、車両を
含めた鉄道装置、航空機、ボート、建設装置、および多
くの他のタイプの工業機械および消費者用機械に見られ
る。
【0059】本発明を要約すると、改良されたグリース
組成物は、単純金属石鹸増粘化グリース、錯体グリース
および失敗錯体グリースからなる群から選択される主要
量のオイルベースの金属石鹸増粘化ベースグリースであ
って、少なくとも1種のイオウおよびリン含有組成物、
有機酸のオーバーベース化金属塩、亜リン酸ヒドロカル
ビル、および脂肪族基置換カルボン酸またはそれらの無
水物を、該ベースグリースの滴点をASTM手順D−2
265で測定したとき少なくとも約15℃上昇させるの
に充分な量で含有し、ここで、該脂肪族基は、少なくと
も約12個の炭素原子を含有する。リンおよびイオウ化
合物は、本明細書中に詳細に説明される。
【0060】
【発明の実施の形態】(発明の詳細な説明)グリースの
耐熱性は、多くの方法で測定される。耐熱性の一つの測
定方法は、滴点である。グリースは、典型的には、はっ
きりした融点を有さず、むしろ、増粘化潤滑剤として機
能しなくなるまで軟化する。The American
Society for Testing and
Materials(ペンシルベニア州、フィラデルフ
ィア、レース通り、1916番地)は、グリースの滴点
の測定手段を提供するASTM D−2265試験手順
を示している。
【0061】一般に、グリースの滴点は、試験条件下に
て、グリースが半固体状態から液体状態になる温度であ
る。滴点は、ASTM手順D−2265で用いられる機
器中に使用されている試験カップから、物質の最初の一
滴が落ちる温度である。
【0062】多くの用途に対し、単純金属石鹸増粘化ベ
ースグリースは、全く満足のいくものである。しかしな
がら、ある用途には、さらに高い耐熱性(単純金属石鹸
増粘化グリースが有する滴点よりも高い滴点により明示
される)が望まれる。
【0063】本発明のグリースの全ては、金属石鹸グリ
ースであり、すなわち、その増粘成分の1つは、脂肪酸
の金属塩である。
【0064】単純金属石鹸とは、脂肪酸の実質的に化学
量論的に中性の金属塩である。実質的に化学量論的に中
性とは、この金属塩が、化学量論的に中性の塩を調製す
るのに必要な金属の約90%から約110%、好ましく
は、約95%から約100%を含有することを意味す
る。増粘剤としてこれらの金属塩だけを含有するグリー
スは、単純金属塩増粘化グリースである。
【0065】錯体金属石鹸グリースは、滴点を上昇させ
る。錯体増粘剤は、脂肪酸成分に加えて非脂肪酸成分
(例えば、安息香酸、低級脂肪族酸、有機二塩基酸な
ど)を含む。低級脂肪族とは、C1〜C7の脂肪族を意味
する。錯体グリースの形成には、典型的に、長い加熱時
間が必要であり、時には、単純金属石鹸増粘化グリース
を調製するのに必要な時間の数倍に及ぶ。時々、錯体グ
リースを形成する試みは失敗し、その結果、対応する単
純金属石鹸増粘化グリースと実質的に同じ滴点を有する
グリースが得られるか、または望ましい滴点より少なく
とも低い滴点を有するグリースが得られる。失敗は、通
常、成功錯体グリースが示す滴点よりも著しく低い(例
えば、しばしば、20〜50℃またはそれ以上低い)滴
点により明らかになる。本発明のグリースの好ましい最
低滴点は、260℃である。
【0066】単純金属石鹸増粘化ベースグリースの滴点
を高めることが望ましい。失敗錯体グリースを成功錯体
グリース標準(standard)まで高めることもま
た望ましく、そして多くの場合、錯体グリース組成物の
滴点をさらに上昇させる手段を提供することもまた望ま
しい。
【0067】それゆえ、本発明の一つの目的は、新規な
グリース組成物を提供することである。
【0068】本発明のさらなる目的は、有益な特性を有
するグリース組成物を提供することである。
【0069】本発明の別の目的は、ASTM手順D−2
265により測定した滴点の上昇により示される、改良
された熱安定性を有するグリース組成物を提供すること
である。
【0070】他の目的は、失敗錯体ベースグリースを錯
体グリース標準まで高める手段を提供することである。
【0071】さらなる目的は、錯体グリースの滴点を、
ベース錯体グリースの滴点を越えるレベルまで上昇させ
る手段を提供することである。
【0072】他の目的は、本発明の明細書および説明を
読めば、当業者に明らかとなる。
【0073】本発明のグリース組成物は、対応するベー
スグリースの滴点よりも高い滴点を示す。この利点は、
錯体または失敗錯体ベースグリースに、対応するベース
グリースの滴点(ASTM手順D−2265で測定)を
上昇させるのに充分な量のある種のリンおよびイオウ含
有組成物、オーバーベース化有機酸、亜リン酸ヒドロカ
ルビル、および脂肪族基置換カルボン酸またはそれらの
無水物(ここで、この脂肪族基は、少なくとも約12個
の炭素原子を含有する)に配合(incorporat
e)することにより得られる。
【0074】本発明のグリースは、オイルベースストッ
クを増粘化することにより調製される。本発明のグリー
スは、オイルベースである。すなわち、このグリース
は、金属石鹸で増粘化したオイルを含有する。
【0075】錯体グリースは、金属含有試薬と2種また
はそれ以上の酸との反応により形成される。これらの酸
の一方は、脂肪酸またはそれらの反応性誘導体であり、
他方は、芳香族酸(例えば、安息香酸)、α−ωジカル
ボン酸(例えば、アゼライン酸)、低級カルボン酸(例
えば、酢酸)などである。金属石鹸は脂肪酸の塩であ
り、非脂肪酸は錯化剤である。
【0076】錯体グリースを調製する通常の手順は、2
工程で行われ、まず、普通の(単純)石鹸が形成され、
次いで、第二の酸との反応により錯体化される。あるい
は、錯体グリースは、酸の混合物と金属試薬とを反応さ
せることにより形成され得る。上述のように、酸反応成
分は、酸の反応性誘導体(例えば、エステル)であり得
る。反応は、典型的には、オイルベースの一部で行わ
れ、オイルの残部は、錯化が完結した後に加えられる。
これにより、グリースをさらに急速に冷却することが可
能となり、引き続くプロセス(例えば、粉砕)を、グリ
ースが形成された後すぐに行うことが可能になる。
【0077】錯体グリースの滴点を定義する絶対的な工
業規格は存在しない。しかしながら、しばしば、錯体グ
リースが示す最低の滴点は約260℃であることが認め
られている。しかしながら、錯体グリースのさらに一般
的な定義は、本明細書中で上記のように調製されるグリ
ースであり、対応する単純金属石鹸グリースよりも著し
く高い滴点を示し、典型的には少なくとも約20℃高い
滴点を示すグリースである。
【0078】本明細書中に記載のように、失敗錯体グリ
ースの滴点は、通常、対応する単純金属石鹸グリースの
滴点とほぼ同じである。
【0079】次いで、金属石鹸は、成功錯体グリースお
よび失敗錯体グリースの両方の増粘化に寄与することが
結論づけられ得る。従って、成功錯体グリースおよび失
敗錯体グリースの両方は、本明細書中では、金属石鹸増
粘化グリースと称されるが、本明細書中で定義する単純
金属石鹸グリースとは区別される。
【0080】本発明のグリース組成物は、潤滑粘性を有
するオイルを使用する。潤滑粘性を有するオイルには、
天然潤滑油または合成潤滑油およびそれらの混合物が包
含される。天然油には、動物油、植物油、鉱油、溶媒も
しくは酸処理された鉱油、および石炭またはシェール
(shale)から誘導されたオイルが包含される。合
成潤滑油には、炭化水素油、ハロ置換炭化水素油、アル
キレンオキシド重合体、カルボン酸とポリオールとのエ
ステル、ポリカルボン酸とアルコールとのエステル、リ
ン含有酸のエステル、ポリマー性テトラヒドロフラン、
シリコーンベース油およびそれらの混合物が包含され
る。
【0081】潤滑粘性を有するオイルの特定の例は、米
国特許第4,326,972号および欧州特許公開第1
07,282号に記述され、両方の特許の内容は、それ
らの潤滑油に関する開示について、本明細書中に参考と
して援用される。潤滑剤基油の基本的で簡潔な記述は、
D.V.ブロック(Brock)による論文、「潤滑基
油(Lubricant Base Oils)」(
滑工学(Lubricant Engineerin
g)、 43巻、p.184〜185(1987年3
月))に掲載されている。この論文は、その潤滑油に関
する開示について、本明細書に参考として援用される。
潤滑粘性を有するオイルの記述は、米国特許第4,58
2,618号(デイビス(Davis))(2欄、37
行から3欄、63行、これらの行を含む)に示されてお
り、潤滑粘性のあるオイルの開示について、参考として
本明細書中に援用される。
【0082】潤滑グリースを調製するのに用いられるオ
イルに関する他の情報源には、NLGI Lubric
ating Grease Guide(ミズーリ州、
カンザスシティのNational Lubricat
ing Grease Institute、1987
年)のp.1.06〜1.09があり、その内容は、特
に、本明細書中に参考として援用される。
【0083】上記のように、ベースグリースが誘導され
るオイルの粘度指数は、滴点を改良するように設計され
た多数の公知添加剤系に対する応答に効果を有する。特
に、低粘度指数(LVI)オイルおよび中粘度指数(M
VI)オイル(これは、時には、当該技術分野では、ミ
ッド・レンジ(mid−range)粘度指数オイルと
呼ばれる)は、滴点を上昇させることを意図した多くの
添加剤系に対して応答性がない。MVIオイルは、AS
TM 規格D−2270で設定された手順を使用して測
定される、約50から約85までの粘度指数を有する。
LVIオイルは50未満の粘度指数を有し、そして高粘
度指数(HVI)オイルは、85より高い粘度指数、典
型的には、約95〜約110の粘度指数を有する。11
0より高い粘度指数を有するオイルは、しばしば、超高
粘度指数(VHVI)オイルおよび極高粘度指数(XH
VI)オイルと呼ばれる。これらは、一般的に、120
〜140の範囲の粘度指数を有する。ASTM手順D−
2270は、40℃および100℃での動粘度から粘度
指数を計算する手段を提供する。
【0084】本発明のグリースの金属石鹸部分は、当該
技術分野で周知である。これらの金属石鹸は、典型的に
は、ベースグリース組成物の約1重量%から約30重量
%、多くの場合、約1重量%から約15重量%の量で、
基油、典型的には、潤滑粘性を有するオイル中に存在す
る。多くの場合、基油を増粘させるのに用いる金属石鹸
の量は、ベースグリースの約5重量%から約25重量%
を構成する。他の場合、ベースグリースには、約2重量
%から約15重量%の金属石鹸が存在する。
【0085】必要な金属石鹸の特定の量は、しばしば、
使用する金属石鹸に依存する。使用される金属石鹸のタ
イプおよび量は、しばしば、グリースに望まれる特性に
よって決定される。
【0086】使用する金属石鹸のタイプおよび量はま
た、望まれる粘稠性(これは、応力を加えたときに、グ
リースが変形に抵抗する程度の尺度となる)によって決
定される。粘稠性は、通常、ASTM円錐(cone)
貫入試験、ASTM D−217またはASTM D−
1403により示される。
【0087】使用する金属石鹸増粘剤のタイプおよび量
は、グリース技術の当業者には周知である。前記のLu
bricating Grease Guideのp.
1.09〜1.11および1.14〜1.15には、金
属石鹸増粘剤および石鹸錯体について記述されている。
このテキストの金属石鹸グリース増粘剤の開示内容につ
いては、参考として本明細書中に援用される。
【0088】上記のように、本発明のグリース組成物
は、オイルベースであり、これには、天然油および合成
油が含まれる。グリースは、これらのオイル中に増粘剤
を配合すことにより、これらのオイルから製造される。
本発明のグリース中で有用な増粘剤には、金属石鹸があ
る。金属石鹸とは、脂肪酸、および本明細書中で定義す
る脂肪酸でない追加の脂肪族酸および/または芳香族酸
の、実質的に化学量論的に中性の金属塩を意味する。実
質的に化学量論的に中性とは、この金属塩が、化学量論
的に中性の塩を調製するのに必要な金属の約90%から
約130%、好ましくは、約95%から約120%、さ
らに好ましくは、99%〜110%を含有することを意
味する。
【0089】脂肪酸は、約8個から約24個の炭素原
子、好ましくは、約12個から約18個の炭素原子を含
有するカルボン酸として本明細書中で定義される。この
脂肪酸は、通常、モノカルボン酸である。有用な脂肪酸
の例には、カプリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
およびオレイン酸などがある。酸混合物は有用である。
好ましいカルボン酸は線状である;すなわち、それらは
実質的に炭化水素分枝を含有しない。
【0090】特に有用な酸は、ヒドロキシ置換脂肪酸、
例えば、1個以上の水酸基が炭素鎖の内部の位置に位置
し得るヒドロキシステアリン酸であり、例えば、12−
ヒドロキシステアリン酸、14−ヒドロキシステアリン
酸などがある。
【0091】石鹸は脂肪酸塩であるものの、脂肪酸から
直接調製される必要はなく、そしてしばしば脂肪酸から
直接調製されない。典型的なグリース製造プロセスは、
脂肪(これは、多くの場合、グリセリドである)または
他のエステル(例えば、脂肪酸のメチルエステルまたは
エチルエステル、好ましくは、メチルエステル)のケン
化を含み、このケン化は、一般に、グリースを製造する
基油の中で、その場(in situ)で行われる。
【0092】グリースが、酸またはエステルのいずれか
ら調製されようと、グリースは、通常、1980年6月
のK.G. Timmによる「グリースミキサーの設計
(Grease Mixer Design)」(NL
GI Spokesman)に記述のようなグリースケ
トル中または他の反応器中で調製される。そのような他
の反応器には、接触器(contactors)および
連続的グリース形成反応器が挙げられる。1つのプロセ
スは、Texaco ContinuousGreas
e Processであり、これは、NLGI Spo
kesman、pp. 368−373(1969年1
月)にて、Greenらにより、また、NLGI Sp
okesman、pp. 133−136(1980年
7月)にて、Witteらにより論述されている。米国
特許第4,392,467号は、潤滑グリースを連続的
に製造するプロセスに関する。
【0093】本明細書中で述べたように、滴点改良添加
剤系に対するベースグリースの応答は、ベースグリース
を調製するのに使用されるオイルおよびその調製方法に
依存している。
【0094】低粘度指数オイルおよび中粘度指数オイル
は、一般に、ベースグリースの調製方法には関係なく、
これらの添加剤系に耐性である。他方、高粘度指数オイ
ルから誘導されたベースグリースは、一般に、グリース
を閉鎖系(例えば、接触器)で調製したとき、従来の滴
点改良添加剤系に対して応答性である。他方、高粘度指
数オイルから誘導されたグリースは、一般に、グリース
を開放系で調製したとき、従来の滴点添加剤系に対して
応答性ではない。
【0095】本発明の滴点改良添加剤系は、そのグリー
スを調製するのに使用されるオイルまたはグリース形成
方法には関係なく、ベースグリースの滴点を上昇させる
ことが発見された。
【0096】基油(base oil)、脂肪、エステ
ル、脂肪酸または非脂肪酸および金属含有反応物の混合
物は、反応して、その場で石鹸を形成する。上述のよう
に、錯化酸(complexing acid)または
それらの反応性誘導体は、石鹸形成中に存在してもよ
く、または後で配合されてもよい。グリース中で使用す
る添加剤は、グリース製造中に添加してもよいが、多く
の場合、ベースグリースの形成に続いて、添加される。
【0097】本発明の金属石鹸グリースの金属は、典型
的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびアルミ
ニウムである。価格の点からおよびプロセスを容易にす
るために、金属は、酸反応成分と、塩基性金属含有反応
成分(例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩およびアルコ
キシド(典型的には、低級アルコキシド、すなわち、ア
ルコキシ基中に1個から7個の炭素原子を含有するアル
コキシド))とを反応させることにより組み込まれる。
石鹸および錯体塩はまた、金属自体から調製され得る
が、このプロセスを上手に行うには、多くの金属は、脂
肪、エステルまたは脂肪酸と反応性が高すぎるか、また
は充分な反応性がないかのいずれかである。
【0098】上述のように、錯体グリースは酸混合物か
ら調製され、本明細書中で定義するように、その1つは
脂肪酸であり、そして1つは脂肪酸ではない。非脂肪酸
は、増粘剤形成の任意の段階で混合され得る。
【0099】好ましい金属には、リチウム、ナトリウ
ム、カルシウム、マグネシウム、バリウムおよびアルミ
ニウムがある。リチウム、ナトウリムおよびカルシウム
は、特に好ましく、とりわけ、リチウムは好ましい。混
合物が使用され得る。
【0100】好ましい脂肪酸には、獣脂、大豆、ステア
リン酸、パルミチン酸、オレイン酸およびそれらの対応
するエステルがあり、これには、グリセリド(脂肪)、
たとえば、ラードが含まれる。ヒドロキシ置換した脂肪
酸および対応するエステルは、脂肪を含めて、特に好ま
しい。12−ヒドロキシステアリン酸が特に好ましい。
【0101】錯体グリースの形成に使用される好ましい
非脂肪酸には、芳香族酸、低級脂肪族酸および二塩基酸
が挙げられる。代表的な例には、安息香酸、酢酸および
アゼライン酸がある。
【0102】これらの増粘剤および他の増粘剤は、米国
特許第2,197,263号;第2,564,561号
および第2,999,066号、および前記のLubr
icating Grease Guideに記述さ
れ、その全ての内容は、グリース増粘剤の関連した開示
について、本明細書中に参考として援用される。
【0103】錯体グリース、例えば、金属石鹸−塩錯体
(例えば、金属石鹸−アセテート、金属石鹸−ジカルボ
キシレートなど)を含有する錯体グリースは、単純金属
石鹸増粘剤グリースではない。
【0104】よく理解されていない理由のために、錯化
は、時々成功しない。従って、このプロセスにより、錯
体グリースの熱特性が増大すると期待され、通常はそう
であるものの、時々、滴点はほんのわずかしか上昇しな
いか、または全く上昇しない。このようなグリースは、
本明細書中では、「失敗錯体(failed comp
lex)」グリースという表現で記述される。
【0105】本発明の目的上、成功錯体グリースおよび
失敗錯体グリースの両方ならびに単純金属石鹸増粘ベー
スグリースは、「金属石鹸増粘化グリース」のクラスに
分類される。失敗錯体グリースおよび単純金属石鹸増粘
ベースグリースは、そのままの名称で呼ばれ、そして成
功錯体グリースは、錯体グリースと称される。
【0106】これらのタイプのグリースのすべての増粘
剤は、本明細書中では、金属石鹸増粘剤と称される。失
敗グリースの金属石鹸増粘剤は、単純金属石鹸ではない
が、錯体グリースを形成できないことから証明されるよ
うに、それは、明らかに、成功錯体グリースの金属塩錯
体と同様の特性を有しないことが理解されるべきであ
る。この相違は、得られるグリース組成物の高温特性に
ある。
【0107】本明細書中で用いる用語「ヒドロカルビ
ル」または「ヒドロカルビル基」は、本発明の文脈内で
は、分子の残部に直接結合した炭素原子を有し、かつ主
として炭化水素的な性質を有する基を表す。それゆえ、
「ヒドロカルビル」との用語には、炭化水素基だけでな
く、実質的な炭化水素基も含まれる。実質的な炭化水素
は、環または鎖の中に、基の主な炭化水素的な性質を変
えない非炭化水素置換基または非炭素原子を含有する基
(炭化水素ベースの基を含めた)を表わす。
【0108】ヒドロカルビル基は、環または鎖の中に、
各10個の炭素原子に対し、3個まで、好ましくは、2
個まで、さらに好ましくは、1個までの非炭化水素置換
基または非炭素ヘテロ原子を含有し得るが、但し、この
非炭化水素置換基または非炭素ヘテロ原子は、基の主要
な炭化水素的性質を著しく変化させない。このようなヘ
テロ原子(例えば、酸素、イオウおよび窒素)または置
換基(例えば、ヒドロキシル、ハロ(特に、クロロおよ
びフルオロ)、アルコキシル、アルキルメルカプト、ア
ルキルスルホキシなどを含む)は、当業者に知られてい
る。
【0109】ヒドロカルビル基の例には、以下が包含さ
れるが、これらには必ずしも限定されない。
【0110】(1)炭化水素基、すなわち、脂肪族基
(例えば、アルキルまたはアルケニル)、脂環族基(例
えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、芳香族基
(例えば、フェニル、ナフチル)、芳香族置換された芳
香族基、脂肪族置換された芳香族基および脂環族置換さ
れた芳香族基などに加え、環状基。ここで、この環は、
分子の別の部分を介して、競合(compete)して
いる(すなわち、例えば、いずれか2つの指示された基
は、一緒になって、脂環族基を形成し得る); (2)置換された炭化水素基、すなわち、非炭化水素含
有置換基を含有する基であって、この非炭化水素含有置
換基は、本発明の文脈内では、主な炭化水素的性質を著
しく変化させない。このような基(例えば、ハロ(特
に、クロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキ
シ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロ
ソ、スルホキシなど)は、当業者に知られている; (3)ヘテロ基、すなわち、本発明の文脈内では、主と
して炭化水素的性質を有しながら、環または鎖の中に存
在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子で
構成されている基である。適切なヘテロ原子は当業者に
明らかであり、例えば、イオウ、酸素、窒素を包含す
る。例えば、ピリジル、フリル、チエニル、イミダゾリ
ルなどのような基は、ヘテロ原子を含有する環状基の代
表例である。
【0111】典型的には、ヒドロカルビル基中の各10
個の炭素原子に対し、鎖または環の中に、約2個以下
の、好ましくは、1個以下の非炭化水素置換基または非
炭素原子が存在する。しかしながら、通常、このヒドロ
カルビル基は、純粋な炭化水素であり、このような非炭
化水素基、置換基またはヘテロ原子を実質的に含有しな
い。
【0112】他に指示がなければ、ヒドロカルビル基
は、実質的に飽和である。実質的に飽和とは、この基
が、存在する各10個の炭素−炭素結合に対し、1個以
下の炭素−炭素不飽和結合、すなわちオレフィン性不飽
和を含有することを意味する。しばしば、これらの基
は、存在する各50個の炭素−炭素結合に対し、1個以
下の炭素−炭素非芳香族性不飽和結合を含有する。しば
しば、ヒドロカルビル基は、炭素−炭素不飽和を実質的
に含有しない。本発明の文脈内では、芳香族性不飽和
は、通常、オレフィン性不飽和とは考えられないことが
理解されるべきである。すなわち、芳香族基は、炭素−
炭素不飽和結合を有するものとは考えられない。
【0113】(A)有機酸のオーバーベース化金属塩 成分(A)は、有機酸のオーバーベース化金属塩であ
る。このオーバーベース化物質は、金属および有機酸反
応物の化学量論に従って存在する量よりも過剰量の金属
を含有することにより特徴づけられる。過剰金属の量
は、通常、金属比により報告される。用語「金属比(m
etal ratio)」(略号MR)は、有機酸基質
の当量に対する金属塩基の当量の比である。中性塩は、
金属比が1である。オーバーベース化物質は、1より大
きい金属比、典型的には、1.1から約40またはそれ
以上の金属比を有する。
【0114】好ましい金属は、第I族金属および第II
族金属(ケミカルアブストラクトツ(CAS)型の元素
の周期表)および亜鉛である。ナトリウム、マグネシウ
ムおよびカルシウムが最も好ましく、カルシウムは特に
好ましい。
【0115】本発明では、好ましいオーバーベース化物
質は、約1.1から約25のMRを有し、約1.5から
約20のMRがより好ましく、そして5から15のMR
はさらに好ましい。
【0116】一般に、本発明で有用なオーバーベース化
物質は、有機酸を含有する反応混合物、少なくとも1種
の溶媒を含有する反応媒体、化学量論的に過剰の塩基性
金属化合物および促進剤を、酸性物質(典型的には、二
酸化炭素)を処理することにより調製される。ある場合
には、特に金属がマグネシウムのとき、酸性物質を、水
で置き換えてもよい。
【0117】(有機酸)本発明のオーバーベース化塩を
製造する際に有用な有機酸には、カルボン酸、スルホン
酸、リン含有酸、フェノールまたはそれらの2種または
それ以上の混合物が挙げられる。
【0118】(カルボン酸)塩(A)を製造するのに有
用なカルボン酸は、脂肪族または芳香族のモノカルボン
酸またはポリカルボン酸、または酸生成化合物であり得
る。これらのカルボン酸には、低分子量カルボン酸(例
えば、約22個までの炭素原子を有するカルボン酸;例
えば、約4個から約22個の炭素原子を有する酸、また
はテトラプロペニル置換無水コハク酸)、ならびに高分
子量カルボン酸が包含される。本明細書を通じて、そし
て添付のクレームにおいて、カルボン酸に関するいずれ
の言及も、他に特に述べていなければ、それらの酸生成
誘導体(例えば、無水物、低級アルキルエステル、アシ
ルハライド、ラクトン、およびそれらの混合物)を包含
することを意図している。
【0119】本発明で使用するオーバーベース化金属塩
のカルボン酸は、好ましくは油溶性であり、そして酸中
に存在する炭素原子の数は、所望の溶解性をもたらす
(contribute)時に重要である。通常、所望
の油溶性を与えるために、カルボン酸中の炭素原子の数
は、少なくとも約8個から、より好ましくは、約12
個、さらに好ましくは、少なくとも約18個から、さら
により好ましくは約30個までとされるべきである。一
般に、これらのカルボン酸は、1分子あたり、約400
個より多い炭素原子を含有しない、好ましくは、約10
0個を超えない炭素原子、さらに好ましくは、約50個
を超えない炭素原子である。
【0120】オーバーベース化金属塩を製造するため
に、本発明で使用が考慮される低分子量のモノカルボン
酸には、飽和酸および不飽和酸が包含される。このよう
な有用な酸の例には、ドデカン酸、デカン酸、オレイン
酸、ステアリン酸、リノール酸、トール油酸などが挙げ
られる。このような試薬の2種またはそれ以上の混合物
もまた、用いられ得る。これらの酸の広範な論述は、キ
ルク−オズマー(Kirk−Othmer)の「Enc
yclopedia of ChemicalTech
nology」(第3版、1978年、ジョン ウィレ
イおよびサンズ(John Wiley & Son
s)、ニューヨーク)のpp.814〜871に見いだ
され、これらのページは、本明細書中に参考として援用
される。
【0121】低分子量のポリカルボン酸の例には、ジカ
ルボン酸および誘導体(例えば、セバシン酸、セチルマ
ロン酸、テトラプロピレン置換された無水コハク酸な
ど)が包含される。これらの酸の低級アルキルエステル
もまた、用いられ得る。
【0122】モノカルボン酸には、イソ脂肪族酸が含ま
れる。このような酸は、しばしば、約14個から約20
個の飽和脂肪族炭素原子を有する主鎖、および少なくと
も1個ではあるが通常約4個以下のペンダントアクリル
系低級アルキル基を含有する。このようなイソ脂肪族酸
の特定の例には、10−メチル−テトラデカン酸、3−
エチル−ヘキサデカン酸、および8−メチル−オクタデ
カン酸が挙げられる。
【0123】イソ脂肪族酸には、例えば、約16個から
約20個の炭素原子を有する市販の脂肪酸(例えば、オ
レイン酸、リノール酸またはトール油酸)の異性化によ
り調製される分枝鎖酸の混合物が包含される。
【0124】塩(A)を製造する際の使用に適切な高分
子量モノカルボン酸およびポリカルボン酸は、当該技術
分野で周知であり、例えば、以下の米国特許、英国特許
およびカナダ国特許に詳細に記述されている:米国特許
第3,024,237号;第3,172,892号;第
3,219,666号;第3,245,910号;第
3,271,310号;第3,272,746号;第
3,278,550号;第3,306,907号;第
3,312,619号;第3,341,542号;第
3,367,943号;第3,374,174号;第
3,381,022号;第3,454,607号;第
3,470,098号;第3,630,902号;第
3,755,169号;第3,912,764号;およ
び第4,368,133号;英国特許第944,136
号;第1,085,903号;第1,162,436
号;および第1,440,219号;およびカナダ国特
許第956,397号。これらの特許は、高分子量のモ
ノカルボン酸およびポリカルボン酸およびそれらの調製
方法を開示しており、その内容は、本明細書中に参考と
して援用される。
【0125】有用な芳香族カルボン酸の群には、次式の
ものがある:
【0126】
【化17】
【0127】ここで、式XVでは、R*は、好ましくは
約4個から約400個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロ
カルビル基、aは0から約4の範囲の数、Arは芳香族
基、X*1、X*2およびX*3は、独立して、イオウまたは
酸素、bは1から約4の範囲の数、cは1から約4の範
囲の数、通常、1から2であるが、但し、a、bおよび
cの合計は、Arの原子価数を越えない。R*およびa
は、式XVにより表される各種化合物中のR*基により
提供される平均で少なくとも約8個の脂肪族炭素原子が
あるようなものであることが好ましい。
【0128】式XV中の芳香族基Arは、「フェノー
ル」の項目で以下に述べる芳香族基Arのいずれかと同
じ構造を有し得る。本明細書中で有用な芳香族基の例に
は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンなど(好まし
くは、ベンゼン)から誘導される多価芳香族基が包含さ
れる。Ar基の特定の例には、フェニレンおよびナフチ
レン、例えば、メチルフェニレン、エトキシフェニレ
ン、イソプロピルフェニレン、ヒドロキシフェニレン、
ジプロポキシナフチレンなどが包含される。
【0129】式XVのR*基の例には、ブチル、イソブ
チル、ペンチル、オクチル、ノニル、ドデシル、および
重合したオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重
合体、酸化されたエチレン−プロピレン共重合体など)
から誘導された置換基が挙げられる。
【0130】この群の芳香族酸のうち、有用なクラスの
カルボン酸には、次式のものがある:
【0131】
【化18】
【0132】ここで、式XVIでは、R*6は、好ましく
は約4個から約400個の炭素原子を含有する脂肪族ヒ
ドロカルビル基、aは0から約4の範囲の数、好ましく
は、1から約3の範囲の数;bは、1から約4の範囲の
数、好ましくは、1から約2の範囲の数;cは、1から
約4の範囲の数、好ましくは、1から約2の範囲の数、
そしてさらに好ましくは、1である;但し、a、bおよ
びcの合計は6を越えない。好ましくは、R*6およびa
は、この酸分子が、酸分子1個あたり、脂肪族炭化水素
置換基中に、平均して、少なくとも約12個の脂肪族炭
素原子を含有するように設定される。
【0133】以下の脂肪族炭化水素置換されたサリチル
酸もまた、このクラスの芳香族カルボン酸(XIV)に
包含される:このサリチル酸では、各脂肪族炭化水素置
換基は、置換基1個あたり、平均して少なくとも約8個
の炭素原子を含有し、そして1分子あたり、1個から3
個の置換基を含有する。このようなサリチル酸から調製
した塩は、特に有用である。このサリチル酸では、脂肪
族炭化水素置換基は、重合したオレフィン、特に、重合
した低級1−モノオレフィン(例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレン/プロピ
レン共重合体など)から誘導され、約30個から約40
0個の炭素原子の平均炭素含量を有するものが特に有用
である。
【0134】上の式XVおよびXVIに相当する芳香族
カルボン酸は、周知であるか、または当該技術分野で公
知の手順により調製され得る。これらの式で示されるタ
イプのカルボン酸、およびそれらの中性および塩基性の
金属塩の調製プロセスは、周知であり、例えば、米国特
許第2,197,832号;第2,197,835号;
第2,252,662号;第2,252,664号;第
2,714,092号;第3,410,798号;およ
び第3,595,791号に開示されている。
【0135】(スルホン酸)本発明の組成物中に用いら
れる塩(A)を製造する際に有用なスルホン酸には、ス
ルホン酸およびチオスルホン酸が包含される。スルホン
酸の実質的に中性の金属塩もまた、オーバーベース化金
属塩(A)を調製するのに有用である。
【0136】スルホン酸としては、単核および多核の芳
香族化合物または環状脂肪族化合物が挙げられる。この
油溶性のスルホン酸塩は、多くの場合には、次式により
表され得る: R#1 a−T−(SO3H)b (XVII) R#2−(SO3H)a (XVII) 上の式XVIIおよびXVIIIでは、Tは環状核、例
えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジフェニ
レンオキシド、ジフェニレンスルフィド、石油ナフテン
などである。R#1は、好ましくは、脂肪族基、例えば、
アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキ
ルなどであり、aは少なくとも1であり、そしてR#1 a
−Tは、全体で、少なくとも約15個の炭素原子を含有
する。R# 2が脂肪族基のとき、通常、少なくとも約15
個の炭素原子を含有する。R#2が脂肪族置換の環状脂肪
族基のとき、その脂肪族基は、通常、全体で、少なくと
も約12個の炭素原子を含有する。R#2は、好ましく
は、アルキル、アルケニル、アルコキシアルキル、カル
ボアルコキシアルキルなどである。R#1およびR#2の特
定の例には、ワセリン、飽和および不飽和パラフィンワ
ックス、およびポリオレフィン(これは、約15個から
700個またはそれ以上の炭素原子を含有する重合した
2、C3、C4、C5、C6などのオレフィンを包含す
る)から誘導された基がある。上の式XVIIおよびX
VIII中の基T、R#1およびR#2はまた、上記列挙の
基に加えて、他の無機置換基または有機置換基(例え
ば、ヒドロキシ、メルカプト、ハロゲン、ニトロ、アミ
ノ、ニトロソ、スルフィド、ジスルフィドなど)を含有
し得る。式XVIIでは、aおよびbは少なくとも1で
あり、同様に、式XVIIIでは、aは少なくとも1で
ある。
【0137】油溶性スルホン酸の特定の例には、マホガ
ニースルホン酸;ブライトストックスルホン酸;潤滑油
留分から誘導されたスルホン酸;ペトロラタムスルホン
酸;例えば、ベンゼン、ナフタレン、フェノール、ジフ
ェニルエーテル、ナフタレンジスルフィドなどのモノ−
およびポリワックス置換されたスルホン酸およびポリス
ルホン酸;他の置換されたスルホン酸(例えば、アルキ
ル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個の炭素原子を有する)、セチルフェノールモ
ノスルフィドスルホン酸、ジラウリル−β−ナフチルス
ルホン酸、およびアルカリールスルホン酸(例えば、ド
デシルベンゼン「ボトムス(bottoms)」スルホ
ン酸))がある。
【0138】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。ドデシルベンゼン「ボトム
ス」スルホン酸は、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ソブテントリマ
ーでアルキル化されて、1個、2個、3個またはそれ以
上の分枝鎖C12置換基がベンゼン環上に導入される。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ネ
ート(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も、本発明で用いられるスル
ホン酸塩を製造する際に有用である。
【0139】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ネートを製造することは、当業者
に周知である。例えば、ジョン ウィレイおよびサンズ
(John Wiley & Sons)(ニューヨー
ク(1969))により発行されたキルク−オズマー
(Kirk−Othmer)の「Encycloped
ia of Chemical Technolog
y」(第2版、19巻)のp.291以下の「スルホネ
ート」の章を参照せよ。
【0140】これらのスルホン酸の例証的な例には、ポ
リブテン置換またはポリプロピレン置換ナフタレンスル
ホン酸、ポリブテン(700から5000の範囲、好ま
しくは、700から1200の範囲、さらに好ましく
は、約1500の数平均分子量(n)を有する)をクロ
ロスルホン酸、パラフィンワックススルホン酸、ポリエ
チレンスルホン酸(nが、約900から2000、好ま
しくは、約900から1500、さらに好ましくは、9
00から1200または1300である)などで処理す
ることにより誘導されるスルホン酸が包含される。好ま
しいスルホン酸には、モノ−、ジ−およびトリアルキル
化ベンゼンスルホン酸(それらの水素化形態を含む)が
ある。
【0141】脂肪族スルホン酸(例えば、パラフィンワ
ックススルホン酸、不飽和パラフィンワックススルホン
酸、ヒドロキシ置換されたパラフィンワックススルホン
酸、ポリイソブテンスルホン酸(ここで、このポリイソ
ブテンは、20個から7000個またはそれ以上の炭素
原子を含有する)、塩素置換されたパラフィワックスス
ルホン酸など);環状脂肪族スルホン酸(例えば、石油
ナフテンスルホン酸、ラウリルシクロヘキシルスルホン
酸、モノワックス置換されたまたはポリワックス置換さ
れたシクロヘキシルスルホン酸など)もまた、包含され
る。
【0142】本明細書および添付の請求の範囲中に記載
のスルホン酸またはそれらの塩に関して、用語「石油ス
ルホン酸」または「石油スルホネート」は、石油生成物
から誘導された全てのスルホン酸またはそれらの塩を含
むべく用いることが本明細書中で意図されている。石油
スルホン酸の有用な群としては、硫酸プロセスによる石
油ホワイト油の製造から副生成物として得られるマホガ
ニースルホン酸(それが赤褐色を有するために、そう呼
ばれている)がある。
【0143】上記の合成スルホン酸および石油スルホン
酸の塩基性(オーバーベース化)塩は、本発明の実施の
際に有用である。
【0144】(フェノール)本発明の組成物中に用いら
れる塩(A)を製造する際に有用なフェノールは、次式
により表され得る: R#3 a−Ar−(OH)b (XIX) ここで、式XIXでは、R#3は、約4個から約400個
の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、Arは芳
香族基であり、aおよびbは、独立して、少なくとも1
の数であり、aおよびbの合計は、2から、芳香核ある
いはArの核上の置換可能な水素の数までの範囲であ
る。好ましくは、aおよびbは、独立して、1から約4
の範囲の数であり、さらに好ましくは、1から約2の範
囲の数である。R#3およびaは、式XIXで表される各
種フェノール化合物について、R#3基により提供され
る、平均して少なくとも約8個の脂肪族炭素原子がある
ことが好ましい。
【0145】本明細書中では用語「フェノール」が使用
されるが、この用語は、フェノールの芳香族基をベンゼ
ンに限定することを意図しないことが理解されるべきで
ある。従って、式XIXで「Ar」で表される芳香族基
は、本明細書および添付の請求の範囲中における他の式
のほかの箇所と同様に、単核性(例えば、フェニル、ピ
リジル、またはチエニル)または多核性であり得ること
が理解されるべきである。この多核性基は、1つの芳香
核が他の核に2点で縮合した縮合タイプ(例えば、ナフ
チル、アントラニルなどに見られる)であり得る。多核
性基はまた、少なくとも2個の核(単核または多核のい
ずれか)が互いに架橋結合によって結合している結合タ
イプでもあり得る。これらの架橋結合は、以下からなる
群から選択され得る:アルキレン結合、エーテル結合、
ケト結合、スルフィド結合、2個から約6個のイオウ原
子を有するポリスルフィド結合など。
【0146】Ar中の芳香核の数は、縮合タイプ、結合
タイプまたはその両方のいずれであれ、式XIX中のa
およびbの整数値を決定する役割を果たす。例えば、A
rが単一の芳香核を含有するとき、aおよびbの合計は
2から6である。Arが2個の芳香核を含有するとき、
aおよびbの合計は2から10である。Ar部分に3つ
の核を有する場合は、aおよびbの合計は2から15で
ある。aおよびbの合計値は、芳香核あるいはAr核上
の置換可能な水素の全数を越え得ないという事実によ
り、限定される。
【0147】式XIX中のR#3基は、芳香族基Arに直
接結合しているヒドロカルビル基である。R#3は、好ま
しくは、約6個〜約80個の炭素原子を含有し、さらに
好ましくは、約6個〜約30個の炭素原子を含有し、さ
らにより好ましくは、約8個〜約25個の炭素原子を含
有し、有利には、約8個から約15個の炭素原子を含有
する。R#3基の例には、ブチル、イソブチル、ペンチ
ル、オクチル、ノニル、ドデシル、5−クロロヘキシ
ル、4−エトキシペンチル、3−シクロヘキシルオクチ
ル、2,3,5−トリメチルヘプチル、および以下の重
合したオレフィンから誘導された置換基が挙げられる:
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エ
チレン−プロピレン共重合体、塩素化されたオレフィン
重合体、酸化されたエチレン−プロピレン共重合体、プ
ロピレンテトラマー、およびトリ(イソブテン)。
【0148】(金属化合物)有機酸のオーバーベース化
された金属塩を製造する際に有用な金属化合物は、一般
に、有機酸と共に塩を形成できる塩基性金属化合物であ
り、多くの場合、酸化物、水酸化物、炭酸塩、アルコキ
シドなどである。第I族または第II族金属化合物(C
AS型の元素の周期表)が好ましい。金属化合物の第I
族金属には、アルカリ金属(ナトリウム、カリウム、リ
チウムなど)および、銅のような第IB族金属が包含さ
れる。第I族金属は、好ましくは、ナトリウム、カリウ
ムおよび銅であり、さらに好ましくは、ナトリウムまた
はカリウムであり、さらにより好ましくは、ナトリウム
である。金属ベースの第II族金属には、アルカリ土類
金属(マグネシウム、カルシウム、バリウムなど)およ
び、亜鉛またはカドミウムのような第IIB族金属が包
含される。好ましくは、第II族金属は、マグネシウ
ム、カルシウムまたは亜鉛であり、好ましくは、マグネ
シウムまたはカルシウムであり、さらに好ましくは、カ
ルシウムである。
【0149】(酸性物質)オーバーベース化塩を形成す
るために、しばしば、以下に定義する酸性物質が用いら
れる。酸性物質は、液体(例えば、ギ酸、酢酸、硝酸、
硫酸など)であり得る。酢酸は、特に有用である。無機
の酸性物質(例えば、HCl、H3BO3、SO2、S
3、CO2、H2Sなどであるが二酸化炭素が好まし
い)もまた用いられ得る。酸性物質の好ましい組合せに
は、二酸化炭素と酢酸がある。
【0150】(促進剤)促進剤とは、金属の塩基性金属
組成物への混合を促進するために使用される化学物質で
ある。促進剤として有用な化学物質の中には、水、水酸
化アンモニウム、約8個までの炭素原子を有する有機
酸、硝酸、硫酸、塩酸、金属錯化剤(例えば、アルキル
サリチルアルドキシム)およびアルカリ金属水酸化物
(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムおよび水
酸化カリウム)、フェノール性物質(例えば、フェノー
ルおよびナフトール)、アミン(例えば、アニリンおよ
びドデシルアミン)、および約30個までの炭素原子を
有する1価アルコールおよび多価アルコールがある。促
進剤の詳細な論述は、米国特許第2,777,874
号;第2,695,910号;第2,616,904
号;第3,384,586号および第3,492,23
1号に示されている。これらの特許は、促進剤の開示に
ついて、本明細書に参考文献として援用する。約10個
までの炭素原子を有する1価アルコール、メタノールと
より高級な1価アルコールとの混合物、ならびにフェノ
ール性物質は、特に有用である。
【0151】上記スルホン酸、カルボン酸およびそれら
の2種またはそれ以上の混合物の塩基性塩の製造方法を
具体的に記述している特許には、米国特許第2,50
1,731号;第2,616,905号;第2,61
6,911号;第2,616,925号;第2,77
7,874号;第3,256,186号;第3,38
4,585号;第3,365,396号;第3,32
0,162号;第3,318,809号;第3,48
8,284号;および第3,629,109号が包含さ
れる。これらの特許の開示は、この点に関する開示およ
び特定の適切な塩基性金属塩の開示に関して、参考とし
て本明細書中に援用される。
【0152】上記のように、酸性物質(例えば、C
2、酢酸など)は、水で置き換えてもよい。得られる
オーバーベース化塩は、水和物として記述される。これ
らの生成物は、多くの場合、マグネシウムオーバーベー
ス化組成物である。米国特許第4,094,801号
(フォースバーグ(Forsberg))および米国特
許第4,627,928号(カーン(Karn))は、
このような組成物およびそれらの調製方法を記述してい
る。これらの特許は、有機酸の水和したオーバーベース
化金属塩の関連の開示に関して、参考として本明細書中
に援用される。
【0153】
【実施例】本発明の組成物中では、多くのオーバーベー
ス化金属塩が使用に有用である。このようなオーバーベ
ース化塩は、当業者に周知である。オーバーベース化物
質のタイプを例示するために、以下の実施例を提供す
る。これらの例示は、本発明の範囲を限定する意図はな
い。他に指示がなければ、全ての部は重量部であり、そ
して温度は摂氏である。
【0154】(実施例A−1)アルキルフェニルスルホ
ン酸(蒸気相浸透法による平均分子量450を有する)
のオイル溶液906グラム、鉱油564グラム、トルエ
ン600グラム、酸化マグネシウム98.7グラムおよ
び水120グラムの混合物に、78〜85℃の温度に
て、1時間あたり約3立方フィートの二酸化炭素の速度
で7時間にわたり、二酸化炭素を吹き込む。反応混合物
を、炭酸化の間、絶えず攪拌する。炭酸化後、反応混合
物を165℃/20 torr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%オイル)である。
【0155】(実施例A−2)混合油160グラム、ポ
リイソブテニル(数平均分子量は950)無水コハク酸
111グラム、n−ブチルアルコール52グラム、水1
1グラム、ペラドウ(Peladow)(94〜97%
のCaCl2を含有するものとして同定されている、ダ
ウケミカル(Dow Chemical)社の生成物)
1.98グラムおよび水和石灰90グラムの混合物を、
共に混合する。続いて加えるスルホン酸を中和するため
に、追加の水和石灰を添加する。この追加の石灰の量
は、スルホン酸の酸価に依存する。反応混合物の温度が
79℃を越えないようにして、直鎖ジアルキルベンゼン
スルホン酸(分子量=430)のオイル溶液(1078
グラム、58重量%のオイル)を加える。温度を60℃
に調整する。ヘプチルフェノール、石灰およびホルムア
ルデヒドの反応生成物(64.5グラム)、およびメチ
ルアルコール217グラムを加える。20〜30の塩基
価(フェノールフタレイン)になるまで、この反応混合
物に二酸化炭素を吹き込む。反応混合物の温度を46〜
52℃に維持しつつ、反応混合物に水和石灰(112グ
ラム)を加え、45〜60の塩基価(フェノールフタレ
イン)になるまで、混合物に二酸化炭素を吹き込む。二
酸化炭素の吹き込みに続いた後者の水和石灰の添加の段
階を、さらに3回繰り返すが、ただし、最後の繰り返し
段階では、反応混合物は、45〜55の塩基価(フェノ
ールフタレイン)まで炭酸化される。反応混合物を、9
3〜104℃でフラッシュ乾燥し、149〜160℃で
ケトル乾燥(kettledry)し、濾過し、そして
オイルで12.0%のCaレベルまで調整する。この生
成物は、分析により、300の塩基価(ブロモフェノー
ルブルー)、12.0重量%の金属含量、12の金属
比、40.7重量%の硫酸塩灰分含量、および1.5重
量%のイオウ含量を有する、オーバーベース化スルホン
酸カルシウムである。このオイル含量は、53重量%で
ある。
【0156】(実施例A−3)鉱油135グラム、キシ
レン330グラム、アルキルフェニルスルホン酸(平均
分子量425)の鉱油溶液200グラム(0.235当
量)、トール油酸19グラム(0.068当量)、酸化
マグネシウム60グラム(約2.75当量)、メタノー
ル83グラム、および水62グラムの反応混合物を、メ
タノールの還流温度にて、1時間あたり15グラムの二
酸化炭素の速度で約2時間にわたり、炭酸化する。二酸
化炭素の導入速度を、次いで、1時間あたり約7グラム
まで低減し、3時間にわたり温度を約98℃まで上げる
ことにより、メタノールを除去する。水(47グラム)
を加え、約95℃の温度でさらに3.5時間炭酸化を続
ける。炭酸化した混合物を、次いで、2.5時間にわた
り140℃〜145℃の温度まで加熱することにより、
ストリッピングする。この結果、約10の金属比により
特徴づけられる塩基性マグネシウム塩のオイル溶液が得
られる。
【0157】炭酸化した混合物を約60℃〜65℃まで
冷却し、そしてそれに、キシレン208グラム、酸化マ
グネシウム60グラム、メタノール83グラムおよび水
62グラムを加える。メタノールの還流温度にて、1時
間あたり15グラムの速度で2時間にわたり、炭酸化を
再開する。二酸化炭素の添加速度を、1時間あたり7グ
ラムまで低減し、そして温度を3時間にわたり約95℃
まで上げることにより、メタノールを除去する。追加の
水41.5グラムを加え、そして約90℃〜95℃の温
度にて、1時間あたり7グラムの速度で3.5時間にわ
たり、炭酸化を続ける。炭酸化した塊(mass)を、
次いで、3.5時間にわたり約150℃〜160℃まで
加熱し、次いで、この温度で圧力を20 mm.(H
g.)まで低下させることにより、さらにストリッピン
グする。炭酸化反応生成物を濾過すると、その濾液は、
約20の金属比により特徴づけられる所望の塩基性マグ
ネシウム塩のオイル溶液である。
【0158】(実施例A−4)100中性(neutr
al)鉱油835グラム、ポリブテニル(分子量=95
0)置換無水コハク酸118グラム、イソブチルアルコ
ールおよびアミルアルコールの65:35モル混合物1
40グラム、15%塩化カルシウム水溶液43.2グラ
ム、および石灰86.4グラムの混合物を調製する。温
度を80℃以下に維持しつつ、第一級モノアルキルベン
ゼンスルホン酸の85%溶液(約480の分子量、11
0の中和酸価、および15重量%の有機希釈剤を有す
る)1000グラムを、混合物に加える。混合物を、水
が約0.7%になるまで、150℃で乾燥する。混合物
を46〜52℃まで冷却し、そこで、上記のイソブチル
−アミルアルコール混合物127グラム、メタノール2
77グラム、およびカルシウム、ホルムアルデヒドでカ
ップリングしたヘプチルフェノール(0.8の金属比お
よび2.2%のカルシウムを有する)の31%溶液8
7.6グラムを、この混合物に加える。石灰171グラ
ムの3つの分量を別々に加えて、50〜60の範囲の中
和塩基価まで炭酸化する。石灰の第四の分量171グラ
ムを加え、45〜55の中和塩基価(フェノールフタレ
イン)まで炭酸化する。およそ331グラムの二酸化炭
素を用いる。この混合物を、水がおよそ0.5%になる
まで、150℃で乾燥する。反応混合物を濾過すると、
濾液は所望生成物である。生成物は、分析により、12
%のカルシウムを含有し、11の金属比を有する。この
生成物は、41%のオイルを含有する。
【0159】(実施例A−5)反応器に、ポリブテン
(Mn=1000、マレイン酸に対するポリブテンの比
は1:1)から誘導したポリブテニル置換無水コハク酸
1122グラム(2当量)、テトラプロペニルフェノー
ル105グラム(0.4当量)、キシレン1122グラ
ム、および100中性鉱油1000グラムを充填する。
混合物を攪拌し、そして窒素下にて80℃まで加熱し、
そして10分間にわたり、その容器に、水酸化ナトリウ
ムの50%水溶液580グラムを加える。その混合物
を、1.3時間にわたり、80℃から120℃まで加熱
する。共沸還流により水を除去しつつ、その反応混合物
を、1時間あたり1標準立方フィート(scfh)の割
合で、炭酸化する。温度を、6時間で150℃まで加熱
する。この間、水300グラムを集める。(1)反応混
合物を約80℃まで冷却し、その後、この容器に、水酸
化ナトリウムの50%水溶液540グラムを加える。
(2)反応混合物を、1.7時間で140℃まで加熱
し、還流状態で水を除去する。(3)反応混合物を、1
時間あたり1標準立方フィート(scfh)の割合で炭
酸化する。この間、5時間にわたり水を除去する。水酸
化ナトリウム水溶液560グラムを用いて、工程(1)
〜(3)を繰り返す。水酸化ナトリウム水溶液640グ
ラムを用いて、工程(1)〜(3)を繰り返す。次い
で、別の50%水酸化ナトリウム水溶液640グラムを
用いて、工程(1)〜(3)を繰り返す。反応混合物を
冷却し、100中性鉱油1000グラムを反応混合物に
加える。反応混合物を、約30ミリメートル水銀にて1
15℃まで真空ストリッピングする。残留物をケイソウ
土で濾過する。その濾液は、361の全塩基価、43.
4%の硫酸塩灰分、16.0%のナトリウム、39.4
%のオイル、1.11の比重を有し、そしてこのオーバ
ーベース化金属塩は、約13の金属比を有する。
【0160】(実施例A−6)実施例A−5で得たオー
バーベース化塩を、鉱油で希釈して、13.75のナト
リウム、約320の全塩基価および45%のオイルを有
する組成物を提供する。
【0161】(実施例A−7)反応器に、100中性鉱
油700グラム、実施例A−5の無水コハク酸700グ
ラム(1.25当量)、および50%水酸化ナトリウム
水溶液200グラム(2.5当量)を充填する。反応混
合物を攪拌し、80℃まで加熱し、ここで、反応容器
に、テトラプロペニルフェノール66グラム(0.25
当量)を加える。窒素を吹き込み水40グラムを除去し
つつ、反応混合物を、2.5時間にわたって80℃から
140℃まで加熱する。140〜165℃の温度で2.
25時間にわたり、二酸化炭素(28グラム、1.25
当量)を加える。反応混合物に、1時間あたり2標準立
方フィート(scfh)で窒素を吹き込み、全体で水1
12グラムを除去する。反応温度を115℃まで下げ、
反応混合物をケイソウ土で濾過する。濾液は、4.06
%のナトリウム、89の全塩基価、0.948の比重、
44.5%のオイルを有し、このオーバーベース化塩
は、約2の金属比を有する。
【0162】(実施例A−8)反応器に、実施例A−5
の無水コハク酸281グラム(0.5当量)、キシレン
281グラム、テトラプロペニル置換フェノール26グ
ラム、および100中性鉱油250グラムを充填する。
混合物を80℃まで加熱し、水酸化ナトリウム水溶液2
72グラム(3.4当量)を反応混合物に加える。混合
物に、1 scfhで窒素を吹き込み、反応温度を14
8℃まで上げる。反応混合物に、次いで、1 scfh
の割合で1時間25分間にわたり、二酸化炭素を吹き込
む。この間、水150グラムを集める。反応混合物を8
0℃まで冷却し、その後、反応混合物に、上の水酸化ナ
トリウム水溶液272グラム(3.4当量)を加え、そ
してこの混合物に、1 scfhで窒素を吹き込む。反
応温度を140℃まで上げ、反応混合物に、次いで、1
scfhで1時間25分間にわたり、二酸化炭素を吹
き込む。この間、水150グラムを集める。反応温度を
100℃まで下げ、上記の水酸化ナトリウム溶液272
グラム(3.4当量)を加える。この間、混合物に1
scfhの割合で窒素を吹き込む。反応温度を148℃
まで上げ、反応混合物に、1 scfhの割合で1時間
40分間にわたり、二酸化炭素を吹き込む。この間、水
160グラムを集める。反応混合物を90℃まで冷却
し、100中性鉱油250グラムを反応混合物に加え
る。反応混合物を、70℃で真空ストリッピングし、そ
の残留物をケイソウ土で濾過する。濾液は、ASTM
D−874による50.0%の硫酸ナトリウム灰分、4
08の全塩基価、1.18の比重、37.1%のオイル
を有し、その塩は、約15.8の金属比を有する。
【0163】(実施例A−9)アルキル化ベンゼンスル
ホン酸(100中性鉱油および未反応アルキル化ベンゼ
ンを57重量%で含む)780部(1当量)およびポリ
ブテニル無水コハク酸119部(0.2当量)の鉱油4
42部中の溶液を、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℃まで上げつつ、この混合物
に、7 cfh(1時間あたりの立方フィート)の割合
で11分間にわたり、二酸化炭素を吹き込む。二酸化炭
素の流速を6 cfhまで下げ、温度を、約40分間に
わたって88℃までゆっくりと下げる。二酸化炭素の流
速を、約35分間で5 cfh.まで下げ、温度をゆっ
くりと73℃まで下げる。温度をゆっくりと160℃ま
で上げつつ、2 cfh.で105分間にわたり、炭酸
化した混合物に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、
混合物を160℃でさらに45分間保持し、次いで、濾
過すると、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が生じる。
【0164】(実施例A−10)酸化マグネシウム13
5部およびアルキルベンゼンスルホン酸(約385の当
量を有し約24%の非スルホン化アルキルベンゼンを含
有する)600部の混合物を調製する。混合中、発熱反
応が起こり、温度が57℃に上昇する。混合物を半時間
攪拌し、次いで、水50部を加える。95℃にて1時間
加熱後、9.07%のマグネシウムを含有する堅いゲル
として、所望の酸化マグネシウム−スルホン酸エステル
錯体が得られる。
【0165】(実施例A−11)約506重量部の鉱油
溶液(約0.5当量のアルキル化サリチル酸の実質的に
中性のマグネシウム塩を含有し、ここで、このアルキル
基は、平均して、約16個〜24個の脂肪族炭素原子を
有する)、および約30重量部のオイル混合物(約0.
037当量のアルキル化ベンゼンスルホン酸を含有す
る)と共に約22重量部(約1.0当量)の酸化マグネ
シウムおよび約250重量部のキシレンを含有する反応
混合物を、フラスコに加え、約60℃〜70℃の温度ま
で加熱する。反応系を、続いて、約85℃まで加熱し、
反応塊(mass)に、およそ60重量部の水を加え、
次いで、還流温度まで加熱する。反応塊を、約95℃〜
100℃の還流温度で約1時間30分保持し、続いて、
40 mm Hg下にて約155℃でストリッピング
し、そして濾過する。濾液は、塩基性カルボン酸マグネ
シウム塩を含有し、15.59%(硫酸塩灰分)の硫酸
塩灰分含量により特徴づけられ、これは、274%の化
学量論的な当量に相当する。
【0166】(実施例A−12)約1575重量部のオ
イル溶液(約1.5当量のアルキル化4−ヒドロキシ−
1,3−ベンゼンジカルボン酸を含有し、ここで、この
アルキル基は、平均して、約16個以上の脂肪族炭素原
子を有する)およびオイル混合物(約0.5当量のトー
ル油脂肪酸を含有する)と共に約120重量部(6.0
当量)の酸化マグネシウムおよび約700重量部の有機
溶媒(キシレンを含む)を含有する反応混合物をフラス
コに加え、そして約70℃〜75℃の範囲の温度まで加
熱する。反応系を、続いて、約85℃まで加熱し、およ
そ200重量部の水を反応系に加え、次いで、還流温度
まで加熱する。反応塊を、約95℃〜100℃の還流温
度で約3時間保持し、続いて、真空下にて約155℃の
温度でストリッピングし、そして濾過する。この濾液
は、塩基性カルボン酸マグネシウム塩を含有する。
【0167】(実施例A−13)約500重量部のオイ
ル溶液(約0.5当量のアルキル化1−ヒドロキシ−2
−ナフトエ酸(naphtoic acid)を含有
し、ここで、このアルキル基は、平均して、約16個以
上の脂肪族炭素原子を有する)およびオイル混合物
(0.25当量の石油スルホン酸を含有する)と共に約
30重量部(1.5当量)の酸化マグネシウムおよび約
250重量部の炭化水素溶媒を含有する反応混合物を反
応器に加え、そして約60℃〜75℃の範囲の温度まで
加熱する。この反応塊を、続いて、約85℃まで加熱
し、およそ30重量部の水を反応塊に加え、次いで、還
流温度まで加熱する。反応塊を、約95℃〜100℃の
還流温度で約2時間保持し、続いて、真空下にて約15
0℃の温度でストリッピングし、そして濾過する。濾液
は、塩基性カルボン酸マグネシウム金属塩を含有する。
【0168】(実施例A−14)鉱油希釈剤の存在下に
て、C13-18アルキル置換サリチル酸と石灰とを反応さ
せ、適切な促進剤(例えば、メタノール)の存在下にて
炭酸化することにより、カルシウムオーバーベース化サ
リチル酸塩を調製する。約2.5の金属比を有するカル
シウムオーバーベース化サリチル酸塩が生じる。オイル
含量は約38重量%である。
【0169】(B)リンおよびイオウ含有組成物 本発明のグリース組成物中で使用するリンおよびイオウ
含有組成物としては、リンおよびイオウ含有酸、それら
の塩および他の誘導体、およびチオ亜リン酸エステル化
合物を含有する他の化合物が挙げられる。有用なリンお
よびイオウ含有化合物には、以下が挙げられる: (B−1)次式により表される化合物:
【0170】
【化19】
【0171】ここで、各X1、X2、X3およびX4は、独
立して、酸素またはイオウであるが、但し、少なくとも
1個はイオウである;各aおよびbは、独立して、0ま
たは1であり;そしてここで、各R1、R2およびR
3は、独立して、水素、ヒドロカルビル、または次式の
基であり:
【0172】
【化20】
【0173】ここで、各R4およびR5は、独立して、水
素またはヒドロカルビルであるが、但し、R4およびR5
の少なくとも1個はヒドロカルビルであり、R6はアル
キレン基またはアルキリデン基であり、各aおよびb
は、独立して、0または1であり、そして各X5、X6
7およびX8は、独立して、酸素またはイオウである;
または式R6OHの基であって、ここで、R6は、アルキ
レン基またはアルキリデン基である; (B−2)少なくともR3が水素のときの(A−1)の
アミン塩またはアンモニウム塩; (B−3)次式により表される化合物:
【0174】
【化21】
【0175】ここで、各R7、R8およびR9は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、少な
くとも1個はヒドロカルビルであり、そして各X9、X
10およびX11は、独立して、酸素またはイオウである
が、但し、少なくとも1個はイオウであり、各aおよび
bは、独立して、0または1である;および (B−4)(B−1)〜(B−3)の2種またはそれ以
上の混合物。
【0176】好ましい実施態様では、aおよびbは、そ
れぞれ1である。
【0177】1つの実施態様では、イオウおよびリン含
有組成物は、化合物(B−1)である。好ましくは、a
およびbは、それぞれ、1である。1つの実施態様で
は、R 1およびR2は、それぞれ独立して、1個〜約30
個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基であり、そし
てR3は、水素または1個〜約30個の炭素原子を含有
するヒドロカルビル基である。
【0178】特定の実施態様では、各R1、R2およびR
3は、独立して、1個〜約18個の炭素原子を含有する
アルキル基、または約6個〜約18個の炭素原子を含有
するアリール基であり、さらに特定すると、各R1、R2
およびR3は、独立して、ブチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、オレイル基またはクレシル基であ
る。
【0179】他の特定の実施態様では、R3は水素であ
る。R3が水素のとき、好ましくは、各R1およびR
2は、独立して、1個〜約18個の炭素原子を含有する
アルキル基、または約6個〜約18個の炭素原子を含有
するアリール基であり、さらに特定すると、各R1およ
びR2は、独立して、ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、オレイル基またはクレシル基である。
【0180】好ましい実施態様では、各R1、R2および
3は、独立して、水素または次式の基である:
【0181】
【化22】
【0182】好ましくは、R3は水素であり、そして各
1およびR2は、独立して、水素または次式の基であ
る:
【0183】
【化23】
【0184】上記のように、X1、X2、X3およびX4
うち少なくとも1個は、イオウでなければならないが、
残りの基は、酸素でもイオウでもよい。1つの好ましい
実施態様では、X1、X2およびX3の1個がイオウであ
り、残りは酸素である。
【0185】R1、R2またはR3が次式の基のとき、
【0186】
【化24】
【0187】X5およびX6が酸素であり、そしてX7
よびX8がイオウであるか、またはX5、X6、X7および
8の1個がイオウであり、そして残りが酸素であるの
が好ましい。これらの場合、好ましくは、各X3および
4は酸素であり、さらに好ましくは、X2は酸素であ
る。
【0188】さらに他の実施態様では、各R1およびR2
は、独立して、1個〜約30個の炭素原子を有するヒド
ロカルビルであり、R3はR6OHであって、ここで、R
6は、2個〜約28個の炭素原子を含有するアルキレン
基またはアルキリデン基である。この場合、X1、X2
3およびX4のうち1個がイオウであり、残りは酸素で
ある。好ましい実施態様では、X3およびX4がイオウで
あり、そしてX1およびX2が酸素である。R6がアルキ
レンの場合もまた、好ましい。
【0189】他の実施態様では、リンおよびイオウ含有
組成物は、アンモニウム塩またはアミン塩(B−2)で
ある。好ましくは、aおよびbは、それぞれ1である。
【0190】R1、R2またはR3のいずれかが水素のと
き、式Iの化合物は酸である。塩(B−2)は、その酸
から誘導されると考えられ得る。
【0191】(B−2)がアンモニウム塩のとき、この
塩は、アンモニア(NH3)またはアンモニア生成化合
物(例えば、NH4OH)から誘導されると考えられ
る。他のアンモニア生成化合物は、当該技術者に容易に
想起される。
【0192】(B−2)がアミン塩であるとき、この塩
は、アミンから誘導されると考えられ得る。
【0193】アミンは、第一級アミン、第二級アミンま
たは第三級アミン、またはそれらの混合物であり得る。
これらのアミンのヒドロカルビル基は、脂肪族、環状脂
肪族または芳香族であり得る。好ましくは、ヒドロカル
ビル基は、脂肪族であり、さらに好ましくは、アルキル
またはアルケニルであり、最も好ましくは、アルキルで
ある。このアミンがアルキルアミンのとき、アルキル基
は、1個〜約24個の炭素原子を含有するのが好まし
い。
【0194】1つの好ましい実施態様では、これらのア
ミンは、ヒドロカルビル基中に約2個〜約30個の炭素
原子、さらに好ましくは、約4個〜約20個の炭素原子
を含有する第一級ヒドロカルビルアミンである。ヒドロ
カルビル基は、飽和または不飽和であり得る。第一級飽
和アミンの代表例には、アルキルアミン(例えば、メチ
ルアミン、n−ブチルアミン、n−ヘキシルアミン);
脂肪族第一級脂肪アミンとして周知のアミンであって、
例えば「アルメーン(Armeen)」第一級アミン
(Akzo−Nobel Chemicals、シカ
ゴ、イリノイから入手できる生成物)として商業的に知
られているアミンがある。典型的な脂肪アミンとして
は、例えば、n−オクチルアミン、n−ドデシルアミ
ン、n−テトラデシルアミン、n−オクタデシルアミン
(ステアリルアミン)、オクタデセニルアミン(オレイ
ルアミン)などのようなアミンが挙げられる。混合した
脂肪アミン(例えば、Akzo−NobelのArme
en−C、Armeen−O、Armeen−OD、A
rmeen−T、Armeen−HT、Armeen
SおよびArmeen SD)もまた適切であり、これ
らは、全て、純度を変えた脂肪アミンである。
【0195】他の好ましい実施態様では、本発明のアミ
ン塩は、脂肪族基中に約4個〜約30個の炭素原子、好
ましくは、約6個〜約24個の炭素原子、さらに好まし
くは、約8個〜約24個の炭素原子を有する第三級脂肪
族第一級アミンから誘導されるアミン塩である。
【0196】通常、この第三級脂肪族第一級アミンは、
モノアミン(好ましくは、次式により表されるアルキル
アミン)である:
【0197】
【化25】
【0198】ここで、R*7は、1個〜約30個の炭素原
子を含有するヒドロカルビル基である。このようなアミ
ンは、第三級ブチルアミン、1−メチル−1−アミノシ
クロヘキサン、第三級オクチル第一級アミン、第三級テ
トラデシル第一級アミン、第三級ヘキサデシル第一級ア
ミン、第三級オクタデシル第一級アミン、第三級オクタ
コサニル第一級アミンにより例示される。
【0199】第三級アルキル第一級アミンの混合物もま
た、本発明の目的上、有用である。このタイプのアミン
混合物の例としては、「プリメーン(Primene)
81R」(これは、C11〜C14第三級アルキル第一級
アミンの混合物である)、および「プリメーン JM
T」(これは、C18〜C22第三級アルキル第一級アミン
の類似混合物である)(これらは共に、ローム アンド
ハース(Rohm and Haas)カンパニーか
ら入手できる)が挙げられる。第三級アルキル第一級ア
ミンおよびそれらの調製方法は、当業者に周知である。
本発明の目的上で有用な第三級アルキル第一級アミンお
よびそれらの調製方法は、米国特許第2,945,74
9号に記載されており、その内容は、このことに関する
教示について、本明細書中で参考として援用されてい
る。
【0200】ヒドロカルビル基がオレフィン性不飽和を
含有する第一級アミンもまた、有用である。それゆえ、
ヒドロカルビル基は、鎖長に依存して、1個またはそれ
以上のオレフィン性不飽和を含有し、通常、10個の炭
素原子あたり、1個以下の二重結合を含有し得る。代表
的なアミンとしては、ドデセニルアミン、オレイルアミ
ン、およびリノレイルアミン(linoleylami
ne)が挙げられる。このような不飽和アミンはまた、
Armeenの商品名で入手可能である。
【0201】第二級アミンとしては、第一級アミンに関
して上で記載されたヒドロカルビル基(好ましくは、ア
ルキル基またはアルケニル基)2個を有するジアルキル
アミン(これには、Armeen 2CおよびArme
en HTのような市販の脂肪第二級アミンが包含され
る)および以下の混合されたたジアルキルアミンも挙げ
られ、ここでは、例えば、一方のアルキル基が脂肪基で
あり、他方のアルキル基が、低級アルキル基(1個〜7
個の炭素原子)(例えば、エチル、ブチルなど)であり
得るか、または他方のヒドロカルビル基が、基の本質的
に炭化水素的な性質を損なわない他の非反応性置換基ま
たは極性置換基(CN、アルキル、カルボアルコキシ
(carbalkoxy)、アミド、エーテル、チオエ
ーテル、ハロ、スルホキシド、スルホン)を有するアル
キル基であり得る。
【0202】第三級アミン(例えば、トリアルキルアミ
ンまたはトリアルケニルアミン)、およびアルキルアミ
ンとアルケニルアミンとの混合物を含有する第三級アミ
ンは、有用である。このアルキル基およびアルケニル基
は、第一級アミンおよび第二級アミンに関して上述した
ものと実質的に同じである。
【0203】他の有用な第一級アミンは、第一級エーテ
ルアミンR”OR’NH2であり、ここで、R’は、2
個〜6個の炭素原子を有する2価アルキレン基であり、
そしてR”は、約5個〜約150個の炭素原子を有する
ヒドロカルビル基である。これらの第一級エーテルアミ
ンは、一般に、アルコールR”OH(ここで、R”は、
上で定義されたものと同じである)と不飽和ニトリルと
の反応により、調製される。典型的には、そして効率お
よび経済上から、アルコールは、線状または分枝状の脂
肪族アルコールであり、R”は、約50個までの炭素原
子を有し、好ましくは、26個までの炭素原子を有し、
最も好ましくは、6個〜20個の炭素原子を有する。ニ
トリル反応物は2個〜6個の炭素原子を有し得、アクリ
ロニトリルが最も好ましい。エーテルアミンは、マース
(Mars)ケミカルカンパニー(アトランタ、ジョー
ジア)から販売されたサーファム(SURFAM)の名
称で市販されている。このようなアミンの典型例には、
約150〜約400の分子量を有するアミンがある。好
ましいエーテルアミンは、サーファム P14B(デシ
ルオキシプロピルアミン)、サーファム P16A(直
線状C16)、サーファム P17B(トリデシルオキシ
プロピルアミン)として同定されるエーテルアミンで例
示される。上記のおよびこの後で用いられるサーファム
類の炭素鎖長(すなわち、C14など)は、概算値であ
り、酸素−エーテル結合を含む。例えば、C14サーファ
ム(SURFAM)アミンであれば、以下の一般式を有
する: C1021OC36NH2 このアミン塩を形成するために用いるアミンは、ヒドロ
キシアミンであり得る。1つの実施態様では、これらの
ヒドロキシアミンは、次式により表され得る:
【0204】
【化26】
【0205】ここで、R*8は、一般に、約6個〜約30
個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基、R*9はエチ
レン基またはプロピレン基、R*10は、約5個までの炭
素原子を含有するアルキレン基、aは0または1、各R
*11は水素または低級アルキル基、そしてx、yおよび
zは、それぞれ独立して、0〜約10の整数であり、
x、yおよびzの少なくとも1個は、1以上である。
【0206】上記のヒドロキシアミンは、当該技術分野
で周知の技術により調製され得、このようなヒドロキシ
アミンの多くは市販されている。
【0207】上式のaが0である有用なヒドロキシアミ
ンには、2−ヒドロキシエチルヘキシルアミン、2−ヒ
ドロキシエチルオレイルアミン、ビス(2−ヒドロキシ
エチル)ヘキシルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチ
ル)オレイルアミン、およびそれらの混合物が包含され
る。上の式でxおよびyの少なくとも1個が少なくとも
2である類似の要素もまた、包含される。
【0208】aが0である多くのヒドロキシアミンは、
Akzo−Nobel,Inc.のArmak Che
mical Division(シカゴ、イリノイ)か
ら、「エトメーン(Ethomeen)」および「プロ
ポメーン(Propomeen)」の一般的な商品名称
で入手できる。特定の例としては、「エトメーン C/
15」(これは、ココナッツ脂肪酸のエチレンオキシド
縮合物であり、約5モルのエチレンオキシドを含有す
る);「エトメーン C/20」および「C/25」
(これらもまた、ココナッツ脂肪酸のエチレンオキシド
縮合生成物であり、それぞれ、約10モルおよび15モ
ルのエチレンオキシドを含有する)が挙げられる。「プ
ロポメーン O/12」は、1モルのオレイルアミンと
2モルのプロピレンオキシドとの縮合生成物である。
【0209】aが1であるアルコキシル化アミンの市販
の例には、「エトデュオメーン(Ethoduomee
n) T/13」および「T/20」が挙げられ、これ
らは、N−タロ トリメチレンジアミンのエチレンオキ
シド縮合生成物であり、それぞれ、1モルのジアミンあ
たり、3モルおよび10モルのエチレンオキシドを含有
する。
【0210】脂肪ジアミンには、モノアルキルまたはジ
アルキルの対称または非対称エチレンジアミン、プロパ
ンジアミン(1,2または1,3)、および上記のポリ
アミン類似物が包含される。適切な脂肪ポリアミン、例
えば、デュオメーン(Duomeen)の名称で販売さ
れている脂肪ポリアミンは、アルマックケミカル社(シ
カゴ、イリノイ)のProduct Data Bul
letin No.7−10R1に記載の市販のジアミ
ンである。他の実施態様では、第二級アミンが、環状ア
ミン(例えば、ピペリジン、ピペラジン、モルホリンな
ど)であり得る。
【0211】さらに他の実施態様では、イオウおよびリ
ン含有組成物は、(B−3)である。好ましくは、aお
よびbは、それぞれ1である。1つの実施態様では、各
7、R8およびR9は、独立して、水素であるか、また
は約1個〜約18個の炭素原子を有するヒドロカルビル
基であり、そしてaおよびbは、それぞれ、1である。
好ましくは、各R7、R8およびR9は、独立して、水素
であるか、またはプロピル基、ブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基、ヘプチル基、オレイル基、クレシル基およ
びフェニル基からなる群から選択されるアルキル基また
はアリール基であるが、但し、少なくとも1個は、該ア
ルキル基またはアリール基である。
【0212】好ましい実施態様では、X9、X10、およ
びX11の少なくとも2個は、イオウである。
【0213】他の実施態様では、イオウおよびリン含有
組成物は、(B−4)、つまり(B−1)〜(B−3)
で表される化合物の2種またはそれ以上の混合物であり
得る。
【0214】他の実施態様では、(B−1)は、チオリ
ン酸である。本発明で用いられるジオルガノチオリン酸
物質は、周知の方法により調製され得る。
【0215】O,O−ジオルガノジチオリン酸は、例え
ば、有機ヒドロキシ化合物と五硫化リンとを反応させる
ことにより、調製され得る。適切な有機ヒドロキシ化合
物には、アルコール(例えば、アルカノール、アルカン
ジオール、シクロアルカノール、アルキル置換およびシ
クロアルキル置換脂肪族アルコール、エーテルアルコー
ル、エステルアルコール、およびこれらのアルコールの
混合物);フェノール性化合物(例えば、フェノール、
クレゾール、キシレノール、アルキル置換フェノール、
シクロアルキル置換フェノール、フェニル置換フェノー
ル、アルコキシフェノール、フェノキシフェノール、ナ
フトール、アルキル置換ナフトール)などが挙げられ
る。非ベンゼノイド(non−benzenoid)有
機ヒドロキシ化合物は、一般に、O,O−ジオルガノジ
チオリン酸を調製する際に、最も有用である。これらの
化合物の調製の詳細な論述は、Journal of
the American Chemical Soc
iety、 67巻(1945年)、1662頁にあ
る。
【0216】S,S−ジオルガノテトラチオリン酸は、
有機ヒドロキシ化合物に代えてメルカプタンを使用する
こと以外は、上記と同じ方法により、調製され得る。
【0217】O,S−ジオルガノトリチオリン酸は、メ
ルカプタンおよび有機ヒドロキシ化合物の混合物を五硫
化リンと反応させること以外は、上記のジチオリン酸の
調製に使用した方法と同じ方法により、調製され得る。
【0218】リンおよびイオウ含有化合物(B−1)に
は、チオリン酸が挙げられ、これには、モノチオリン酸
だけでなくジチオリン酸、チオホスフィン酸またはチオ
ホスホン酸が含まれるが、これらに限定されない。チオ
リン酸、チオホスホン酸またはチオホスフィン酸との用
語の使用はまた、これらの酸のモノチオ誘導体だけでな
くジチオ誘導体を包含することも意味している。有用な
リン含有酸を以下に記載する。
【0219】1つの実施態様では、aおよびbが1であ
り、X1、X2、X3またはX4の1個がイオウであり、そ
して残りが酸素のとき、このリン含有組成物は、モノチ
オリン酸またはモノチオホスフェートにより特徴づけら
れる。
【0220】モノチオリン酸は、次式の1種またはそれ
以上により特徴づけられ得る:
【0221】
【化27】
【0222】ここで、R1およびR2は上で定義したもの
と同じであり、好ましくは、各R1およびR2は、独立し
て、ヒドロカルビル基である。
【0223】モノチオリン酸エステルは、イオウ源(例
えば、イオウ、ヒドロカルビルスルフィド、ポリスルフ
ィドなど)と亜リン酸ジヒドロカルビルとの反応により
調製され得る。このイオウ源は、好ましくは、元素イオ
ウである。
【0224】モノチオリン酸エステルの調製は、米国特
許第4,755,311号およびPCT公開WO 87
/07638号に開示され、その内容は、モノチオリン
酸エステル、モノチオリン酸エステルを調製するための
イオウ源、およびモノチオリン酸エステルの製造プロセ
スの開示に関して、参考として援用される。
【0225】モノチオリン酸エステルは、潤滑剤ブレン
ドにて、イオウ源を含有する潤滑組成物に亜リン酸ジヒ
ドロカルビルを加えることにより形成され得る。この亜
リン酸エステルは、ブレンド条件(すなわち、約30℃
〜約100℃まで、またはそれより高い温度)下にて、
イオウ源と反応して、モノチオリン酸エステルを形成し
得る。装置を操作中に遭遇する条件下でも、モノチオリ
ン酸エステルを形成することが可能である。
【0226】式Iにおいて、aおよびbが1、X1およ
びX2が酸素であり、X3およびX4がイオウ、そしてR3
が水素のとき、リン含有組成物は、ジチオリン酸または
ホスホロジチオ酸として特徴づけられる。
【0227】ジチオリン酸は、次式により特徴づけられ
得る:
【0228】
【化28】
【0229】ここで、R1およびR2は、上で定義したも
のと同じであり、好ましくは、R1およびR2はヒドロカ
ルビル基である。
【0230】ホスホロジチオ酸ジヒドロカルビルは、通
常、約50℃と約150℃との間の温度にて、アルコー
ルとP25との反応により、調製され得る。ジチオリン
酸およびそれらの塩の調製は、当業者に周知である。
【0231】他の実施態様では、リン含有組成物は式
(I)により表され、この場合、各X 1およびX2は酸
素、各X3およびX4はイオウであり、R3は水素、そし
て各R1およびR2は、独立して、水素または次式の基で
ある:
【0232】
【化29】
【0233】ここで、種々のR、a、bおよびX基は、
先に定義したものと同じである。好ましくは、R1およ
びR2の両方が式IIの基であるか;またはR1が水素で
ありかつR2が式IIの基であるかのいずれかである。
【0234】好ましくは、各R4およびR5が独立してヒ
ドロカルビルのとき、それらは、R 1またはR2に関する
記載のものと同じである。好ましくは、X5およびX6
酸素であり、そしてX7およびX8はイオウである。好ま
しくは、R6は、アリーレン基、または1個〜約12個
の炭素原子を有するアルキレン基またはアルキリデン基
であり、さらに好ましくは、約2個〜約6個の炭素原
子、さらにより好ましくは、約3個の炭素原子を有す
る。R6は、好ましくは、エチレン基、プロピレン基、
またはブチレン基であり、さらに好ましくは、プロピレ
ン基である。
【0235】式IIにより表される基は、ジチオリン酸
とエポキシドまたはグリコールとの反応体である化合物
から誘導される。このジチオリン酸は上記のジチオリン
酸である。このエポキシドは、一般に、脂肪族エポキシ
ドまたはスチレンオキシドである。有用なエポキシドの
例には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテ
ンオキシド、オクテンオキシド、ドデセンオキシド、ス
チレンオキシドなどが挙げられる。プロピレンオキシド
が好ましい。
【0236】このグリコールは、1個〜約12個の炭素
原子、好ましくは、約2個〜約6個の炭素原子、さらに
好ましくは、2個または3個の炭素原子を有する脂肪族
グリコールであり得、あるいは芳香族グリコールであり
得る。脂肪族グリコールには、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、トリエチレングリコールなどが挙
げられる。芳香族グリコールには、ヒドロキノン、カテ
コール、レゾルシノールなどが挙げられる。
【0237】ジチオリン酸とグリコールまたはエポキシ
ドとの反応生成物は、次いで、無機リン試薬(例えば、
五酸化リン、三酸化リン、四酸化リン、リン含有酸(p
hosphorus acid)、ハロゲン化リンな
ど)と反応する。上の反応は当該技術分野で公知であ
り、レシュア(LeSuer)により発行された米国特
許第3,197,405号に記載されている。この特許
の内容は、ジチオリン酸、グリコール、エポキシド、無
機リン試薬および上記のものを反応させる方法の開示に
関して、本明細書中に参考として援用されている。
【0238】先の生成物の塩もまた、レシュアー(Le
Suer)(米国特許第3,197,405号)に記載
され、その内容は、このことに関する開示について、こ
こに示されている。このような塩は、化合物(B−2)
の群に包含される。
【0239】また、(B−1)として同定される化合物
には、次式の化合物が含まれる:
【0240】
【化30】
【0241】ここで、各基は、上に示したものと同じで
ある。好ましくは、R1およびR2は、それぞれ、アルキ
ルであり、さらに好ましくは、1個〜約30個の炭素原
子を含有し、さらにより好ましくは、1個〜約18個の
炭素原子を含有する。R6は、2個〜約28個の炭素原
子を含有するアルキレンまたはアルキリデン、好ましく
は、2個〜約18個の炭素原子を含有するアルキレン、
さらに好ましくは、2個〜約6個の炭素原子を含有する
アルキレン、さらにより好ましくは、2個〜4個の炭素
原子を含有するアルキレンである。式(XI)の化合物
は、上記のように、ジチオリン酸O,O−ジヒドロカル
ビルとグリコールまたはエポキシドとを反応させること
により、調製され得る。これらの化合物およびその調製
方法は、米国特許第3,197,405号(レシュアー
(LeSuer))および米国特許第3,341,63
3号(アセフ(Asseff))に記載され、これら両
方の内容は、それに含まれる関連した開示について、本
明細書中に参考として援用される。
【0242】トリエステルは、対応するリンおよびイオ
ウ含有酸と、例えば、オレフィンとを反応させることに
より調製され得る。トリエステルおよびそれらの調製方
法の詳細な論述は、米国特許第2,802,856号
(ノーマン(Norman)ら)に示され、この特許の
内容は、このことに関する関連した開示について、本明
細書中に参考として援用される。
【0243】化合物(B−3)としては、チオ亜リン酸
エステルおよびチオ亜リン酸エステル水素(hydro
gen thiophosphites)が挙げられ
る。これらは、当業者に周知の方法により容易に調製さ
れ、これらには、メルカプタンとハロゲン化リンとの反
応、アルコールとハロゲン化チオリンとの反応などが含
まれる。式IIIにてaおよびbがそれぞれ1であり、
7およびR8は、ヒドロカルビルである化合物が好まし
い。ここで、好ましくは、R7およびR8は、約1個〜約
24個の炭素原子を含有し、さらに好ましくは、1個〜
約18個の炭素原子を含有し、さらに好ましくは、4個
〜約12個の炭素原子を含有するアルキル、および6個
〜約18個の炭素原子を含有し、好ましくは、6個〜約
12個の炭素原子を含有し、さらに好ましくは、6個〜
約10個の炭素原子を含有するアリールである。
【0244】化合物(B−3)が式IVを有するとき、
7およびR8は上で定義したものと同じであり、かつR
9はヒドロカルビルまたは水素であることが好ましい。
好ましい実施態様では、R9は、式IIIの互変異性形
態の水素である。あるいは、他の好ましい実施態様で
は、R9は、ヒドロカルビルであり、好ましくは、上記
でR7およびR8に対して定義したアルキルまたはアリー
ルである。
【0245】好ましくは、該リンおよびイオウ含有組成
物は、以下の(B−1)、(B−2)、(B−3)およ
び(B−4)からなる群から選択される: (B−1)次式により表される化合物:
【0246】
【化31】
【0247】ここで、各R1、R2およびR3は、独立し
て、水素、ヒドロカルビル、または次式の基である:
【0248】
【化32】
【0249】但し、R1、R2およびR3の少なくとも1
個は、次式の基である:
【0250】
【化33】
【0251】ここで、各R4およびR5は、独立して、水
素またはヒドロカルビルであるが、但し、R4およびR5
の少なくとも1個は、ヒドロカルビルであり、ここで、
6は、アルキレン基またはアルキリデン基である; (B−2)(B−1)のアンモニウム塩またはアミン塩
であるが、但し、少なくともR3は、水素である; (B−3)次式により表される化合物:
【0252】
【化34】
【0253】ここで、各R7、R8およびR9は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、少な
くとも1個はヒドロカルビルである;および (B−4)(B−1)〜(B−3)の2種またはそれ以
上の混合物。
【0254】1つの特に好ましい実施態様では、リンお
よびイオウ含有組成物は(B−1)であり、ここで、R
1およびR2の少なくとも1個は、水素または次式の基で
ある:
【0255】
【化35】
【0256】但し、少なくともR3は水素であり、ここ
で、各R4およびR5は、独立して、約2個〜約12個の
炭素原子を有するアルキル基であり、そしてR6は、約
2個〜約6個の炭素原子を有するアルキレン基である。
【0257】他の特に好ましい実施態様では、リンおよ
びイオウ含有組成物は、アミン塩(B−2)であり、約
1個〜約24個の炭素原子を有するアルキルアミン、好
ましくは、約10個〜約16個の炭素原子を含有する第
三級アルキル第一級アミンから誘導される。
【0258】さらに特に好ましい実施態様では、リンお
よびイオウ含有組成物は、化合物(B−3)であり、こ
こで、各R7、R8およびR9は、独立して、水素である
か、または3個〜約24個の炭素原子を含有するアルキ
ル基であるが、但し、少なくとも1個は該アルキル基で
ある。
【0259】特に好ましい実施態様では、リンおよびイ
オウ含有組成物は、約0℃〜約150℃の温度で、以下
を含む一連の反応を行うことにより、酸性中間体を調製
することを包含するプロセスにより調製したものであ
る:次式を有するホスホロジチオ酸とエポキシドとをお
よそ当量で反応させること:
【0260】
【化36】
【0261】ここで、各R4およびR5は、独立して、ヒ
ドロカルビル基である;続いて、それにより得た生成物
を五酸化リンと反応させること(ここで、五酸化リンに
対する該ホスホロジチオ酸−エポキシド反応生成物のモ
ル比(OH%基準)は、約2:1〜約5:1の範囲内で
ある);そして、約0℃〜200℃の温度で、該酸性混
合物の少なくとも約50%を、約4個〜約30個の炭素
原子を有するヒドロカルビルアミンおよびヒドロキシ置
換ヒドロカルビルアミンからなる群から選択されたアミ
ンで中和すること。好ましくは、このアミンは、第三級
アルキル第一級アミンであって、さらに好ましくは、第
三級アルキル基中に約10個〜約16個の炭素原子を含
有する第三級アルキル第一級アミンである。
【0262】以下の実施例は、本発明のグリース組成物
中で有用なタイプのイオウおよびリン含有化合物を例示
する。これらの実施例は、例示することのみを意図して
おり、本発明の範囲を限定する意図はない。他に指示が
なければ、全ての部は重量部であり、そして温度は摂氏
である。
【0263】(実施例B−1)154の酸価を有する
O,O’−ジ(2−エチルヘキシル)ジチオリン酸(3
54グラム)を、1320 ml容量のステンレス鋼製
「シェーカー」タイプオートクレーブ(これは、サーモ
スタットで制御した加熱ジャケットを有する)に導入す
る。室温にて、圧力が1平方インチあたり170ポンド
に上がるまで、プロピレンを入れ、次いで、このオート
クレーブを密封し、50℃〜100℃で4時間振とうす
る。この間、圧力は、1平方インチあたり550ポンド
の最大圧まで上がる。反応の進行につれて、圧力は低下
する。
【0264】オートクレーブを室温まで冷却し、過剰の
プロピレンを排気し、そして内容物を取り出す。生成物
(358グラム)、13.4の酸価を有する黒ずんだ液
体は、実質的に、O,O’−ジ(2−エチルヘキシル)
−S−イソプロピルジチオホスフェートである。
【0265】(実施例B−2)実施例B−1のジチオリ
ン酸364部(1当量)に、実質的に中性の生成物が得
られるまで、アンモニアを吹き込む。
【0266】(実施例B−3)O,O’−ジ(2−エチ
ルヘキシル)ホスホロジチオ酸1,780グラム(5モ
ル)を室温で撹拌しながら、そこにプロピレンオキシド
319グラム(5.5モル)を少しずつ加える。得られ
る反応は全く発熱的であり、温度は、15分間以内に8
3℃まで上昇する。温度を、90〜91℃で3時間維持
し、その後、追加のプロピレンオキシド29グラム
(0.5モル)を加える。混合物を90℃でさらに1時
間維持し、続いて、28 mm Hgの圧力で90℃の
最終温度までストリッピングする。暗黄色の液体残留物
は、以下の分析値を示す:S、15.4%;P、7.4
%。
【0267】実施例B−3と実質的に同じ手順を使用し
て、以下のものを反応させる。 実施例 ホスホロジチオ酸 エポキシド B−4 O,O’−ジ−(4−メチル−2−ペンチル) エピクロロヒドリン B−5 O,O’−ジ−(イソプロピル) プロピレンオキシド B−6 O,O’−ジ−(2−エチルヘキシル) スチレンオキシド。
【0268】(実施例B−7)五酸化リン(64グラ
ム、0.45モル)を、58℃にて45分間以内で、
O,O’−ジ(4−メチル−2−ペンチル)ホスホロジ
チオ酸ヒドロキシプロピル(514グラム、1.35モ
ル;これは、25℃で、ジ(4−メチル−2−ペンチ
ル)ホスホロジチオ酸を1.3モルのプロピレンオキシ
ドで処理することにより、調製した)に加える。混合物
を、75℃で2.5時間加熱し、濾過助剤(ケイソウ
土)と混合し、そして70℃で濾過する。濾液は、分析
により、11.8%のリン含量、15.2%のイオウ含
量および87の酸価(ブロモフェノールブルー指示薬)
を有することが分かる。
【0269】(実施例B−8)五酸化リン667グラム
(4.7モル)、およびヒドロキシプロピルO,O’−
ジイソプロピルホスホロジチオエート(これは、ホスホ
ロジチオ酸ジイソプロピル3514グラムとプロピレン
オキシド986グラムとを、50℃で反応させることに
より調製した)の混合物を、85℃で3時間加熱し、そ
して濾過する。濾液は、分析によれば、15.3%のリ
ン含量、19.6%のイオウ含量および126の酸価
(ブロモフェノールブルー指示薬)を有する。
【0270】(実施例B−9)実施例B−6の酸性濾液
217グラム(0.5当量)に、25℃〜60℃で20
分間以内で、191の平均分子量を有する市販の第三級
脂肪族第一級アミン(プリメーン 81−R、ローム
アンド ハース社;この脂肪族基は、11個〜14個の
炭素原子を含有する第三級アルキル基の混合物である)
66グラム(0.35当量)を加える。部分的に中和さ
れた生成物は、分析によれば、10.2%のリン含量、
1.5%の窒素含量および26.3の酸価を有する。
【0271】(実施例B−10)実施例B−7の濾液の
一部(1752グラム)を、25℃〜82℃で、化学量
論的に当量(764グラム)の実施例B−8の脂肪族第
一級アミンでの処理により中和する。中和された生成物
は、分析によれば、9.95%のリン含量、2.72%
の窒素含量および12.6%のイオウ含量を有する。
【0272】(実施例B−11)五酸化リン(208グ
ラム、1.41モル)を、50℃〜60℃で、O,O’
−ジイソブチルホスホロジチオ酸ヒドロキシプロピル
(これは、30℃〜60℃で、プロピレンオキシド28
0グラムとO,O’−ジイソブチルホスホロジチオ酸1
184グラムとを反応させることにより、調製した)に
加える。反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で2
時間保持する。この酸性反応混合物に、30℃〜60℃
で、化学量論的に当量(384グラム)の実施例B−8
の市販の脂肪族第一級アミンを加える。生成物を濾過す
る。濾液は、分析によれば、9.31%のリン含量、1
1.37%のイオウ含量、2.50%の窒素含量および
6.9の塩基価(ブロモフェノールブルー指示薬)を有
する。
【0273】(実施例B−12)O,O’−ジ(イソオ
クチル(isoctyl))ホスホロジチオ酸400部
に、オレイルアミン(Armeen O−Armak)
308部を加える。
【0274】(実施例B−13)ブチルホスホン酸ジク
ロライド(175部、1モル)を、146部(1モル)
の1−オクタンチオールおよび74部(1モル)の1−
ブタノールの混合物と反応させる。
【0275】(C)亜リン酸ヒドロカルビル 本発明の組成物はまた、(C)亜リン酸ヒドロカルビル
を含有し得る。この亜リン酸エステルは、次式により表
され得る:
【0276】
【化37】
【0277】ここで、各「R」基は、独立して、水素ま
たはヒドロカルビル基であるが、但し、R10およびR11
の少なくとも1個は、ヒドロカルビルである。特に好ま
しい実施態様では、この亜リン酸エステルは、式(XI
II)を有し、そしてR10およびR11は、それぞれ独立
して、ヒドロカルビルである。
【0278】上記の条件の束縛の範囲内で、各R10、R
11およびR12は、独立して、水素、あるいは、1個〜約
30個の炭素原子、好ましくは、1個〜約18個の炭素
原子、さらに好ましくは、約1個〜約8個の炭素原子を
有するヒドロカルビル基であるのが好ましい。各R
10基、R11基およびR12基は、独立して、アルキル、ア
ルケニルまたはアリールであり得る。この基がアリール
のとき、6個以上の炭素原子、好ましくは、6個〜約1
8個の炭素原子を含有する。アルキル基またはアルケニ
ル基の例は、プロピル、ブチル、ヘキシル、ヘプチル、
オクチル、オレイル、リノレイル、ステアリルなどが挙
げられる。
【0279】アリール基の例は、フェニル、ナフチル、
ヘプチルフェニルなどが挙げられる。好ましくは、これ
らの各基は、独立して、プロピル、ブチル、ペンチル、
ヘキシル、ヘプチル、オレイルまたはフェニルであり、
さらに好ましくは、ブチル、オクチルまたはフェニルで
あり、さらに好ましくは、ブチルである。
【0280】R10基、R11基およびR12基はまた、市販
の混合アルコールから誘導したヒドロカルビル基の混合
物を含有し得る。
【0281】1価アルコールおよびアルコール混合物の
例には、コンチネンタルオイルコーポレーションから販
売されている市販の「アルフォール(Alfol)」ア
ルコールが包含される。アルフォール 810は、8個
〜10個の炭素原子を有する直鎖の第一級アルコールか
ら実質的になるアルコールを含有する混合物である。ア
ルフォール 812は、ほとんどC12脂肪アルコールを
含有する混合物である。アルフォール 1218は、1
2個〜18個の炭素原子を有する合成の第一級直鎖アル
コールの混合物である。アルフォール 20+アルコー
ルは、GLC(気体−液体クロマトグラフィー)により
決定されるように、アルコールベースでほとんどC20
ルコールを有する18〜28(C18〜C28)第一級アル
コールの混合物である。
【0282】市販のアルコール混合物の他の群には、シ
ェル(Shell)ケミカルカンパニーから入手できる
「ネオドール(Neodol)」生成物が包含される。
例えば、ネオドール 23は、C12およびC13アルコー
ルの混合物;ネオドール 25は、C12およびC15アル
コールの混合物;そしてネオドール 45は、C14およ
びC15線状アルコールの混合物である。ネオドール 9
1は、C9、C10およびC11アルコールの混合物であ
る。
【0283】市販のアルコール混合物としては、他にア
ドール(Adol) 60が挙げられる。これは、約7
5重量%の直鎖C22第一級アルコール、約15重量%の
20第一級アルコール、および約8%のC18およびC24
アルコールから構成される。アドール 320は、主と
して、オレイルアルコールを含有する。アドールアルコ
ールは、アッシュランド(Ashland)ケミカル社
から販売されている。
【0284】天然に生じるトリグリセリドから誘導され
かつC8〜C18の鎖長範囲の1価脂肪アルコールの種々
の混合物は、プロクター&ギャンブル(Procter
&Gamble)カンパニーから入手できる。これら
の混合物は、主として、12個、14個、16個または
18個の炭素原子を含有する脂肪アルコールを、種々の
量で含有する。例えば、CO−1214は、0.5%の
10アルコール、66.0%のC12アルコール、26.
0%のC14アルコールおよび6.5%のC16アルコール
を含有する脂肪アルコール混合物である。
【0285】亜リン酸エステルおよびそれらの調製は公
知であり、多くの亜リン酸エステルは市販されている。
特に有用な亜リン酸エステルとしては、亜リン酸ジブチ
ル水素、亜リン酸トリオレイルおよび亜リン酸トリフェ
ニルがある。好ましい亜リン酸エステルは、一般に、亜
リン酸ジアルキル水素である。
【0286】多くの亜リン酸ジアルキル水素が市販され
ており、例えば、亜リン酸低級ジアルキル水素が好まし
い。亜リン酸低級ジアルキル水素としては、亜リン酸ジ
メチル水素、亜リン酸ジエチル水素、亜リン酸ジプロピ
ル水素、亜リン酸ジブチル水素、亜リン酸ジペンチル水
素および亜リン酸ジヘキシル水素がある。亜リン酸混合
アルキル水素(mixed alkyl hydrog
en phosphites)もまた、本発明で有用で
ある。亜リン酸混合アルキル水素の例には、亜リン酸エ
チルブチル水素;亜リン酸プロピルペンチル水素;およ
び亜リン酸メチルペンチル水素が包含される。
【0287】本発明の組成物に有用な好ましい亜リン酸
ジヒドロカルビル(C)は、当該技術分野で周知の方法
により、調製され得、多くは市販されている。1つの調
製方法では、低分子量亜リン酸ジアルキル(例えば、ジ
メチル)を、直鎖アルコール、分枝鎖アルコールまたは
それらの混合物を含めたアルコールと反応させる。上記
のように、2つのタイプのアルコールのそれぞれは、そ
れ自体、混合物を含有し得る。それゆえ、この直鎖アル
コールは直鎖アルコールの混合物を含有し得、そして分
枝鎖アルコールは分枝鎖アルコールの混合物を含有し得
る。高分子量アルコールは、メチル基を置換して(古典
的なエステル交換反応と類似している)メタノールを形
成し、このメタノールは、反応混合物からストリッピン
グされる。
【0288】他の実施態様では、分枝鎖ヒドロカルビル
基は、低分子量亜リン酸ジアルキル(例えば、亜リン酸
ジメチル)と、それより立体的に障害のある分枝鎖アル
コール(例えば、ネオペンチルアルコール(2,2−ジ
メチル−1−プロパノール))とを反応させることによ
り、亜リン酸ジアルキルに導入され得る。この反応で
は、メチル基の1個は、ネオペンチル基で置換され、明
らかに、ネオペンチル基の大きさのために、第二のメチ
ル基はネオペンチルアルコールで置換されない。本発明
で有用な他のネオアルコールは、2,2,4−トリメチ
ル−1−ペンタノールである。
【0289】他の実施態様では、混合した脂肪族−芳香
族亜リン酸エステルおよび脂肪族亜リン酸エステルは、
芳香族亜リン酸エステル(例えば、亜リン酸トリフェニ
ル)と脂肪族アルコールとを反応させて、1個またはそ
れ以上の芳香族基を脂肪族基で置換することにより、調
製され得る。それゆえ、例えば、亜リン酸トリフェニル
は、ブチルアルコールと反応して、亜リン酸ブチルを形
成し得る。亜リン酸ジアルキル水素は、2モルの脂肪族
アルコールと1モルの亜リン酸トリフェニルとを反応さ
せ、続いてまたは同時に、1モルの水と反応させること
により調製され得る。
【0290】亜リン酸ジヒドロカルビルは、一般に、以
下の互変異性構造を有すると考えられている。
【0291】
【化38】
【0292】以下の実施例は、本発明の組成物で有用な
いくつかの亜リン酸エステル(C)の調製を例示する。
以下の実施例および本明細書および請求の範囲の他の箇
所でほかに指示がなければ、全ての部およびパーセント
は重量基準であり、そして全ての温度は摂氏である。
【0293】(実施例C−1)911.4部(7モル)
の2−エチルヘキサノール、1022部(7モル)のア
ルフォール(Alfol)8−10、および777.7
部(7モル)の亜リン酸ジメチルの混合物を調製し、そ
して125℃まで加熱する。この間、窒素パージし、そ
して留出物として、メタノールを除去する。約6時間
後、この混合物を145℃まで加熱し、この温度でさら
に6時間維持し、その後、約406部の留出物を回収す
る。反応混合物を、50 mm.Hg.にて150℃ま
でストリッピングし、そして追加の留出物40部を回収
する。残留物を濾過助剤で濾過すると、濾液は、分析に
よれば、9.6%のリン(理論値は9.7%)を含有す
る所望の亜リン酸混合ジアルキル水素である。
【0294】(実施例C−2)468.7部(3.6モ
ル)の2−エチルヘキサノール、1050.8部(7.
20モル)のアルフォール 8−10、および600部
(5.4モル)の亜リン酸ジメチルの混合物を調製し、
窒素パージしつつ、135℃まで加熱する。混合物を、
145℃までゆっくりと加熱し、この温度で約6時間維
持し、その後、全体で183.4部の留出物を回収す
る。残留物を、145℃(10 mm.Hg.)まで真
空ストリッピングし、追加の留出物146.3部を回収
する。残留物を濾過助剤で濾過すると、濾液は、9.3
%のリン(理論値は9.45%)を含有する所望生成物
である。
【0295】(実施例C−3)n−ブタノール518部
(7モル)、2−エチルヘキサノール911.4部(7
モル)および亜リン酸ジメチル777.7部(7モル)
の混合物を調製し、窒素を吹き込みつつ、120℃まで
加熱する。約7時間後、留出物322.4部を集め、こ
の物質を、次いで、真空ストリッピングし(140℃で
50 mm.Hg.)、その後、追加の留出物198.
1部を回収する。残留物を濾過助剤で濾過すると、濾液
は、12.9%のリン(理論値は12.3%)を含有す
る所望生成物である。
【0296】(実施例C−4)2,2−ジメチル−1−
プロパノール193部(2.2モル)および亜リン酸ジ
メチル242部(2.2モル)の混合物を調製し、窒素
を吹き込みつつ、約120℃まで加熱する。留出物を除
去し集めて、残留物を真空ストリッピングする。残留物
を濾過すると、濾液は、14.2%のリンを含有する所
望生成物である。
【0297】(D)脂肪族基置換カルボン酸または無水
物 成分(D)は、脂肪族基置換カルボン酸またはそれらの
無水物であり、ここで、脂肪族基は、少なくとも約12
個の炭素原子および約500個までの炭素原子、好まし
くは、約30個〜約300個の炭素原子、しばしば、約
30個〜約150個の炭素原子、頻繁には、約30個〜
約100個の炭素原子を含有する。1つの実施態様で
は、成分(D)は、その脂肪族置換基中に、約12個〜
約500個の炭素原子、好ましくは、約30個〜約40
0個の炭素原子、しばしば、約50個〜約200個の炭
素原子を含有する、脂肪族置換コハク酸無水物もしくは
酸である。有用な脂肪族カルボン酸または無水物および
それらを調製する方法を記述している特許には、非常に
多くの他の特許のうち、米国特許第3,215,707
号(Rense);第3,219,666号(Norm
anら);第3,231,587号(Rense);第
3,912,764号(Palmer);第4,11
0,349号(Cohen);および第4,234,4
35号(Meinhardtら);第5,696,06
0号(Bakerら);第5,696,067号(Ad
amsら);および英国特許第1,440,219号が
挙げられる。
【0298】上述の特許(それらの内容は、本発明の成
分(D)として有用な化合物の開示について、本明細書
中で参考として援用されている)に示されるように、カ
ルボン酸(またはそれらの種々の誘導体)は、通常、カ
ルボン酸含有化合物と、ポリアルケンまたはそれらのハ
ロゲン化誘導体または適切なオレフィンとの反応によ
り、誘導される。成分(D)を形成するための反応物と
して有用なカルボン酸含有化合物には、α,β−不飽和
物質(例えば、アクリル酸およびメタクリル酸、マレイ
ン酸、これらの酸のエステル、次式の化合物:
【0299】
【化39】
【0300】およびそれらの反応性原料(例えば、次式
の化合物))が挙げられる:
【0301】
【化40】
【0302】ここで、各R3、R5、および各R9は、独
立して、Hまたはヒドロカルビル基であり、R4は、二
価ヒドロカルビレン基であり、そしてnは、0または1
である。
【0303】カルボン酸(D)が誘導されるポリアルケ
ンには、重合可能なオレフィンモノマー(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(inter)
ポリマーがある。これらのインターポリマーは、2種ま
たはそれ以上のオレフィンモノマーが、周知の従来手順
によってインターポリマー化されて、以下のポリアルケ
ンを形成するものである: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
で用いる「インターポリマー」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、置換基が誘導されるポリアルケンは、しばし
ば、慣用的に、「ポリオレフィン」と呼ばれる。
【0304】ポリアルケンが誘導されるオレフィンモノ
マーは、1個またはそれ以上のエチレン性不飽和基(す
なわち、>C=C<)の存在により特徴づけられる重合
可能なオレフィンモノマーである;すなわち、これら
は、モノオレフィン性モノマー(例えば、エチレン、プ
ロピレン、ブテン−1、イソ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
ィンモノマー;例えば、ブタジエン−1,3およびイソ
プレン)である。
【0305】これらのオレフィンモノマーは、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、重合可能な内部オレフ
ィンモノマー(これらは、時には、中間オレフィン(m
edial olefin)として、文献に示されてい
る;これらは、その構造内に、基 −C−C=C−C− が存在することにより特徴づけられる)もまた、ポリア
ルケンを形成するために、用いられ得る。内部オレフィ
ンモノマーが使用されるとき、それらは、通常、末端オ
レフィンと共に使用され、インターポリマーであるポリ
アルケンを生成する。本発明の目的上、特定の重合した
オレフィンモノマーが、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、1,3−ペンタジエ
ン(すなわち、ピペリレン)は、本発明の目的上、末端
オレフィンとみなされる。
【0306】成分(D)として有用な好ましい物質に
は、ポリオレフィン置換コハク酸、無水コハク酸、エス
テル酸、ラクトンまたはラクトン酸が挙げられる。
【0307】成分(D)は、一般に、本発明のグリース
組成物中にて、グリース組成物の約0.025重量%〜
約2重量%、しばしば、約1重量%まで、好ましくは、
約0.04重量%〜約0.25重量%の範囲の量で、使
用される。
【0308】(実施例)化合物(D)として有用な化合
物の非限定的な例には、以下の実施例に示すものが包含
される。
【0309】実施例D−1 主としてイソブテン単位を含有し約1600の分子量を
有するポリブテン6400部(4モル)および無水マレ
イン酸408部(4.16モル)の混合物を、225〜
240℃で4時間加熱する。次いで、これを170℃ま
で冷却し、追加の無水マレイン酸102部(1.04モ
ル) を添加し、続いて塩素70部(0.99モル)を
加える。後者は、170〜215℃で3時間にわたって
加える。この混合物を、215℃でさらに3時間加熱
し、次いで、220℃で真空ストリッピングし、そして
ケイソウ土で濾過する。生成物は、61.8のケン化価
を有する所望のポリブテニル置換無水コハク酸である。
【0310】実施例D−2 750の分子量を有するポリイソブテンを塩素化して、
3.6重量%の塩素含量を有する生成物とし、この生成
物を、触媒量のシアン化第一銅の存在下にて、当量のシ
アン化カリウムとの反応によって対応するニトリルに転
化し、そして得られたニトリルを、還流温度で、50%
過剰の希硫酸水溶液での処理によって加水分解すること
により、モノカルボン酸を調製する。
【0311】実施例D−3 エチレンを、1分子あたり平均して35個のエチレンラ
ジカルを有するテロマーまで、四塩化炭素でテロメル化
し、そしてこのテロマーを、英国特許第581,899
号に記述の手順に従って、対応する酸に加水分解するこ
とにより、高分子量モノカルボン酸を調製する。
【0312】実施例D−4 200℃で、塩素化ポリブチレンと無水マレイン酸との
反応により、ポリブテニル無水コハク酸を調製する。そ
のポリブテニル基は、805の平均分子量を有し、主と
して、イソブテン単位を含有する。得られたアルケニル
無水コハク酸は、113の酸価(500の当量に相当す
る)を有することが分かる。
【0313】実施例D−5 触媒量の濃硫酸の存在下にて、約90℃の温度で、ポリ
オレフィン(Mn約900)置換無水コハク酸2当量
と、水1.02当量とを反応させることにより、ラクト
ン酸を調製する。反応の完結に続いて、硫酸触媒を炭酸
ナトリウムで中和し、反応混合物を濾過する。
【0314】実施例D−6 アルキル基中に、平均して、約35個の炭素原子を有す
るアルキル置換無水コハク酸2当量と、エタノール1モ
ルとを反応させることにより、エステル酸を調製する。
【0315】実施例D−7 反応器に、蒸気相浸透法で測定した約950の分子量を
有するポリブテン(これは、主として、イソブテン単位
から成る)1000部を充填し、続いて、無水マレイン
酸108部を添加する。混合物を110℃まで加熱し、
続いて、110〜188℃の範囲の温度で6.5時間に
わたり、100部のCl2を表面下で添加する。188
℃を越えないように、発熱反応を制御する。バッチに窒
素を吹き込み、次いで、保存する。
【0316】実施例D−8 蒸気相浸透法で測定した約1650の分子量を有するポ
リブテン(これは、主として、イソブテン単位から成
る)1000部、および無水マレイン酸106部を使用
して、実施例D−7の手順を繰り返す。130℃でCl
2を添加し始め、塩素化のほぼ最終時点で、188℃の
最高温度に達するように、ほぼ連続した速度で添加す
る。この残留物に窒素を吹き込み、そして回収する。
【0317】実施例D−9 反応器に、ポリイソブテン(これは、約1000の数平
均分子量を有し、約80モル%の末端ビニリデン基を含
有する)3000部および70%メタンスルホン酸水溶
液6部を充填する。これらの物質を、N2下にて160
℃まで加熱し、続いて、155〜160℃に維持しつ
つ、4時間にわたって、50%グリオキシル酸水溶液5
77.2部を添加する。水を除去し、ディーン−スター
クトラップに集める。この反応系を、160℃で5時間
保持し、140℃まで冷却し、そして濾過する。この濾
液は、全酸価(ASTM Procedure D−9
74)=34.7およびケン化価(ASTM Proc
edure D−74)=53.2;Mn(ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC))=1476
およびMw(GPC)=3067;未反応ポリイソブテ
ン(薄層クロマトグラフィー−火炎イオン化検出器(T
LC−FID))=8.6%を有する。
【0318】グリース組成物中で使用する各成分の最小
量もまた、ある程度、成分の特定の特性に依存するが、
一般に、少なくとも約0.25重量%の各成分(A)、
(B)および(C)、ならびに少なくとも約0.025
重量%の成分(D)が存在すべきである。成分(A)の
有用な量は、約0.25重量%〜約10重量%、好まし
くは、約0.5重量%〜約5重量%、さらに好ましく
は、約1重量%〜約2重量%の範囲である。成分(B)
に関して、本発明の目的上で有用な量は、約0.25重
量%〜約5重量%、好ましくは、約0.5重量%〜約3
重量%、さらに好ましくは、約0.5重量%〜約1重量
%の範囲である。成分(C)は、一般に、約0.25重
量%〜約5重量%、好ましくは、約0.5重量%〜約3
重量%、さらに好ましくは、約0.75重量%〜約2重
量%、さらに多くの場合、約1重量%までの範囲の量で
存在する。成分(D)は、約0.025重量%〜約2.
5重量%、好ましくは、約0.04重量%〜約1重量%
の範囲の量で使用される。
【0319】上述のように、成分(B)は、ベースグリ
ースまたは錯体もしくは失敗錯体グリースの滴点を上昇
させるのに効果的な少量で、成分(A)、(C)、およ
び(C)と共に用いられる。使用するイオウおよびリン
含有化合物の好ましい最小量は、ある程度、添加剤に依
存する。イオウおよびリン含有添加剤が(B−1)のと
き、少なくとも約0.75重量%を用いることが好まし
い。添加剤が(B−2)のときにも、同じことがあては
まるが、(B−3)の好ましい最小量は、約0.25重
量%である。
【0320】個々に使用するイオウおよびリン含有化合
物の好ましい最小量は、ある程度、添加剤に依存する。
イオウおよびリン含有添加剤が(B−1)のとき、少な
くとも約0.75重量%を用いることが好ましい。添加
剤が(B−2)のときにも、同じことがあてはまるが、
(B−3)の好ましい最小量は、約0.25重量%であ
る。
【0321】約5重量%より多いイオウおよびリン含有
化合物を使用することは、それ以上の利点が得られない
だけでなく、この処理レベル以上では、しばしば、グリ
ースの滴点および他の特性に関する性能の低下が認めら
れるので、一般に、必要ではない。多くの場合、約5重
量%以下、しばしば、約2重量%以下のイオウおよびリ
ン含有化合物が使用される。しばしば、1重量%の量で
充分である。
【0322】成分全体の重量%が約20重量%より多い
ものを使用することは、それ以上の利点が得られないだ
けでなく、この処理レベル以上では、しばしば、グリー
スの滴点および他の特性に関する性能が低下することも
認められるので、一般には、必要とされない。多くの場
合、全体で約10%以下の量、しばしば、約5%以下の
量が使用される。しばしば、滴点を上げるには、1重量
%〜3重量%の量で充分である。
【0323】特に好ましい実施態様において、成分は、
約1部(A)対約0.5〜1.5部の(B)および
(C)のそれぞれ対約0.05〜約0.1部(D)の相
対量の範囲で使用される。
【0324】従って、所望の滴点の上昇を達成するのに
合った添加剤を最小量で用いるのが好ましい。
【0325】成分(A)、(B)、(C)および(D)
は、グリース形成中、すなわち増粘剤の形成中に、存在
し得るか、またはベースグリースを調製した後で、添加
され得る。通常、あらかじめ形成したベースグリース
に、これらの成分を添加するのが好ましい。これらの成
分は、金属石鹸増粘剤および錯体増粘剤の調製中に、好
ましくない影響を与え得るからである。
【0326】潤滑剤としてのグリースの性能を向上させ
るために、ベースグリースには、他の添加剤を混合して
もよい。ベースグリースの特定の性能特性を改良するの
に有用な他の添加剤(これには、腐食防止剤、酸化防止
剤、極圧添加剤などが含まれる)は、周知であり、当業
者に容易に想起される。しばしば、これらの他の添加剤
は、グリースの滴点に対し悪影響を有する。これらの他
の添加剤と共に成分(A)〜(D)を使用することによ
り、この影響は打ち消される。
【0327】以下の実施例は、本発明のグリース組成物
を例示し、または本発明を使用して得られる利点を示す
比較例を例示する。これらの実施例は、例示の意図で示
されており、いずれの様式でも限定するつもりはないこ
とが理解されるべきである。滴点は、ASTM手順D−
2265を用いて決定する。全ての量は、他に指示がな
ければ、オイルを除いた基準(oil free ba
sis)であり、重量基準である。本発明の実施例の生
成物は、任意の希釈剤を含み、調製されるように使用さ
れる。温度は、他に指示がなければ、摂氏である。
【0328】実施例A Stratco接触器にて、12−ヒドロキシステアリ
ン酸(Cenwax A、Union Camp)9.
75部を、この酸が溶解するまで、77℃で、鉱油(8
50 SUS @40℃、Texaco HVI)70
部中にて、混合することにより、単純12−ヒドロキシ
ステアリン酸リチウム増粘化ベースグリースを調製し、
そこに、LiOH・H2O(FMC)2.15部を添加
する。接触器を閉じ、圧力を80 PSIまで上げる。
これらの物質を204℃まで加熱し、その温度を0.2
時間維持し、次いで、接触器を減圧する。温度を177
℃まで下げ、これらの物質を仕上げケトルに移し、追加
オイル14.9部を添加し、これらの物質を均一になる
まで充分に混合する。滴点は、203℃である。
【0329】実施例B オイルを、約59の粘度指数を有する鉱油(Shell
MVI、800 SUS @40℃)で置き換えて、
実施例Aの手順を繰り返す。滴点は、206℃である。
【0330】実施例C グリースを開放ケトル中で調製し、そして加熱中に反応
水を除去したこと以外は、実施例Aの手順を繰り返す。
滴点は、207℃である。
【0331】実施例D〜F 中程度に高い温度で、亜リン酸ジブチル水素、実施例A
−14のオーバーベース化サリチル酸カルシウム、なら
びに実施例B−10のリンおよびイオウ含有組成物を、
0.9:1.7:0.6の重量比で混合することによ
り、添加剤濃縮物を調製する。このオーバーベース化サ
リチル酸カルシウムのオイル含量については、調整して
いない。
【0332】実施例A〜Cの指示したベースグリース9
6.8部に、上記添加剤濃縮物3.2部を混合すること
により、グリース組成物を調製する。 実施例 ベースグリース 滴点(℃) D A 321 E B 218 F C 210 実施例G〜I 中程度に高い温度で、亜リン酸ジブチル水素、実施例A
−14のオーバーベース化サリチル酸カルシウム、実施
例B−10のリンおよびイオウ含有組成物、ならびに実
施例B−7の無水コハク酸を、0.9:1.62:0.
6:0.08の重量比で混合することにより、添加剤濃
縮物を調製する。このオーバーベース化サリチル酸カル
シウムのオイル含量については、調整していない。
【0333】実施例A〜Cの指示したベースグリース9
6.8部に、上記添加剤濃縮物3.2部を混合すること
により、グリース組成物を調製する。
【0334】 実施例 ベースグリース 滴点(℃) G A 314 H B 300 I C 300 上述の実施例から、滴点改良添加剤系の効果は、ベース
グリースを調製する際に使用される基油の粘度指数に大
きく依存することが明らかである。さらに、効果はま
た、ベースグリースの調製方法に依存する。本明細書中
で記述の添加剤の組み合わせは、この依存性を減らし、
グリース製造業者に、広範囲の選択を与える。
【0335】本発明を、その好ましい実施態様に関して
説明してきたが、それらの種々の変更が、本明細書を理
解することにより、当業者に明らかになることが理解さ
れるべきである。従って、本明細書中に開示された発明
は、特許請求の範囲の範囲内であるような変更を含むこ
とを意図していることが理解されるべきである。
【0336】
【発明の効果】本発明によれば、以下の組成物が提供さ
れる:単純金属石鹸増粘化グリース、錯体グリースおよ
び失敗錯体グリースからなる群から選択される主要量の
オイルベースの金属石鹸増粘化ベースグリース、少なく
とも1種のイオウおよびリン含有組成物、有機酸のオー
バーベース化金属塩、亜リン酸ヒドロカルビル、および
脂肪族基置換カルボン酸またはそれらの無水物を、該ベ
ースグリースの滴点をASTM手順D−2265で測定
したとき少なくとも約15℃上昇させるのに充分な量で
含有し、ここで、該脂肪族基は、少なくとも約12個の
炭素原子を含有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591131338 29400 Lakeland Boulev ard, Wickliffe, Ohi o 44092, United State s of America (72)発明者 ゲリー ダブリュー. ウィギンズ アメリカ合衆国 オハイオ 44095, ウ ィロウィック, イースト 324ティーエ イチ ストリート 459

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単純金属石鹸増粘化グリース、錯体グリ
    ースおよび失敗錯体グリースからなる群から選択される
    主要量のオイルベースの金属石鹸増粘化ベースグリー
    ス、および以下の(A)、(B)、(C)および(D)
    を含有する、改良されたグリース組成物: (A)約0.25重量%から約10重量%の有機酸のオ
    ーバーベース化金属塩; (B)約0.25重量%から約5重量%の、以下の(B
    −1)、(B−2)、(B−3)および(B−4)から
    なる群から選択されるリンおよびイオウ含有組成物: (B−1)次式により表される化合物: 【化1】 ここで、各X1、X2、X3およびX4は、独立して、酸素
    またはイオウであるが、但し、少なくとも1個はイオウ
    であり、各aおよびbは、独立して、0または1であ
    り、そして、ここで、各R1、R2およびR3は、独立し
    て、水素、ヒドロカルビル、または次式の基であり: 【化2】 ここで、各R4およびR5は、独立して、水素またはヒド
    ロカルビルであるが、但し、R4およびR5の少なくとも
    1個はヒドロカルビルであり、R6はアルキレン基また
    はアルキリデン基であり、各aおよびbは、独立して、
    0または1であり、そして各X5、X6、X7およびX
    8は、独立して、酸素またはイオウであるか、あるいは
    式−R6OHの基であって、ここで、R6は、アルキレン
    基またはアルキリデン基である; (B−2)少なくともR3が水素のときの(B−1)の
    アミン塩またはアンモニウム塩; (B−3)次式により表わされる化合物: 【化3】 ここで、各R7、R8およびR9は、独立して、水素また
    はヒドロカルビル基であるが、但し、少なくとも1個は
    ヒドロカルビルであり、そして各X9、X10およびX11
    は、酸素またはイオウであるが、但し、少なくとも1個
    はイオウである;および(B−4)(B−1)から(B
    −3)のうちの2種またはそれ以上の混合物; (C)約0.25重量%から約5重量%の亜リン酸ヒド
    ロカルビル;および (D)約0.025重量%から約2重量%の脂肪族基置
    換カルボン酸またはそれらの無水物であって、ここで、
    該脂肪族基は、少なくとも約12個の炭素原子を含有
    し、ここで、該ベースグリースの滴点は、ASTM手順
    D−2265で測定したとき、少なくとも約15℃上昇
    する。
  2. 【請求項2】 前記ベースグリースが、開放グリースケ
    トル中で調製した単純金属石鹸増粘化グリースである、
    請求項1に記載のグリース組成物。
  3. 【請求項3】 前記ベースグリースが、連続グリースプ
    ロセッサ中で調製した単純金属石鹸増粘化グリースであ
    る、請求項1に記載のグリース組成物。
  4. 【請求項4】 前記ベースグリースが、接触器中の単純
    金属石鹸増粘化グリースである、請求項1に記載のグリ
    ース組成物。
  5. 【請求項5】 前記組成物が、260℃より高い滴点を
    有し、前記ベースグリースが、260℃未満の滴点を有
    し、ここで、該滴点が、ASTM手順D−2265によ
    り測定される、請求項1に記載のグリース組成物。
  6. 【請求項6】 前記ベースグリースが、中粘度指数オイ
    ルをベースにした単純金属石鹸増粘化ベースグリースで
    ある、請求項1に記載のグリース組成物。
  7. 【請求項7】 前記金属石鹸の金属が、アルカリ金属、
    アルカリ土類金属またはアルミニウムである、請求項1
    〜6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  8. 【請求項8】 前記金属石鹸の金属が、リチウムであ
    る、請求項7に記載のグリース組成物。
  9. 【請求項9】 前記金属石鹸の金属が、バリウム、カル
    シウムおよびマグネシウムからなる群から選択されるア
    ルカリ土類金属である、請求項7に記載のグリース組成
    物。
  10. 【請求項10】 前記金属石鹸が、C8〜C24ヒドロキ
    シ置換モノカルボン酸である、請求項7に記載のグリー
    ス組成物。
  11. 【請求項11】 前記オーバーベース化金属塩(A)
    が、アルカリ金属、亜鉛、ならびにカルシウム、マグネ
    シウムおよびバリウムからなる群から選択されるアルカ
    リ土類金属の、(A−1)少なくとも約8個の炭素原子
    を含有するカルボン酸塩、(A−2)少なくとも約12
    個の炭素原子を含有する1個または2個のアルキル置換
    基を有するアルキルベンゼンスルホン酸塩および(A−
    3)そのアルキル置換基またはアルケニル置換基が少な
    くとも約8個の炭素原子を含有するアルキル置換または
    アルケニル置換フェネート(phenate)からなる
    群から選択される、請求項1〜6のいずれか1項に記載
    のグリース組成物。
  12. 【請求項12】 前記オーバーベース化カルボン酸金属
    塩(A−1)が、アルキル置換またはアルケニル置換サ
    リチル酸カルシウムであり、ここで、該置換基が、約1
    2個〜約50個の炭素原子を含有する、請求項11に記
    載のグリース組成物。
  13. 【請求項13】 前記リンおよびイオウ含有組成物が、
    (B−1)であり、X1、X2およびX3の1個が、イオ
    ウであり、その残りが、酸素であり、aおよびbが、そ
    れぞれ、1であり、各R1およびR2が、独立して、水素
    または 【化4】 であり、そしてR3が、水素である、請求項1〜6のい
    ずれか1項に記載のグリース組成物。
  14. 【請求項14】 前記リンおよびイオウ含有組成物が、
    前記アンモニウム塩またはアミン塩(B−2)であり、
    そしてaおよびbが、それぞれ、1である、請求項1〜
    6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  15. 【請求項15】 前記リンおよびイオウ含有組成物が、
    前記化合物(B−3)である、請求項1〜6のいずれか
    1項に記載のグリース組成物。
  16. 【請求項16】 前記亜リン酸ヒドロカルビルが、亜リ
    ン酸ジヒドロカルビル水素であり、各ヒドロカルビル基
    が、独立して、1個〜約30個の炭素原子を含有する、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  17. 【請求項17】 (D)が、ポリオレフィン置換コハク
    酸もしくはその無水物、またはそれらのエステル酸もし
    くはラクトン酸であり、該置換基が、約12個〜約30
    0個の炭素原子を含有する、請求項1〜6のいずれか1
    項に記載のグリース組成物。
  18. 【請求項18】 前記リンおよびイオウ含有組成物が、
    (B−1)であり、R1およびR2の少なくとも1個が、
    水素または 【化5】 であるが、但し、少なくともR3が、水素であり、各R4
    およびR5が、独立して、約2個〜約12個の炭素原子
    を有するアルキル基であり、そしてR6が、約2個〜約
    6個の炭素原子を有するアルキレン基である、請求項1
    〜6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  19. 【請求項19】 (A)が、3から約20の金属比を有
    するオーバーベース化アルキルサリチル酸カルシウムで
    あり、(B)が、ホスホロジチオ酸(ここで、R4およ
    びR5のそれぞれが、独立して、3個から約12個の炭
    素原子を有する脂肪族基、または6個から約12個の炭
    素原子を含有する芳香族基である)と、2個から約4個
    の炭素原子を有するエポキシドとを反応させ、次いで、
    約2.5から約3.5モルの該ホスホロジチオ酸−エポ
    キシド反応生成物と、約1モルの五酸化リンとを反応さ
    せ、次いで、少なくとも約50%の該酸性混合物を、約
    8個から約16個の炭素原子を有するアルキルアミンで
    中和することにより、調製される組成物であり、(C)
    が、亜リン酸ジアルキルであって、ここで、各R10およ
    びR11が、独立して、約3個から約8個の炭素原子を含
    有し、そして(D)が、そのポリイソブチレン置換基中
    に約30個から約100個の炭素原子を含有するポリイ
    ソブチレン置換無水コハク酸であり、そしてここで
    (A)が、約0.25重量%〜約10重量%の範囲の量
    で存在し、そして(B)および(C)が、それぞれ独立
    して、約0.25重量%〜約5重量%の範囲の量で存在
    し、そして(D)が、約0.025重量%〜約2重量%
    の範囲の量で存在し、ここで、前記ベースグリースの滴
    点が、ASTM手順D−2265で測定したとき、少な
    くとも約50℃上昇する、請求項1〜6のいずれか1項
    に記載のグリース組成物。
  20. 【請求項20】 前記アルキルアミンが、第三級アルキ
    ル第一級アミンである、請求項19に記載のグリース組
    成物。
  21. 【請求項21】 単純金属石鹸グリース、錯体グリース
    および失敗錯体グリースからなる群から選択されるオイ
    ルベースの金属石鹸増粘化ベースグリースの滴点を、A
    STM手順D−2265で測定したとき、少なくとも約
    15℃上昇させる方法であって、該方法は、該ベースグ
    リースに、以下の(A)、(B)、(C)および(D)
    を配合(incorporate)する工程を包含す
    る: (A)約0.25重量%から約10重量%の有機酸のオ
    ーバーベース化金属塩; (B)約0.25重量%から約5重量%の、以下の(B
    −1)、(B−2)、(B−3)および(B−4)から
    なる群から選択されるリンおよびイオウ含有組成物: (B−1)次式により表される化合物: 【化6】 ここで、各X1、X2、X3およびX4は、独立して、酸素
    またはイオウであるが、但し、少なくとも1個はイオウ
    であり、各aおよびbは、独立して、0または1であ
    り、そして、ここで、各R1、R2およびR3は、独立し
    て、水素、ヒドロカルビル、または次式の基であり: 【化7】 ここで、各R4およびR5は、独立して、水素またはヒド
    ロカルビルであるが、但し、R4およびR5の少なくとも
    1個はヒドロカルビルであり、R6はアルキレン基また
    はアルキリデン基であり、各aおよびbは、独立して、
    0または1であり、そして各X5、X6、X7およびX
    8は、独立して、酸素またはイオウであるか、あるいは
    式−R6OHの基であって、ここで、R6は、アルキレン
    基またはアルキリデン基である; (B−2)少なくともR3が水素のときの(B−1)の
    アミン塩またはアンモニウム塩; (B−3)次式により表わされる化合物: 【化8】 ここで、各R7、R8およびR9は、独立して、水素また
    はヒドロカルビル基であるが、但し、少なくとも1個は
    ヒドロカルビルであり、そして各X9、X10およびX11
    は、酸素またはイオウであるが、但し、少なくとも1個
    はイオウである;および(B−4)(B−1)から(B
    −3)のうちの2種またはそれ以上の混合物; (C)約0.25重量%から約5重量%の亜リン酸ヒド
    ロカルビル;および (D)約0.025重量%から約2重量%の脂肪族カル
    ボン酸またはそれらの無水物であって、ここで、該脂肪
    族基は、少なくとも約12個の炭素原子を含有する。
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