【発明の詳細な説明】
モリブデン含有組成物を用いた潤滑剤およびそれらを使用する方法
発明の分野
本発明は、潤滑剤の耐摩耗性を改良するモリブデン組成物を含有する潤滑組成
物に関する。本発明はまた、変速機または差動歯車を潤滑させる方法に関する。
これらの潤滑組成物は、手動変速機油として、特に有用である。
発明の背景
エンジン、変速機およびギアの設計には、それらの設計の際に、種々の冶金を
使用する。変速機では、しばしば、黄銅シンクロナイザー環が使用される。この
黄銅シンクロナイザーは、鋼鉄コーンと噛み合い、この変速機のギアを変える。
この設計に関連した1つの問題点には、黄銅環の摩耗がある。従って、鋼鉄上の
黄銅の摩耗を低減する潤滑剤が望まれている。
しばしば、潤滑剤は、このエンジン、変速機およびギアを摩耗および酸化に対
して保護することを意図する添加剤混合物を含有する。このような混合物の多く
は、当業者に公知である。しかしながら、鋼鉄上の黄銅の摩耗も保護する特定の
添加剤混合物が望まれている。
米国特許第3,541,014号(LeSuer)および同第5,143,633号(Galloら)は、種々の
モリブデン含有オーバーベース化金属塩を記述している。
米国特許第3,446,735号(Wiese)、同第4,289,635号(Schroeck)、同第4,456,538
号(Ripple)、同第4,692,256号(Umemuraら)、同第4,704,215号(Hataら)および同
第4,846,983号(Ward,Jr)は、種々のモリブデン化合物、およびそれ単独でまたは
他の添加剤と組み合わせるかのいずれかで使用した組成物を記述している。
発明の要旨
本発明は、主要量の潤滑粘性のあるオイルおよび以下の(A)および(B)を含有す
る潤滑組成物に関する:(A)耐摩耗を改良する量の少なくとも1種のモリブデン
含有組成物;および(B)以下の(i)、(ii)および(iii)からなる群から選択される
少なくとも1種の構成要素:(i)酸性有機化合物の少なくとも1種のホウ酸塩化
オーバーベース化金属塩であるが、但し、(A)および(Bi)は、同じではない;(ii
)(a)少なくとも1種の有機ポリスルフィドまたは少なくとも1種の無灰ジチオカ
ーバメート含有組成物と(b)チオリン酸金属、リン酸エステルまたはその塩、リ
ン含有カルボン酸、そのエステル、そのエーテルまたはそのアミド、ホウ酸塩化
分散剤、アルカリ金属ホウ酸塩、ホウ酸塩化脂肪アミン、ホウ酸塩化リン脂質、
ホウ酸塩エステル、およびそれらの混合物からなる群から選択した少なくとも1
種の成分との組合せ;および(iii)(i)と(ii)との組合せ。この潤滑組成物は、改
良された耐摩耗性を有する。この潤滑組成物を手動変速機で使用する場合、鋼鉄
上の黄銅の摩耗量は、低下する。
発明の詳細な説明
用語「ヒドロカルビル」には、炭化水素基だけでなく実質的な炭化水素基が含
まれる。実質的な炭化水素とは、主として基の炭化水素的性質を変えないヘテロ
原子置換基を含有する基を示す。ヒドロカルビル基の例には、以下が包含される
:
(1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、アルキルまたはアル
ケニル)、脂環式置換基(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、芳香
族置換された芳香族置換基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂環式置換さ
れた芳香族置換基などだけでなく、環状置換基。ここで、この環は、分子の他の
部分により、完成されている(すなわち、例えば、いずれか2個の指示された置
換基は、一緒になって、脂環式基を形成し得る);
(2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素基を含有する置換基。
この非炭化水素基は、本発明の文脈内では、主として、置換基の炭化水素的な性
質を変えない;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、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)ヘテロ原子置換基、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(例えば、アルコキシまたはアルキルチオ)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。このような置換基には、例えば、ピリジル、フリル、チエニル、イミ
ダゾリルなどがある。
一般に、このヒドロカルビル基では、各10個の炭素原子に対し、約2個以下の
ヘテロ原子置換基、好ましくは、1個以下のヘテロ置換基が存在する。典型的に
は、このヒドロカルビル基には、このようなヘテロ原子置換基は存在しない。従
って、このヒドロカルビル基は、純粋な炭化水素である。
本明細書および請求の範囲において、「潤滑組成物」との用語は、潤滑粘性の
あるオイルおよび添加剤の組合せを意味する。重量パーセントは、この添加剤お
よび潤滑粘性のあるオイルの全量を基準にしている。
本明細書中で記載されるように、特定の添加剤と組み合わせて、モリブデン含
有組成物を使用することにより、潤滑剤の耐摩耗性、特に、鋼鉄上の黄銅の摩耗
が改良される。このモリブデン組成物は、一般に、この潤滑組成物に、約125ppm
から約900ppmまで、好ましくは、約200ppmから約800ppmまで、さらに好ましくは
、約250ppmから約700ppmまでのモリブデン金属を供与するのに充分なレベルで、
使用される。ここで、ならびに本明細書の他の箇所では、比および範囲は、組み
合わせてもよい。このモリブデン金属は、油溶形状または分散可能形状である。
これらのモリブデン組成物には、酸性有機組成物のモリブデン含有オーバーベー
ス化塩、チオカルバミン酸モリブデン、およびチオリン酸モリブデンが挙げられ
る。1実施態様では、このモリブデン組成物は、モリブデン含有分散剤(例えば
、モリブデン含有スクシンイミド)以外のものである。モリブデンオーバーベース化組成物
1実施態様では、このモリブデン組成物は、酸性有機化合物のモリブデンオー
バーベース化塩の形状である。このモリブデンオーバーベース化金属塩は、熱安
定性が必要な潤滑剤にて、特に有用である。このモリブデン含有オーバーベース
化塩は、この金属およびこの金属と反応する特定の有機化合物の化学量論に従っ
て、存在するであろう量よりも過剰の金属含量により特徴づけられる。過剰の金
属量は、通常、金属比により表わされる。「金属比」との用語は、この酸性有機
化合物の当量に対する金属の全当量の比である。正塩中に存在する金属の4.5倍
の金属を有する塩は、有機酸1当量あたり、3.5当量過剰の金属、すなわち、4.5
の金属比を有する。このモリブデン含有オーバーベース化塩は、好ましくは、約
1.5から、または約3からの金属比を有する。このモリブデン含有オーバーベー
ス化塩は、一般に、約40まで、または約30まで、または約25までの金属比を有す
る。1実施態様では、この金属塩は、約10から、好ましくは、約12から、約40ま
で、または約30までの金属比を有する。
このモリブデン含有オーバーベース化塩は、さらに、アルカリ金属またはアル
カリ土類金属を含有し得る。このような金属の例には、ナトリウム、カリウム、
リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、チタン、マンガン、コバルト
、ニッケル、銅および亜鉛が包含され、好ましくは、ナトリウム、カリウム、カ
ルシウムおよびマグネシウムである。このアルカリ金属またはアルカリ土類金属
は、典型的には、このモリブデン含有オーバーベース化塩の約2重量%から約20
重量%までの量、または約4重量%から約18重量%までの量、または約6重量%
から約14重量%までの量で存在し得る。
このモリブデン含有オーバーベース化金属塩を調製するのに使用する酸性有機
化合物は、一般に、スルホン酸、カルボン酸、リン含有酸、フェノールおよびそ
れらの誘導体からなる群から選択される。好ましくは、このオーバーベース化物
質は、スルホン酸、カルボン酸、またはこれらの酸の誘導体(例えば、エステル
、無水物など)から調製される。これらのスルホン酸は、好ましくは、モノ−、
ジ−およびトリ脂肪族炭化水素置換芳香族スルホン酸である。この炭化水素置換
基は、ポリアルケンから誘導され得る。これらのポリアルケンには、2個から約
16個までの炭素原子、好ましくは、2個から約8個までの炭素原子、さらに好ま
しくは、2個から約4個までの炭素原子を有する重合可能なオレフィン性モノマ
ーのホモポリマーおよびインターポリマーが挙げられる。これらのオレフィンは
、モノオレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテンおよ
び1-オクテン)、またはポリオレフィン性モノマー(例えば、1,3-ブタジエンおよ
びイソプレン)であり得る。1実施態様では、このインターポリマーは、ホモポ
リマーである。好ましいホモポリマーの例には、ポリブテン、好ましくは、ポリ
マーの約50%がイソブチレンから誘導されるポリブテンがある。これらのポリア
ルケンは、通常の方法により調製される。
このポリアルケンは、一般に、少なくとも約8個の炭素原子、または少なくと
も約15個の炭素原子、または少なくとも約20個の炭素原子を含有することにより
、特徴づけられる。このポリアルケンは、一般に、約40個までの炭素原子、また
は約30個までの炭素原子を含有する。1実施態様では、これらのポリアルケンは
、約250から、または約300から、約600まで、または約500まで、または約400ま
でのMnを有する。略字Mnは、数平均分子量を表わす通常の記号である。ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー(GPC)は、ポリマーの重量平均分子量および数
平均分子量の両方を提供する方法であるだけでなく、このポリマーの全分子量分
布を提供する方法でもある。本発明の目的では、イソブテン、ポリイソブテンの
一連の分画されたポリマーが、GPCの較正標準として用いられる。
スルホン酸の例には、マホガニースルホン酸、ブライトストックスルホン酸、
石油スルホン酸、モノ−およびポリワックス置換ナフタレンスルホン酸、飽和の
ヒドロキシ置換スルホン酸および不飽和のパラフィンワックススルホン酸、ワッ
クス置換ベンゼンまたはナフタレンスルホン酸、テトライソブチレンスルホン酸
、テトラアミレンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジドデシルベンゼ
ンスルホン酸、ジノニルベンゼンスルホン酸、少なくとも1種の上記ポリアルケ
ン(好ましくは、ポリブテン)をクロロスルホン酸で処理することにより誘導され
るスルホン酸などが包含される。
これらのスルホン酸には、ドデシルベンゼン「ボトムス(bottoms)」スルホン
酸が挙げられる。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。スルホン酸の製造は、当業者に周知である。例えば、John Wiley &
Sons、N.Y.(1969年)により発行されたKirk-Othmerの「Encyclopedia of Chemic
al Technology」(第2版、19巻、p.291以下)の「Sulfonates」の章を参照せよ。
1実施態様では、この酸性有機化合物は、カルボン酸またはそれらの誘導体で
あり得る。適切なカルボン酸には、脂肪族、脂環式および芳香族の1塩基性また
は多塩基性カルボン酸が挙げられる。1実施態様では、このカルボン酸またはそ
れらの誘導体は、約8個から、または約12個からの炭素原子を含有する脂肪族酸
またはそれらの誘導体である。このカルボン酸またはそれらの誘導体は、一般に
、約50個まで、または約25個までの炭素原子を含有する。例示のカルボン酸およ
びそれらの誘導体には、2-エチルヘキサン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、ベヘン酸、オクタデシル置換アジピン酸、ステアリル安
息香酸、ポリブテン(Mnは、約200〜1500、好ましくは、約300〜1500、さらに好
ましくは、約800〜1200である)から誘導されるポリブテニル置換コハク酸または
その無水物、ポリプロペン(Mnは、200〜2000、好ましくは、約300〜1500、さら
に好ましくは、約800〜1200である)から誘導されるポリプロピレン置換コハク酸
またはそれらの無水物、ペトロラタムまたは炭化水素ワックスの酸化により形成
される酸、2種またはそれ以上のカルボン酸(例えば、トール油酸およびロジン
酸)の市販混合物、および上記の酸の混合物、および/またはそれらの誘導体が包
含される。
1実施態様では、このカルボン酸またはそれらの誘導体は、ヒドロカルビル置
換カルボン酸アシル化剤である。これらのアシル化剤には、ハロゲン化物、エス
テル、無水物などが挙げられ、好ましくは、酸、エステルまたは無水物であり、
さらに好ましくは、無水物である。好ましくは、このカルボン酸アシル化剤は、
コハク酸アシル化剤である。このアシル化剤は、モノカルボン酸アシル化剤また
はポリカルボン酸アシル化剤、および1種またはそれ以上の上記ポリアルケンか
ら誘導され得る。1実施態様では、このポリアルケンは、少なくとも約400、ま
たは少なくとも約500のMnにより特徴づけられる。一般に、このポリアルケンは
、約500から約5000まで、または約700から約2500まで、または約800から約2000
まで、または約900から約1500までのMnにより特徴づけられる。1実施態様では
、カルボン酸アシル化剤のヒドロカルビル基は、約400から約1200までのMn、好
ましくは、約400から約800までのMnを有する。
他の実施態様では、このヒドロカルビル基は、約1300から約5000までのMn、お
よび約1.5から約4まで、または約1.8から約3.6まで、または約2.5から約3.2ま
でのMw/Mnを有するポリアルケンから誘導される。このヒドロカルビル置換カル
ボン酸アシル化剤は、公知の方法により調製される。
他の実施態様では、これらのアシル化剤は、上記ポリアルケンと、過剰の無水
マレイン酸とを反応させて、各当量の置換基に対するコハク酸基の数が置換基1
当量あたり約1.3個〜約4.5個のコハク酸基となる置換コハク酸アシル化剤を提供
することにより、調製される。その適切な範囲は、置換基1当量あたり、約1.3
個から3.5個まで、または約1.5個から約2.5個までのコハク酸基である。本実施
態様では、このポリアルケンは、約1300〜約5000のMn値を有する。Mnのさらに好
ましい範囲は、約1500〜約2800であり、最も好ましい範囲のMn値は、約1500〜約
2400である。
カルボン酸またはそれらの誘導体(例えば、アシル化剤)およびそれらの調製は
、米国特許第3,215,707号(Rense);同第3,219,666号(Normanら);同第3,231,587
号(Rense);同第3,912,764号(Palmer);同第4,110,349号(Cohen);および同第4,
234,435号(Meinhardtら);および英国特許第1,440,219号に記述されている。こ
れらの特許の開示内容は、本明細書中で参考として援用されている。
他の実施態様では、この酸性有機化合物は、アルキルオキシアルキレン酢酸ま
たはアルキルフェノキシ酢酸、さらに好ましくは、アルキルポリオキシアルキレ
ン酢酸またはそれらの誘導体である。これらの化合物のある特定の例には、以下
がある:イソステアリルペンタエチレングリコール酢酸;イソステアリル-O-(CH2
CH2O)5CH2CO2Na;ラウリル-O-(CH2CH2O)2.5CH2CO2H;ラウリル-O-(CH2CH2O)3.3
CH2CO2H;オレイル-O-(CH2CH2O)4-CH2CO2H;ラウリル-O-(CH2CH2O)4.5CH2CO2H;
ラウリル-O-(CH2CH2O)10CH2CO2H;ラウリル-O-(CH2CH2O)16CH2CO2H;オクチルフ
ェニル-O-(CH2CH2O)8CH2CO2H;オクチルフェニル-O-(CH2CH2O)19CH2CO2H;2-オ
クチルデカニル-O-(CH2CH2O)6CH2CO2H。これらの酸は、Sandoz Chemicalから、S
andopan酸の商品名で市販されている。
他の実施態様では、この酸性有機化合物は、芳香族カルボン酸である。有用な
芳香族カルボン酸の群には、次式のものがある:
ここで、R1は、上記のオレフィンまたはポリアルケンから誘導される脂肪族ヒ
ドロカルビル基であり、aは、1〜約4の範囲の数、通常、1または2であり、
Arは芳香族基であり、各Xは、独立して、イオウまたは酸素、好ましくは、酸素
であり、bは、1〜約4の範囲の数、通常、1または2であり、cは、0〜約4
の範囲の数、通常、1または2であるが、但し、a,bおよびcの合計は、Arの
原子価数を超えない。芳香族酸の例には、置換されたまたは非置換の安息香酸、
フタル酸およびサリチル酸が包含される。このR1基は、芳香族基Arに直接結合す
るヒドロカルビル基である。R1基の例には、上記ポリアルケンから誘導される置
換基が包含される。
Arは、1核性または多核性であり得る。1核性の基には、フェニル、ピリジル
、またはチエニルが挙げられる。この多核性の基は、1個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よう
に)であり得る。この多核性の基はまた、結合タイプであり得、これは、架橋結
合(例えば、アルキレン結合、エーテル結合、ケト結合、スルフィド結合、ジス
ルフィド結合およびポリスルフィド結合(3個〜約6個のイオウ原子を含有する)
)によって結合している。芳香族基の例には、フェニル基、フェニレン基および
ナフチレン基が包含される。
1実施態様では、このカルボン酸またはそれらの誘導体は、サリチル酸または
それらの誘導体である。好ましくは、このサリチル酸またはそれらの誘導体は、
脂肪族炭化水素置換サリチル酸またはそれらの誘導体である。この炭化水素置換
基は、一般に、1種またはそれ以上の上記ポリアルケンから誘導される。
上の芳香族カルボン酸は、当該技術分野で公知であるか、または当該技術分野
で公知の方法により調製され得る。これらの式により例示されるタイプのカルボ
ン酸、およびそれらの中性金属塩および塩基性金属塩の調製方法は、周知であり
、例えば、米国特許第2,197,832号;同第2,197,835号;同第2,252,662号;同第2
,252,664号;同第2,714,092号;同第3,410,798号;および同第3,595,791号に開
示されている。これらの特許の内容は、芳香族カルボン酸、それらの塩およびそ
の調製方法の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
他の実施態様では、この酸性有機化合物は、リン含有酸またはその誘導体であ
る。このリン含有酸またはその誘導体には、リン含有酸(例えば、リン酸または
そのエステル);およびチオリン含有酸またはそのエステル(モノおよびジチオリ
ン含有酸またはそのエステルを含めて)が包含される。1実施態様では、このリ
ン含有酸は、1種またはそれ以上の上のポリアルケンと硫化リンとの反応生成物
である。有用な硫化リンには、五硫化リン、セスキ硫化リン、七硫化リンなどが
挙げられる。このポリアルケンと硫化リンとの反応は、一般に、両者を、80℃よ
り高い温度、通常、100℃と300℃の間の温度で単に混合することにより、起こり
得る。一般に、これらの生成物は、約0.05%〜約10%のリン含量、好ましくは、
約0.1%〜約5%のリン含量を有する。このオレフィン重合体に対するリン化剤
の相対的な割合は、一般に、このポリアルケン100部あたり、この硫化リン0.1部
〜50部である。これらのリン含有酸は、Le Suerに発行された米国特許第3,232,8
83号に記述されている。この文献の内容は、リン含有酸およびその調製方法の開
示について、本明細書中で参考として援用されている。
他の実施態様では、この酸性有機化合物はフェノールである。このフェノール
は、式(R1)a-Ar-(OH)bで表され得、ここで、R1は芳香族カルボン酸に関して上で
定義されている;Arは上で定義の芳香族基である;aおよびbは、独立して、少
なくとも1の数であり、aとbの合計は、2から、Arの芳香核(単数または複数
)の置換可能な水素の全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まで、または約2までの範囲の数である。1実施態様では、R1
およびaは、各フェノール化合物に対し、R1基によって、平均して少なくとも約
8個の脂肪族炭素原子が与えられるような値である。
他の実施態様では、このモリブデン含有オーバーベース化金属塩は、ホウ酸塩
化モリブデン含有オーバーベース化金属塩である。このモリブデン含有ホウ酸塩
化オーバーベース化金属塩は、以下に記述のホウ酸塩化オーバーベース化金属塩
の1つとモリブデン含有アニオンとを反応させることにより、調製される。ある
いは、このモリブデン含有ホウ酸塩化オーバーベース化金属塩は、このモリブデ
ン含有金属塩を製造するのに使用される初期反応混合物に、ホウ素含有化合物を
含有させることにより、調製され得る。モリブデン含有オーバーベース化組成物の調製
1実施態様では、このモリブデン含有オーバーベース化組成物は、モリブデン
含有アニオンと酸性有機化合物のアルカリ金属またはアルカリ土類金属オーバー
ベース化塩とを反応させることにより、調製される。このアルカリ金属化合物ま
たはアルカリ土類金属塩は、以下で記述の酸性物質(典型的には、二酸化炭素)と
、酸性有機化合物(例えば、上記のもの)、この有機物質に対し不活性な少なくと
も1種の有機溶媒を含有する反応媒体、化学量論的に過剰な塩基性アルカリ金属
化合物またはアルカリ土類金属化合物(典型的には、水酸化金属または酸化金属)
および促進剤を含有する混合物とを反応させることにより、調製され、この促進
剤には、アルコール性促進剤およびフェノール性促進剤が挙げられ、例えば、約
1個〜約12個の炭素原子を有するアルコール(例えば、メタノール、エタノール
、アミルアルコール、オクタノール、イソプロパノール、およびそれらの混合物
など)、およびアルキル化フェノール(例えば、ヘプチルフェノール、オクチルフ
ェノールおよびノニルフェノール)がある。
この塩基性アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物の例には、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、アルコキシド(典型的に
は、このアルコキシ基が、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挙げられる。有用な塩基性金属化
合物には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムおよび水酸化バリウムが挙げられる。
これらのアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩およびそれらの調製方法は、
米国特許第4,627,928号に記述されている。この特許の内容は、このような開示
について、本明細書中で参考として援用されている。適切な促進剤の広範囲にわ
たる論述は、米国特許第2,777,874号;同第2,695,910号;同第2,616,904号;同
第3,384,586号;および同第3,492,231号に見いだされる。これらの特許の内容は
、促進剤の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
この酸性物質を反応塊の残りの部分と接触させる温度は、大部分、用いられる
促進剤に依存する。フェノール性促進剤を用いると、温度は、通常、約80℃〜約
300℃、好ましくは、約100℃〜約200℃の範囲である。この促進剤として、アル
コールまたはメルカプタンを用いる場合、この温度は、反応混合物の還流温度を
超えない。
酸性有機化合物、促進剤、金属化合物および反応媒体の混合物と反応する酸性
物質もまた、上で引用した特許、例えば、米国特許第2,616,904号に開示されて
いる。有用な酸性物質の公知の群には、ギ酸、酢酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、塩酸
、臭化水素酸、カルバミド酸、置換カルバミド酸などが挙げられる。酢酸は、非
常に有用な酸性物質である。無機酸性化合物(例えば、HCl、SO2、SO3、CO2、H2S
、N2O3など)もまた、この酸性物質として使用され得る。好ましい酸性物質は、S
O2、SO3、二酸化炭素および酢酸であり、さらに好ましくは、二酸化炭素である
。
これらのオーバーベース化物質の調製方法は、先行文献にて周知であり、例え
ば、以下の米国特許に開示されている:米国特許第2,616,904号;同第2,616,905
号;同第2,616,906号;同第3,242,080号;同第3,250,710号;同第3,256,186号;
同第3,274,135号;同第3,492,231号;および同第4,230,586号。これらの特許は
方法、オーバーベース化され得る物質、適切な金属塩基、促進剤、および酸性物
質を開示している。これらの特許の内容は、このような開示について、本明細書
中で参考として援用されている。塩基性スルホン酸塩の他の記述、およびそれら
の製造技術は、以下の米国特許に見いだされ得る:米国特許第2,174,110号;同
第2,202,781号;同第2,239,974号;同第2,319,121号;同第2,337,552号;同第3,
488,284号;同第3,595,790号;および同第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、本明細書中で参考として援用されている。
上記のように、このアルカリまたはアルカリ土類オーバーベース化組成物は、
モリブデン含有アニオンと反応して、酸性有機化台物のモリブデン含有オーバー
ベース化金属塩を形成し得る。このモリブデンアニオンは、モリブデン酸として
、あるいはモリブデン酸のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩(これには、(NH4
)6Mo7O24、(NH4)2Mo2O7および種々の水和物(例えば、(NH4)6Mo7O24・4H2O)が含
まれる)として供与される。1実施態様では、この反応は、素練り促進剤の使用
により、促進される。素練り促進剤には、本明細書中で記述の1種またはそれ以
上の分散剤が挙げられる。この方法およびこのモリブデン含有オーバーベース化
組成物は、米国特許第3,541,014号(LeSuer)に記述されている。この特許の内容
は、この開示について、本明細書中で参考として援用されている。
他の実施態様では、このモリブデン含有オーバーベース化組成物は、少なくと
も1種の有機モリブデン錯体の存在下にて、このオーバーベース化方法で使用す
る成分を反応させることにより、調製される。このモリブデン含有有機錯体は、
好ましくは、アミン−モリブデン錯体であり、これは、典型的には、酸性有機モ
リブデン化合物とアミンとを反応させることにより、調製される。このモリブデ
ン化合物には、モリブデン酸、モリブデン酸アルカリ金属塩、モリブデン酸水素
ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム、MoOCl4、および三酸化モリブデンが挙
げられる。モリブデン酸ナトリウムおよびモリブデン酸アンモニウムは、好まし
い。このアミン−モリブデン錯体は、一般に、水性媒体中で調製される。このア
ミンは、無機モリブデン化合物の水溶液に添加される。この反応混合物は、この
アミンの添加後、約20℃と約100℃の間の温度、好ましくは、約50℃と約90℃の
間の温度で、約0.5時間〜約3時間保持される。この反応混合物を中和するのに
必要な量の酸が、このアミンの導入前または後に、添加される。強力な鉱酸(好
ましくは、硫酸)が使用される。このアミン−モリブデン錯体は、沈殿する。そ
れは、濾過し、水で洗浄し、そして適切なら、乾燥することにより、回収される
。この錯体は、使用するアミンのタイプに依存して、固形状またはペースト状の
外観を有する。その色は、白色から青色まで変わる。それは、事実上、炭化水素
に不溶または難溶である。
この錯体中のモリブデンに対する窒素の原子比は、一般に、約0.25〜約4、好
ましくは、約0.5〜約2である。この錯体のモリブデン含量は、使用するアミン
の性質に依存して、変わる。それは、約10%と約45%の間である。この有機モリ
ブデン錯体のうち、酸素含有化合物を用いた錯体もまた、使用できる。1,2-、1,
3-および1,4-グリコールは、特に適切である。エチレングリコールおよびプロピ
レングリコールは、好ましく使用される。これらのポリオールには、グリセロー
ルおよびトリメチロールプロパンがある。
ある種のアミン、または好ましくは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキ
シドでアルコキシル化したポリアミンもまた、適当である。ジエタノールアミン
またはトリエタノールアミンの誘導体が言及できる。
このモリブデン含有オーバーベース化組成物の調製は、モリブデン化合物(例
えば、モリブデン酸アンモニウム)の存在下にて、この酸素含有化合物を約90℃
〜100℃で加熱することにより、行うことができる。この反応により生成する水
は、窒素流を用いて、除去される。得られた錯体のモリブデン含量は、未反応酸
素含有化合物を除去した程度に依存して、約7重量%と約50重量%の間で変わる
。
この有機モリブデン錯体は、例えば、約40℃と約100℃の間の温度で、芳香族
溶媒(例えば、キシレンまたはトルエン)中にて、この錯体の懸濁液での硫化水素
(H2S)の作用により、硫化できる。硫化水素の導入から、この懸濁液の色は、青
緑色から橙色に変わり、次いで、赤色に変わる。導入する硫化水素の量は、モリ
ブデンに対するイオウの原子比が約1と約3の間になるような量である。
本発明に従って得られるモリブデン含有オーバーベース化生成物は、透明であ
り、安定であり、スルホン酸塩の場合、褐色に着色しており、フェノール塩の場
合、深緑色に着色しており、そしてサリチル酸塩の場合、黒色に着色している。
この色は、一般に、硫化錯体の存在下では、このオーバーベース化清浄剤につい
ては、赤色である。この添加剤に含有されているモリブデンの割合は、100%に
近く、無機モリブデン誘導体の含入中に得られる割合よりも高い。この添加剤は
、約0.1重量%〜約10重量%、好ましくは、約1重量%〜約4重量%のモリブデ
ンを含有する。本発明に従うオーバーベース化添加剤は、炭化水素に溶解性また
は分散性である。モリブデン−アミン錯体を用いて調製したモリブデン含有オー
バーベース化塩は、米国特許第5,143,633号に記述されている。この特許の内容
は、このモリブデン含有オーバーベース化塩およびそれらの製造方法の記述につ
いて、本明細書中で参考として援用されている。
以下の実施例は、モリブデン含有オーバーベース化組成物およびそれらの製造
方法に関する。本実施例だけでなく、本明細書および添付の請求の範囲を通じて
、他に指示がなければ、部およびパーセントは重量基準であり、温度は摂氏であ
り、そして圧力は大気圧である。本実施例では、これらのオーバーベース化添加
剤の塩基度は、それらの中和価またはAV(アルカリ価)(これは、生成物1グラム
あたりのKOHのmgで表わされる)により、特徴づけられる。それは、標準的なASTM
D-2896に従って、強酸を用いた滴定により、測定される。
実施例M-1
(a)モリブデン酸ナトリウム(Na2MoO4・2H2O)41.17gの水(100ml)溶液を、温
度制御および撹拌装置を取り付けた反応器にて、調製する。この混合物を、30%
H2SO4(55.6g)を添加することにより、酸性化し、次いで、60℃まで加熱する。
これに続いて、CECA SAのDinoram C(21g)を添加する。Dinoram Cは、式R−N−H
−(CH2)3−NH2に相当し、ここで、Rは、60%のC12、20%のC14、10%のC16およ
び5%のC18を含有する直鎖飽和アルキル基の混合物である。濾過し、次いで、
乾燥前に、水およびメタノールで洗浄することにより、この青色沈殿物を回収す
る。最終的に、モリブデン32.6%および窒素4.4%を含有する青色の固形物47.1
gを回収する。
(b)反応容器に、キシレン520mlおよび上記のDinoram C/モリブデン錯体30gを
充填する。この混合物を撹拌する。次いで、この混合物に、C16-18直鎖アルキル
鎖および分子量430を有し活性物質96%を含有するアルキルキシレンスルホン酸1
31.8g、希釈油である100 Neutral溶媒168g、純度96%の消石灰113.24gおよび
メタノール48mlを添加する。このスルホン酸をこの石灰で中和した後(これは、
適切ならば、この反応混合物を60℃で30分間加熱することにより、行うことがで
きる)、次いでこの混合物に、二酸化炭素ガス55.2gを導入し、42℃の温度で保
持する。
炭酸化、および部分真空下での水およびメタノールの除去の後、この固体残留
物を、遠心分離により除去する。この溶媒をエバポレートした後、モリブデン含
有超塩基性スルホン酸塩448gを回収する。中和価は、300であり、そのカルシウ
ム含量は、11.7%であり、そしてそのモリブデン含量は、2.17%である。それは
、潤滑油で希釈しても、安定である。
実施例M-2
(a)実施例M-1で調製した錯体20gのキシレン(200ml)分散液を、温度制御、
撹拌機および通気系を取り付けた250ml反応器にて、調製する。80℃で保持した
この分散液に、H2S(6.7g)を注入する。この溶媒の除去後に集めた深赤色の固形
物は、モリブデン28.4%、窒素3.8%およびイオウ23.7%を含有する。
(b)実施例M-1と同様の操作を行うが、硫化Dinoram C/モリブデン錯体(実施例M
-2(a))28gをキシレン520mlに懸濁し、これを、他の反応物の導入前に行う。操
作の順序は、その残留物を遠心分離で除去すること以外は、実施例M-1と同じで
ある。モリブデン含有超塩基性スルホン酸塩を集める。AVは、304であり、その
モリブデン含量、イオウ含量およびカルシウム含量は、それぞれ、1.63%、3.4
%および11.7%である。得られた生成物は、赤茶色であり、そして潤滑油で希釈
しても、安定である。
実施例M-3
(a)以下のようにして、2-エチルヘキシルアミン/モリブデン錯体を調製する:
実施例M-1と同様の操作を行うが、加熱および酸性化前に、60℃で、98%の2-エ
チルヘキシルアミン9.9gを添加し、20分間にわたって、モリブデン酸ナトリウ
ム15.44gを含有する水溶液に導入し、そして60℃で保持する。60℃で45分間加
熱した後、この混合物を、生成物の洗浄および乾燥前に、30%硫酸23.1gで酸性
化する。後者は、モリブデン36.8%および窒素4.38%を含有する白色の固形物の
形状である。
(b)実施例M-1と同様の操作を行うが、実施例M-3(a)で調製した2-エチルヘキシ
ルアミン錯体28gを、他の反応物の導入前に、キシレン520mlに懸濁させる。操
作は、その残留物を遠心分離で除去すること以外は、実施例M-1と同じである。A
Vが353の褐色の生成物を集める。そのカルシウム含量およびモリブデン含量は、
それぞれ、12.2%および1.97%である。潤滑油で希釈した際の安定性は、完全で
ある。
実施例M-4
実施例M-1(b)と同様の操作を行うが、キシレン600ml,分子量520を有し活性物
質70%を含有するジドデシルベンゼンスルホン酸132g、実施例M-1(a)で調製し
た錯体30g、消石灰104g、メタノール52ml、アンモニア4.4mlおよび希釈油90g
を、この反応器に、連続的に導入する。集めた生成物は、褐色で透明であり、そ
してオイル中で安定である。そのカルシウム含量およびモリブデン含量は、それ
ぞれ、10%および2.35%である。
実施例M-1と同様の操作を行うが、実施例M-1(a)で調製した錯体30gを、他の
反応物の添加前に、トルエン520mlに導入する。操作の順序は、この炭酸化の間
にCO2(52.7g)を導入すること以外は、実施例1と同じである。遠心分離した後、
モリブデン含有超塩基性スルホン酸塩448gを回収する。AVは、298である。その
カルシウム含量およびモリブデン含量は、それぞれ、11.7%および2.1%である
。
実施例M-5
実施例M-4と同様の操作を行うが、ケイソウ土で濾過した後、AVが292のモリブ
デン含有オーバーベース化スルホン酸塩440gを回収する。
実施例M-6
(a)バリウムオーバーベース化アミンーホルムアルデヒド縮合物の調製:反応
容器に、N-オクタデシルプロピレンジアミン1000部、鉱油490部、酸化カルシウ
ム32部、および水143部を約44℃で充填し、還流条件下にて、1時間にわたって
、ゆっくりと102℃まで加熱する。この混合物を100℃〜105℃で維持しつつ、こ
の反応混合物に、3時間にわたって、パラホルムアルデヒド303部を添加する。
この温度を1時間維持し、次いで、2時間半にわたって、温度を150℃まで上げ
る。留出物(278部)を除去し、その残留物を濾過する。
別の反応容器に、鉱油197部およびヘプチルフェノール119部を充填する。この
混合物を93〜99℃まで加熱し、そこで、水酸化バリウム1水和物(465部)を1時
間にわたって添加する。次いで、この反応温度を150℃まで上げ、そこで、上記
アミン−ホルムアルデヒド生成物(実施例M-6(a))149部を半時間にわたって添加
する。この混合物に、150℃で7時間にわたって、1時間あたり15部の割合で、
表面下にて、二酸化炭素を吹き付ける。この混合物に、追加の鉱油(100部)を添
加し、150℃で2時間にわたって、表面下にて、窒素を吹き付ける。この混合物
を水含量を、0.3%まで低減する。この残留物をケイソウ土で濾過すると、その
濾液は、所望生成物である。この生成物は、鉱油36%およびバリウム30.8%を含
有する。
(b)パラモリブデン酸アンモニウム411gと水300gとを混合し、そしてこの混
合物の温度を約60℃で維持することにより、パラモリブデン酸アンモニウム4水
和物((NH4)6Mo7O24・4H2O)の水性混合物を調製する。この混合物の100g部分4個
を、3.5時間にわたって、上記バリウムオーバーベース化アミン−アルデヒド縮
合物(実施例M-6(a))457gに添加し、この間、この反応塊の温度を、約95℃で維
持する。この結果、バリウムとモリブデンのモル比3:1が得られる。この水
性混合物の添加中に、アンモニアおよび二酸化炭素が発生する。その後、窒素を
吹き付けつつ、150℃まで加熱することにより、この反応塊から揮発性物質を除
去する。この残留物を濾過すると、所望のモリブデン含有錯体のオイル溶液550
gが得られる。生成物の分析により、このように生成したモリブデン含有錯体に
は、この反応で使用したモリブデンの約65%が保持されていることを確認する。
実施例M-7
(A)実施例M-6(b)の生成物44部(全ての部は、重量部を表わす)、鉱油10部、お
よびポリイソブテン(Mn=750)置換無水コハク酸と、テトラエチレンペンタミン
に相当する平均組成を有するポリエチレンポリアミン市販混合物との反応生成物
(これは、米国特許第3,172,892号の方法(例えば、その実施例12)に従って、1:
1の当量比で反応させた)24部の混合物を調製し、そして1.5時間にわたって、約
75℃まで加熱する。素練り促進剤とオーバーベース化物質との重量比は、5:95
である。この溶液に、モリブデン酸アンモニウム水溶液(これは、水265重量部と
市販のモリブデン酸アンモニウム(これは、式(NH4)2Mo2O7に相当する組成を有し
約56.5重量%のモリブデンを含有するジモリブデン酸アンモニウムであり、そし
てthe Climax Molybdenum Companyから販売されている)265重量部とを、温度を
約70〜80℃に維持しつつ、1.5時間にわたって混合することにより、調製した)52
0部を添加して、バリウムとモリブデンのモル比1:1.53を得る。得られた反応
塊を、還流条件下にて、約150℃で約8.8時間加熱する。続いて、この混合物に、
1時間あたり約5部の割合で窒素を吹き付け、この間、この温度を、約150℃で
さらに1.3時間維持する。その後、この窒素の吹き付けを停止し、この混合物を
、約150℃でさらに1時間維持し、この全反応塊を濾過する。この濾液は、所望
のモリブデン含有錯体を含有し、モリブデン19.67重量%およびバリウム21.81重
量%を有することにより、特徴づけられる。
(B)実施例M-6(b)のオーバーベース化生成物2.285gおよび上で挙げた素練り促
進剤(実施例M-7(A))125gの混合物に、3時間にわたって、パラモリブデン酸ア
ンモニウム(これは、このモリブデン酸塩1300gと水1300gとを混合することに
より、調製した)の水溶液2600gをゆっくりと添加し、この間、70℃より僅かに
高い温度を維持する。素練り促進剤とオーバーベース化生成物の重量比は、5:
95であり、バリウムとモリブデンのモル比は、1:1.47である。付随して起こる
反応中に、アンモニア、二酸化炭素および水が発生する。その後、この反応塊に
窒素を泡立たせて、水および気体を除去し、この間、この生成物を4時間にわた
って170℃まで加熱する。次いで、市販の濾過助剤を添加し、この塊を濾過する
。この濾液は、2.710gの重量があり、モリブデン20.2重量%、バリウム21.6重
量%およびオイル25.3重量%を含有する。モリブデン含有チオカルバミン酸塩およびチオリン酸塩
上記のように、このモリブデン組成物は、モリブデン含有チオカルバミン酸塩
またはチオリン酸塩であり得る。これらのモリブデン組成物には、チオカルバミ
ン酸モリブデンオキシスルフィドおよびチオリン酸モリブデンオキシスルフィド
が挙げられる。チオカルバミン酸塩およびそれらの調製を、以下に記述する。モ
リブデン含有チオカルバミン酸塩(ジチオカルバミン酸塩を含めて)は、当該技術
分野で公知である。これらの物質は、米国特許第4,098,705号、同第4,259,194号
、同第4,259,195号、同第4,265,773号、同第4,272,387号、同第4,282,822号、同
第4,283,295号、同第4,369,119号、同第4,395,423号および同第4,402,840号に記
述されている。これらの特許の内容は、モリブデン含有カルバミン酸塩およびそ
れらの製造方法に開示について、本明細書中で参考として援用されている。市販
のモリブデン含有チオカルバミン酸塩の例には、Sakura Lube 500(Sakura Chemi
calの20%ジチオカルバミン酸モリブデン)、およびMolyvan 807(Vanderbilt Che
micalの5%ジチオカルバミン酸モリブデン)が包含される。本発明者は、このモ
リブデン含有ジチオカルバミン酸塩が、熱安定性が必要な潤滑組成物で有用であ
ることを発見した。モリブデン含有ジチオカルバミン酸塩に好ましいモリブデン
のレベルは、約200ppm〜約800ppm、好ましくは、約250ppm〜約600ppm、さらに好
ましくは、約300ppm〜約500ppmである。
他の実施態様では、このモリブデン含有組成物は、チオリン酸モリブデンであ
る。チオリン酸のモリブデン塩は、当該技術分野で公知である。このチオリン酸
(ジチオリン酸を含めて)を、以下に記述する。このモリブデン塩およびそれらの
調製方法は、米国特許第3,223,625号、第3,256,184号、第3,400,140号、第3,494
,866号、第3,840,463号および第4,156,099号に記述されている。これらの特許の
内容は、このような開示について、本明細書中で参考として援用されている。ホウ酸塩化オーバーベース化塩
1実施態様では、このモリブデン含有組成物は、ホウ酸塩化オーバーベース化
金属塩と組み合わせて、使用される。このホウ酸塩化オーバーベース化金属塩は
、ホウ素含有化合物と1つまたはそれ以上の上記オーバーベース化金属塩とを反
応させるか、またはホウ酸を用いて酸性有機化合物をオーバーベース化すること
により、調製される。このホウ酸塩化オーバーベース化金属塩は、一般に、この
潤滑組成物の約0.1重量%から約5重量%までの量、または約0.5重量%から約3
重量%までの量、または約0.5重量%から約2重量%までの量で使用される。
ホウ素含有化合物には、酸化ホウ素、酸化ホウ素水和物、三酸化ホウ素、三フ
ッ化ホウ素、三臭化ホウ素、三塩化ホウ素、ホウ素含有酸(例えば、ホウ酸、テ
トラホウ酸およびメタホウ酸)、水素化ホウ素、ホウ素アミド、およびホウ素含
有酸の種々のエステルが挙げられる。このホウ素含有エステルは、好ましくは、
ホウ酸の低級アルキル(1個〜7個の炭素原子)エステルである。好ましいホウ素
含有化合物はホウ酸である。一般に、このオーバーベース化金属塩は、約50℃〜
約250℃、好ましくは、約100℃〜約200℃で、ホウ素含有化合物と反応される。
このオーバーベース化金属塩は、一般に、この組成物に、少なくとも約0.5重量
%、または少なくとも約1重量%のホウ素を与える量で、ホウ素含有化合物と反
応される。このオーバーベース化金属塩は、一般に、この組成物に、約5重量%
まで、または約4重量%まで、または約3重量%までのホウ素を与える量で、ホ
ウ素含有化合物と反応される。
ホウ酸塩化オーバーベース化組成物、それを含有する潤滑組成物、およびホウ
酸塩化オーバーベース化組成物の調製方法は、Fischerらに発行された米国特許
第4,744,920号;Schwindらにより発行された米国特許第4,792,410号、およびPCT
公報WO88/03144に見いだされる。上記の事項に関する開示内容は、本明細書中で
参考として援用されている。
他の実施態様では、このホウ酸塩化オーバーベース化金属塩は、ホウ素含有化
合物の存在下にて、この酸性有機化合物と塩基性金属塩とを反応させることによ
り、調製される。この金属には、遷移金属(例えば、亜鉛、銅およびカドミウム)
が挙げられる。これらのホウ酸塩化オーバーベース化組成物およびそれらの調製
方法は、米国特許第5,064,545号(Steckel)に記述されている。この特許の内容は
、このような開示について、本明細書中で参考として援用されている。
以下の実施例は、ホウ酸塩化オーバーベース化金属塩に関する。
実施例B-1
(a)メチルアルコール853グラム、混合油410グラム、水酸化ナトリウム54グラ
ム、および中和量の追加の水酸化ナトリウムの混合物を調製する。水酸化ナトリ
ウムの後者の添加量は、続いて加えられるスルホン酸の酸価に依存する。この混
合物の温度を、49℃に調整する。この温度を49〜57℃に維持しつつ、直鎖ジアル
キルベンゼンスルホン酸(MW430)および混合油(活性含量42重量%)の混合物(1070
グラム)を加える。この反応容器に、ポリイソブテニル(Mn=950)置換無水コハク
酸(145グラム)を加える。次いで、水酸化ナトリウム838グラムを加え、この温度
を71℃に調整する。この反応混合物に、二酸化炭素460グラムを吹き込む。この
混合物を、149℃までフラッシュストリッピングし、そして透明になるまで濾過
して、所望生成物を得る。この生成物は、440の塩基価(ブロモフェノールブルー
)、19.45重量%の金属含量、20の金属比、58重量%の硫酸塩灰分含量、および1.
3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ナトリウムである。
(b)反応容器に、上記オーバーベース化ナトリウム塩(実施例B-1(a))1000グラ
ム、消泡剤0.13グラム(25℃で1000 cStの粘度を有するDow Corning 200 Fluidの
灯油溶液)、および混合油133グラムの混合物を充填し、撹拌しながら、74〜79℃
まで加熱する。次いで、この反応混合物に、ホウ酸486グラムを加える。この反
応混合物を121℃まで加熱して、反応水、および上記オーバーベース化ナトリウ
ム塩に含有されているCO2の40〜50重量%を遊離させる。この反応混合物を、154
〜160℃まで加熱し、そして遊離の水含量および全体の水含量が、それぞれ、0.3
重量%以下および約1〜2重量%まで低下するまで、この温度で維持する。この
反応生成物を室温まで冷却し、そして濾過する。
実施例B-2
(a)主として分枝鎖のモノアルキルベンゼンスルホン酸(Mw=500)1000グラム、o
-キシレン771グラム、およびポリイソブテニル(Mn=950)無水コハク酸75.2グラ
ムの混合物を調製し、その温度を46℃に調整する。この反応混合物に、酸化マグ
ネシウム(87.3グラム)、酢酸(35.8グラム)、メチルアルコール(31.4グラム)、お
よび水(59グラム)を連続的に添加する。この反応混合物に、49〜54℃の温度で、
二酸化炭素77.3グラムを吹き込む。次いで酸化マグネシウム87.3グラム、メチル
アルコール31.4グラムおよび水59グラムを加え、この反応混合物に、49〜54℃で
、二酸化炭素77.3グラムを吹き込む。先の酸化マグネシウム、メチルアルコール
および水の添加工程に続く二酸化炭素の吹き込み工程を、1回繰り返す。大気圧
ストリッピングおよび真空フラッシュストリッピングを用いて、この反応混合物
から、o-キシレン、メチルアルコールおよび水を除去する。この反応混合物を冷
却し、そして透明になるまで濾過する。この生成物は、400の塩基価(ブロモフェ
ノールブルー)、9.3重量%の金属、14.7の金属比、46.0重量%の硫酸塩灰分およ
び1.6重量%のイオウを有するオーバーベース化スルホン酸マグネシウム塩であ
る。
(b)反応容器に、上記オーバーベース化マグネシウム塩(実施例B-2(a))1000グ
ラム充填し、希釈油181グラムを79℃まで加熱する。次いで、この反応混合物に
、ホウ酸300グラムを加え、この混合物を、8時間にわたって、124℃まで加熱す
る。この反応混合物を、そのマグネシウム含量が6.8重量%で一定になるまで、1
21〜127℃で2〜3時間維持する。窒素散布を開始し、この反応混合物を149℃ま
で加熱して、水含量が3重量%以下になるまで、水を除去する。この反応混合物
を濾過して、所望生成物を得る。
このモリブデン含有組成物は、(i)有機ポリスルフィドまたは無灰ジチオカー
バメート組成物および(ii)リン含有またはホウ素含有極圧剤と組み合わせて、使
用できる。この有機ポリスルフィドまたは無灰ジチオカーバメート組成物は、一
般に、この潤滑組成物の約0.5重量%から約5重量%までの量、または約1重量
%から約4重量%までの量、または約2重量%から約3.5重量%までの量で使用
される。有機ポリスルフィドまたは無灰ジチオカーバメート含有組成物
この有機ポリスルフィドは、少なくとも2個〜約10個のイオウ原子、好ましく
は、2個〜約6個のイオウ原子、さらに好ましくは、2個〜約4個のイオウ原子
を有するスルフィド結合により、特徴づけられる。この有機ポリスルフィドは、
一般に、ジ−、トリ−またはテトラスルフィド組成物であり、トリスルフィド組
成物が好ましい。
本発明の有機ポリスルフィドは、この潤滑組成物の約1%〜約3%のイオウを
提供する。一般に、この有機ポリスルフィドは、約10%〜約60%のイオウ、好ま
しくは、約20%〜約50%のイオウ、さらに好ましくは、約35%〜約45%のイオウ
を含有する。硫化されてこの有機ポリスルフィドを形成し得る物質には、オイル
、脂肪酸またはエステル、あるいはオレフィンまたはポリオレフィンが挙げられ
る。これらの物質は、硫化剤(例えば、元素イオウ、ハロゲン化イオウ、イオウ
および硫化水素の組合せなど)との反応により、硫化される。
硫化され得るオイルは、天然油または合成油であり、これには、鉱油、ラード
油、脂肪アルコールおよび脂肪酸または脂肪族カルボン酸から誘導されるカルボ
ン酸エステル(例えば、オレイン酸ミリスチルおよびオレイン酸オレイル)、まっ
こう鯨油および合成のまっこう鯨油代替物、および合成の不飽和エステルまたは
グリセリドが包含される。
脂肪酸は、一般に、約4個から約30個まで、または約8個から約24個までの炭
素原子を含有し、例えば、パルミトオレイン酸、オレイン酸、リシノール酸、リ
ノール酸、オレオステアリン酸などがある。硫化脂肪酸エステルは、混合した不
飽和脂肪酸エステル(例えば、動物性脂肪および植物油(トール油、あまに油、な
たね油、魚油、まっこう鯨油などを含めて))から調製される。
硫化され得るオレフィン性化合物は、少なくとも1つのオレフィン性二重結合
を含む。これらの二重結合は、非芳香族性の二重結合として定義される;すなわ
ち、2個の脂肪族炭素原子を連結するものを含有する。広義には、このオレフィ
ンは、式
R*1R*2C=CR*3R*4
により定義できる:ここで、各R*1、R*2、R*3およびR*4は、水素または有機基で
ある。一般に、上式にて、水素でないR基は、−C(R*5)3、−COOR*5、−CON(R*5)2
、−COON(R*5)4、−COOM、−CN、−X、−YR*5または−Arのような基で満たされ
る;ここで、各R*5は、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アリール、置
換されたアルキル、置換されたアルケニルまたは置換されたアリールであ
るが、但し、いずれか2個のR*5基は、アルキレンまたは置換アルキレンであり
、それによって、約12個までの炭素原子を有する環が形成される;Mは、1当量
の金属カチオン(好ましくは、第I族または第II族、例えば、ナトリウム、カリ
ウム、バリウム、カルシウム);Xはハロゲン(例えば、塩素、臭素またはヨウ素)
;Yは酸素または二価のイオウ;Arは、約12個までの炭素原子を有するアリール
基または置換されたアリール基である。R*1、R*2、R*3およびR*4のいずれか2個
はまた、一緒になって、アルキレン基または置換されたアルキレン基を形成し得
る。すなわち、このオレフィン性化合物は、脂環式であり得る。
このオレフィン性化合物は、通常、水素でない各R*基が、独立して、アルキル
基、アルケニル基またはアリール基であるものである。モノオレフィン性化合物
およびジオレフィン性化合物、特に前者は好ましく、特に、末端モノオレフィン
性炭化水素;すなわち、R*3およびR*4が水素であり、そしてR*1およびR*2が、1
個〜約30個の炭素原子、好ましくは、1個〜約16個の炭素原子、さらに好ましく
は、1個〜約8個の炭素原子、さらに好ましくは、1個〜約4個の炭素原子を有
するアルキルまたはアリール、特にアルキル(すなわち、このオレフィンは脂肪
族である)である化合物が好ましい。約3個〜約30個の炭素原子、特に、約3個
〜約16個(大ていの場合、約9個未満)の炭素原子を有するオレフィン性化合物は
、特に望ましい。
イソブテン、プロピレンおよびそれらのダイマー、トリマーおよびテトラマー
、および混合物は、特に好ましいオレフィン性化合物である。これらの化合物の
うち、イソブチレンおよびジイソブチレンは、その有用性およびそれから特に高
いイオウ含量の組成物が調製され得るために、特に望ましい。
好ましい1実施態様では、この有機ポリスルフィドは、硫化オレフィンを含有
し、ここで、このオレフィンは、上で記述されている。例えば、有機ポリスルフ
ィドは、米国特許第2,708,199号に従って、4個以上の炭素原子を含有するオレ
フィンをスルホクロリド化し、さらに、高級な無機ポリスルフィドで処理するこ
とにより、調製できる。
1実施態様では、硫化オレフィンは、(1)一塩化イオウと、化学量論的に過剰
な低炭素原子数オレフィンとを反応させること、(2)得られた生成物を、遊離イ
オウの存在下にて、アルコール−水溶媒中で、2:1以上のモル比で、アルカリ
金属スルフィドで処理すること、および(3)その生成物を無機塩基と反応させる
ことにより、生成される。この方法は、米国特許第3,471,404号に記述され、米
国特許第3,471,404号の開示内容は、この硫化オレフィンの調製方法およびそれ
により生成した硫化オレフィンの論述について、本明細書中で参考として援用さ
れている。一般に、このオレフィン反応物は、約2個〜約5個の炭素原子を含有
し、例には、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、アミレンなどが
挙げられる。
本発明の組成物中で有用な硫化オレフィンはまた、大気圧以上の圧力で、オレ
フィン化合物と、イオウおよび硫化水素の混合物とを、触媒の存在下にて反応さ
せ、続いて、低沸点物質を除去することにより、調製され得る。本発明で有用な
硫化組成物の調製方法は、米国特許第4,191,659号に記述され、この特許の開示
内容は、有用な硫化組成物の調製の記述について、本明細書中で参考として援用
されている。
1実施態様では、この有機ポリスルフィドは、触媒(例えば、酸化マグネシウ
ム、アルミナ触媒)の存在下でのメルカプタンおよびイオウの反応により、調製
できる。このポリスルフィドを製造するために用いるメルカプタンは、ヒドロカ
ルビルメルカプタン(例えば、式R−S−Hで表されるものであって、ここで、Rは
、上で定義のヒドロカルビル基である)であり得る。1実施態様では、Rは、アル
キル基、アルケニル基、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基である。R
はまた、ハロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、またはヒドロキシアルキル置
換された(例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチルなど)脂肪族基であり得
る。Rは、一般に、約2個〜約30個の炭素原子、または約2個〜約24個の炭素原
子、または約3個〜約18個の炭素原子を含有する。例には、ブチルメルカプタン
、アミルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、6-ヒド
ロキシメチルオクタンチオール、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、10
-アミノドデカンチオール、ドデシルメルカプタン、10-ヒドロキシメチルテトラ
デカンチオール、およびテトラデシルメルカプタンが包含される。これらの有機
ポリスルフィドおよびそれらの製造方法は、Koyamaらに発行された米国特許第4,
56
4,709号およびOzbalikに発行された米国特許第5,146,000号に記述されている。
これらの特許の内容は、このような開示について、本明細書中で参考として援用
されている。
以下の実施例は、有機ポリスルフィドに関する。
実施例S-1
撹拌機および内部冷却コイルを備えたジャケット付きの高圧反応器に、イオウ
(526部、16.4モル)を充填する。気体状反応物の導入前に、このコイルに冷却ブ
ラインを循環させて、この反応器を冷却する。この反応器を密封し、約2torrま
で脱気し、そして冷却した後、この反応器に、イソブテン920部(16.4モル)およ
び硫化水素279部(8.2モル)を充填する。この反応器を、外部ジャケットに蒸気を
用いて、約1.5時間にわたり約182℃の温度まで加熱する。この加熱中に、約168
℃で、1350psigの最大圧力に達する。最高の反応温度に達する前に、この圧力は
低下し始め、この気体状反応物が消費されるにつれて、一定割合で低下し続ける
。約10時間後、約182℃の反応温度にて、圧力は310〜340psigになり、そして圧
力変化の割合は、1時間あたり、約5〜10psigである。未反応の硫化水素および
イソブテンを、回収系に排気する。この反応器の圧力が大気圧まで低下した後、
液体として、硫化混合物を回収する。
実施例S-2
一塩化イオウ(2025グラム、15.0モル)を45℃まで加熱する。表面下の気体散布
器を通して、5時間にわたり、1468グラム(26.2モル)のイソブチレンガスを反応
器に供給する。温度を45℃と50℃の間に維持する。散布の終了時点で、この反応
混合物の重量が1352グラムまで上昇する。別の反応容器に、60%の薄片状の硫化
ナトリウム2150グラム(16.5モル)、イオウ240グラム(7.5モル)、および水4000ml
のイソプロパノール420ml溶液を加える。この内容物を40℃まで加熱する。先に
調製した一塩化イオウおよびイソブチレンの付加物を、温度を75℃まで上げつつ
、3/4時間にわたって加える。この反応混合物を加熱して6時間加熱還流すると
、この混合物は、分離層を形成する。下部の水層を捨てる。上部の有機層を、10
%水酸化ナトリウム水溶液2リットルと混合し、この混合物を6時間還流する。
有機層を再び除去し、水1リットルで洗浄する。洗浄した生成物を、90℃および
30mmHg.の圧力下にて、30分間加熱することにより、乾燥する。その残留物をケ
イソウ土濾過助剤で濾過すると、透明で黄色がかった橙色の液体2070グラムが得
られる。
この無灰ジチオカーバメート組成物には、ジチオカルバミン酸またはその塩と
不飽和アミド、カルボン酸、その無水物、またはそのエステルまたはそのエーテ
ルとの反応生成物、アルキレンカップリングしたジチオカーバメート、およびビ
ス(S-アルキルジチオカルバモイル)ジスルフィドが挙げられる。このジチオカー
バメート化合物(A)は、ジチオカルバミン酸またはその塩と不飽和化合物とを反
応させることにより、調製できる。このジチオカーバメート組成物はまた、アミ
ン、二硫化炭素および不飽和化合物を同時に反応させることにより、調製できる
。一般に、この反応は、約25℃〜約125℃の温度、または約50℃〜約100℃の温度
で起こる。米国特許第4,758,362号および第4,997,969号は、ジチオカーバメート
組成物およびそれらの製造方法を記述している。これらの特許の内容は、ジチオ
カーバメート組成物およびそれらの製造方法の開示について、本明細書中で参考
として援用されている。
このジチオカーバメート組成物を調製するのに使用されるジチオカルバミン酸
またはその塩は、アミンと二硫化炭素とを反応させることにより、調製される。
このアミンは、第一級アミン(単数または複数)または第二級アミン(単数また
は複数)であり得、第二級アミンが最も好ましい。このアミンは、一般に、ヒド
ロカルビル基を含有する。各ヒドロカルビル基は、独立して、1個〜約40個の炭
素原子、または約2個〜約30個の炭素原子、または3個〜約24個の炭素原子、ま
たは約12個までの炭素原子を含有し得る。このアミン上に存在できる基の例には
、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基およびドデシル基
が包含される。
1実施態様では、このアミンは、第一級アミンである。本発明に有用な第1級
アミンの例としては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、2-エチル
ヘキシルアミン、オクチルアミンおよびドデシルアミンが包含される。
1実施態様では、この第一級アミンは、脂肪(C8-30)アミンであり、これらに
は、n-オクチルアミン、n-デシルアミン、n-ドデシルアミン、n-テトラデシルア
ミン、n-ヘキサデシルアミン、n-オクタデシルアミン、オレイルアミンなどが挙
げられる。また有用な脂肪アミンには、市販の脂肪アミン、例えば、「Armeen」
アミン(Akzo Chemicals(Chicago、Illinois)から入手できる生成物)が挙げられ
る。これらのアミンには、例えばArmeen C、Armeen O、Armeen OL、Armeen T、A
rmeen HL、Armeen S、およびArmeen SDが挙げられ、ここで、アルファベットの
名称は、脂肪基(例えば、ココア基、オレイル基、タロ基またはステアリル基)に
関する。
他の有用な第1級アミンには、第一級エーテルアミン(例えば、式R”(OR')xNH2
により表わされるもの)が挙げられ、ここで、R'は、約2個〜約6個の炭素原子
を有する二価アルキレン基であり;xは、1〜約150の数、または約1〜約5の
数、または1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
hemical Company(Atlanta,Georgia)により製造され販売されている)の名称で入
手できる。好ましいエーテルアミンは、SURFAMP P14B(デシルオキシプロピルア
ミン)、SURFAM P16A(線状C16)、SURFAM P17B(トリデシルオキシプロピルアミン)
として同定されるものにより、例示される。上で記述されこの後で用いられるSU
RFAM類の炭素鎖長(すなわち、C14などの炭素鎖長)は、およその値であり、酸素
−エーテル結合を含む。
1実施態様では、このアミンは、第三級脂肪族第一級アミンである。一般に、
この脂肪族基(好ましくは、アルキル基)は、約4個〜約30個の炭素原子、または
約6個〜約24個の炭素原子、または約8個〜約22個の炭素原子を含有する。通常
、この第三級アルキル第一級アミンは、式R1−C(R1')2−NH2により表わされるモ
ノアミンであり、ここで、R1は、1個〜約27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R1'は、1個〜約12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、第三級ヘキシルアミン
、1-メチル-1-アミノシクロヘキサン、第三級オクチルアミン、第三級デシルア
ミン、第三級ドデシルアミン、第三級テトラデシルアミン、第三級ヘキサデシル
アミン、第三級オクタデシルアミン、第三級テトラコサニルアミン、および第三
級オクタコサニルアミンにより、例示される。
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
合物の例には、「Primene 81R」(これは、C11〜C14の第三級アルキル第一級アミ
ンの混合物である)、および「Primene JMT」(これは、C18〜C22の第三級アルキ
ル第一級アミンの類似混合物である)があり、共に、Rohm and Haas Companyから
入手可能である。これらの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、当業者に公知である。本発明の目的に有用なこれらの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2,945,749号に記述されており、
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。
他の実施態様では、このアミンは、第二級アミンである。第二級アミンの特定
の例には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミ
ン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、メチルエチルアミ
ン、エチルブチルアミン、エチルアミルアミンなどが包含される。1実施態様で
は、この第二級アミンは、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。
1実施態様では、このジチオカーバメート化合物(A)は、1種またはそれ以上
のジチオカルバミド酸またはその塩と不飽和アミドとを反応させることにより、
調製される。不飽和アミドの例には、アクリルアミド、N,N’-メチレンビス(ア
クリルアミド)、メタクリルアミド、クロトンアミドなどが包含される。1実施
態様では、このジチオカーバメート含有組成物は、ジアミルアミンまたはジブチ
ルアミンと二硫化炭素との反応生成物から誘導され、この反応生成物は、最終的
にアクリルアミドと反応されるジチオカルバミド酸またはその塩を形成する。こ
のジチオカルバミド酸またはその塩および不飽和アミドの反応生成物が、さらに
別の反応性のNH基を有するなら、この反応生成物は、さらに、結合化合物または
カップリング化合物(例えば、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド)と
反応され得る。ジチオカルバミド酸およびその塩と不飽和アミドとの反応生成物
は、米国特許第4,758,362号(Butke)および同第4,997,969号(Luciani)に開示され
、これらの内容は、ジチオカルバミド酸およびその塩、不飽和アミド、ならびに
それらの反応生成物(カップリング生成物を含めて)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。
1実施態様では、無灰のこのジチオカーバメート組成物(A)は、ジチオカルバ
ミド酸またはその塩と、不飽和酸、その無水物またはエステルとの反応生成物で
ある。不飽和カルボン酸およびその無水物の例には、アクリル酸、メタクリル酸
、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸および無水マレイン酸が包含される。不飽
和カルボン酸またはその無水物が用いられるなら、エステルは、ジチオカーバメ
ート−不飽和カルボン酸またはその無水物の付加物と、アルコール(例えば、本
明細書中で述べたアルコール)との引き続く反応により、形成され得る。1実施
態様では、このアルコールは、1個〜約12個の炭素原子を有する。
1実施態様では、この不飽和カルボン酸またはその無水物またはエステルには
、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン
酸およびそれらのエステルが挙げられる。このエステルは、以下の式の1種によ
り表わされ得る:(R1)2C=C(R1)C(O)OR2、またはR2O-(O)C-HC=CH-C(O)OR2、こ
こで、各R1およびR2は、独立して、水素、または1個から約18個まで、または約
12個まで、または約8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、R1は
、水素、または1個〜約6個の炭素原子を有するアルキル基である。1実施態様
では、R1は、好ましくは、水素またはメチル基である。
不飽和カルボン酸エステルの例には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシプロピル、
アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、マレイン酸エチル、マレイン酸ブチルおよび
マレイン酸2-エチルヘキシルが包含される。上のリストには、マレイン酸、フマ
ル酸およびイタコン酸およびその無水物のモノエステルだけでなくジエステルも
包含される。1実施態様では、このジチオカルバミド酸またはその塩は、ジエチ
ルアミンまたはジブチルアミンおよび二硫化炭素から形成される。得られるジチ
オカルバミド酸は、次いで、アクリル酸メチルと反応される。
他の実施態様では、この不飽和カルボン酸エステルは、ビニルエステルである
。このビニルエステルは、式R1CH=CH-O(O)CR2により表わされ得、ここで、R1は
、1個から約30個まで、または約12個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基
、
好ましくは水素であり、そしてR2は、1個から約30個まで、または約12個まで、
または約8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基である。ビニルエステル
の例には、酢酸ビニル、2-エチルヘキサン酸ビニル、ブタン酸ビニルなどが包含
される。
1実施態様では、このジチオカーバメート化合物(A)は、ジチオカルバミド酸
またはその塩およびビニルエーテルの反応生成物である。このビニルエーテルは
、式R1-CH=CH-OR2により表わされ、ここで、R1は、独立して、水素、または1
個から約30個まで、または約24個まで、または約12個までの炭素原子を有するヒ
ドロカルビル基である。R2は、R1と同様に定義されるヒドロカルビル基である。
ビニルエーテルの例には、メチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、2-
エチルヘキシルビニルエーテルなどが包含される。
1実施態様では、このジチオカーバメート化合物(A)は、アルキレンがカップ
リングしたジチオカーバメートである。本発明で有用なアルキレンがカップリン
グしたジチオカーバメートは、上記ジチオカルバミド酸の塩と、適切なジハロゲ
ン含有炭化水素との反応により、調製され得る。この反応は、一般に、約25℃か
ら約150℃まで、または約100℃までの範囲内の温度で、行われる。Holubecに発
行された米国特許第3,876,550号は、アルキレンジチオカーバメート化合物を記
述しており、そしてCadwellに発行された米国特許第1,726,647号および同第1,73
6,429号は、フェニルメチレンビス(ジチオカーバメート)およびその製造方法を
記述している。これらの特許の内容は、ジチオカーバメート化合物およびその調
製方法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。1実施
態様では、このアルキレンがカップリングしたジチオカーバメートは、ジ-n-ブ
チルアミン、二硫化炭素および二塩化メチレンから誘導される。
他の実施態様では、このジチオカーバメート化合物は、ビス(S-アルキルジチ
オカルバモイル)ジスルフィドである。これらの物質は、以前は、イオウがカッ
プリングしたジチオカーバメートと呼ばれていた。このジスルフィドは、(A)ハ
ロゲン化イオウと、ほぼ化学量論的に当量の(i)少なくとも1種のオレフィン性
炭化水素または(ii)アルデヒドまたはケトンとを、ジ(ハロヒドロカルビル)イオ
ウ中間体またはジアルデヒドまたはジケトイオウ中間体を生成するのに充分な温
度で充分な時間にわたり反応させること、および(B)両方のハロ基をジチオカー
バメート基で置き換えるかまたはジアルデヒドまたはジケトンの両方のカルボニ
ル基と反応させるのに一般的に充分な量で、この中間体とジチオカーバメートの
塩とを反応させることにより、調製される。第一工程(A)で使用されるハロゲン
化イオウは、一塩化イオウ(すなわち、S2Cl2)、二塩化イオウ、一臭化イオウ、
二臭化イオウ、または上記ハロゲン化イオウのいずれかと元素イオウとの種々の
量での混合物であり得る。
工程(A)での出発物質としては、種々のオレフィンおよびオレフィン混合物が
用いられ得る。これらのオレフィンは、有機ポリスルフィドに関し、以下で開示
されている。ハロゲン化イオウと反応され得るアルデヒドの特定の例には、例え
ば、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、イソブチル
アルデヒド、2-エチルヘキサナール、およびシクロヘキサンカルボキシアルデヒ
ドが挙げられる。ケトンの例には、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエ
チルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンなどが包含さ
れる。
このイオウ中間体とジチオカルバミド酸塩との間の反応は、一般に、室温から
この混合物の還流温度までで行われる。この反応は、反応が完結するまで(一般
に、約5時間〜約24時間)行われる。この反応の最終段階では、水相が分離され
、その生成物は、有機相から回収される。
このビス(S-アルキルジチオカルバモイル)ジスルフィドはまた、(A)オレフィ
ン性炭化水素とハロゲンとを反応させてハロゲン含有中間体を生成する工程、お
よび(B)存在するハロゲン基を、ジチオカーバメート基および/またはスルフィド
基で一部置き換えるのに充分な量で、該中間体と、ジチオカージメートのアルカ
リ金属スルフィドおよび塩とを反応させる工程を包含する方法により、調製され
得る。このビス(S-アルキルジチオカルバモイル)ジスルフィドは、Rudelらに発
行された米国特許第2,599,350号に記述されている。この特許の内容は、ビス(S-
アルキルジチオカルバモイル)ジスルフィドの開示について、本明細書中で参考
として援用されている。リンまたはホウ素試薬
:
上で記述のように、このモリブデン含有組成物塩は、(i)有機スルフィドまた
は無灰ジチオカーバメート含有組成物、および(ii)チオリン酸金属、リン酸エス
テルまたはその塩、リン含有カルボン酸、そのエステル、そのエーテルまたはそ
のアミド、ホウ酸塩化分散剤、アルカリ金属ホウ酸塩、ホウ酸塩化脂肪アミン、
ホウ酸塩化リン脂質、およびホウ酸塩エステルからなる群から選択した少なくと
も1種のリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤と組み合わせて、使用される
。このリン含有またはホウ素含有試薬は、代表的には、潤滑剤および機能流体中
にて、この潤滑剤、機能流体またはグリースの全重量を基準にして、約20重量%
までのレベル、好ましくは、約10重量%までのレベルで、存在している。代表的
には、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、潤滑剤および機能流体
中にて、約0.1重量%から、または約0.5重量%から、または約0.8重量%からの
レベルで、存在している。このリン含有またはホウ素含有の耐摩耗剤または極圧
剤は、約10重量%まで、または約3重量%まで、または約2重量%までの量で、
存在している。1実施態様では、この潤滑組成物、機能流体およびグリースは、
0.01%より多いリン、または0.05%より多いリンを含有する。
リン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤の例には、チオリン酸金属;リン酸
エステルまたはその塩;リン含有カルボン酸、そのエステル、エーテルまたはア
ミド;ホウ酸塩分散剤;アルカリ金属ホウ酸塩;ホウ酸塩化脂肪アミン;ホウ酸
塩化リン脂質;およびホウ酸エステルが包含される。これらのリン含有酸には、
リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸およびチオリン酸(これには、ジチオリン酸
およびモノチオリン酸が含まれる)、チオホスフィン酸およびチオホスホン酸が
挙げられる。
1実施態様では、リン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、1種またはそ
れ以上のリン含有酸またはその無水物と、1個から、または約3個からの炭素原
子を含有するアルコールとを反応させることにより、調製したリン含有酸エステ
ルである。このアルコールは、一般に、約30個まで、または約24個まで、または
約12個までの炭素原子を含有する。このリン含有酸またはその無水物は、一般に
、無機リン含有試薬(例えば、五酸化リン、三酸化リン、四酸化リン、リン酸、
亜リン酸、ハロゲン化リン、低級リン含有エステル、または硫化リン(五硫化リ
ン
を含めて)など)である。好ましいリン含有酸またはその無水物は、五酸化リン、
五硫化リンおよび三塩化リンである。低級リン含有酸エステルは、一般に、各エ
ステル基中に、1個〜約7個の炭素原子を含有する。このリン含有酸エステルは
、モノリン酸エステル、ジリン酸エステルまたはトリリン酸エステルであり得る
。このリン含有酸エステルを調製するのに用いられるアルコールには、ブチルア
ルコール、アミルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、オクチルアルコール、およびオレイルアルコール、およびフェノール(例え
ば、クレゾール)が挙げられる。市販のアルコールの例には、Alfol 810(8個〜1
0個の炭素原子を有する、主として直鎖の第一級アルコールの混合物);Alfol 12
18(12個〜18個の炭素原子を含有する、合成の第一級直鎖アルコールの混合物);
Alfol 20+アルコール(GLC(気液クロマトグラフィー)により決定される、ほとん
どがC20アルコールを有するC18〜C28第一級アルコールの混合物);およびAlfol
22+アルコール(主としてC22アルコールを含有するC18〜C28第一級アルコール)が
包含される。Alfolアルコールは、Continental Oil Companyから市販されている
。
市販のアルコール混合物の他の例には、Adol 60(これは、約75重量%の直鎖C2 2
第一級アルコール、約15重量%のC20第一級アルコール、および約8重量%のC1 8
およびC24アルコールから構成されている)およびAdol 320(オレイルアルコール
)がある。これらのAdolアルコールは、Ashland Chemicalから販売されている。
天然に生じるトリグリセリドから誘導されかつC8〜C18の鎖長範囲の一価脂肪
アルコールの種々の混合物は、Procter & Gamble Company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C10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。
市販の混合物の他の群には、Shell Chemical Co.から入手できる「Neodol」生
成物が包含される。例えば、Neodol 23は、C12およびC13アルコールの混合物;N
eodol 25は、C12およびC15アルコールの混合物;そしてNeodol 45は、C14〜C15
線状アルコールの混合物である。Neodol 91は、C9、C10およびC11アルコー
ルの混合物である。
脂肪隣接ジオールもまた有用であり得る。脂肪隣接ジオールには、Adol 114お
よびAdol 158の一般商品名でAshland Oilから入手できるものが包含される。前
者はC11〜C14の直鎖α−オレフィン画分から誘導され、そして後者はC15〜C18α
−オレフィン画分から誘導される。
有用なリン含有酸エステルの例には、リン酸またはその無水物とクレゾールア
ルコールとを反応させることにより調製されるリン酸エステルが包含される。こ
れらのリン含有酸エステルの例には、リン酸トリクレシルがある。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、チオリ
ン含有酸エステルまたはそれらの塩である。このチオリン含有酸エステルは、硫
化リン(例えば、上記のもの)と、アルコール(例えば、上記のもの)とを反応させ
ることにより、調製され得る。このチオリン含有酸エステルは、モノチオリン含
有酸エステルまたはジチオリン含有酸エステルであり得る。チオリン含有酸エス
テルはまた、一般に、チオリン酸と呼ばれている。
1実施態様では、このリン含有酸エステルは、モノチオリン酸エステル、すな
わち、モノチオホスフェートである。モノチオリン酸エステルは、イオウ源と亜
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、例え
ば、元素イオウであり得る。このイオウ源はまた、モノスルフィド(例えば、イ
オウがカップリングしたオレフィンまたはイオウがカップリングしたジチオリン
酸エステル)であり得る。元素イオウは、好ましいイオウ源である。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公報 WO87/07638号に
開示され、それらの内容は、モノチオリン酸エステル、イオウ源、およびモノチ
オリン酸エステルの製造方法の開示に関して、本明細書中で参考として援用され
ている。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(例えば、
硫化オレフィン)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℃、またはそれより高い温度)下にて、イオウ源と反応されて、モ
ノチオリン酸エステルを形成し得る。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有の耐摩耗剤または極圧剤は
、
ジチオリン酸またはホスホロジチオ酸である。このジチオリン酸は、式(RO)2PSS
Hにより表わされ得、ここで、各Rは、独立して、約3個から約30個までの炭素原
子を含有するヒドロカルビル基である。Rは、一般に約18個まで、または約12個
まで、または約8個までの炭素原子を含有する。Rの例には、イソプロピル基、
イソブチル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、種々のアミル基、n-ヘキシル基、メ
チルイソブチルカルビニル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、イソオクチル
基、ノニル基、ベヘニル基、デシル基、ドデシル基およびトリデシル基が包含さ
れる。例示の低級アルキルフェニル基Rには、ブチルフェニル、アミルフェニル
、ヘプチルフェニルなどが挙げられる。R基の混合物の例には、以下が包含され
る:1-ブチルおよび1-オクチル;1-ペンチルおよび2-エチル-1-ヘキシル;イソ
ブチルおよびn-ヘキシル;イソブチルおよびイソアミル;2-プロピルおよび2-メ
チル-4-ペンチル;イソプロピルおよびsec-ブチル;ならびにイソプロピルおよ
びイソオクチル。
1実施態様では、このジチオリン酸は、エポキシドまたはグリコールと反応さ
れ得る。この反応生成物は、単独で用いられるか、または、リン含有酸、その無
水物または低級エステルとさらに反応され得る。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包含される。プロピレンオキシドが好
ましい。このグリコールは、1個〜約12個の炭素原子、または約2個〜約6個の
炭素原子、または2個または3個の炭素原子を有する脂肪族グリコール、または
芳香族グリコールであり得る。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、カテコール、レソルシノールなどが挙げられる。これらのジチオ
リン酸、グリコール、エポキシド、無機リン含有試薬、およびそれらの反応方法
は、米国特許第3,197,405号および第3,544,465号に記述され、これらの内容は、
それらの開示について、本明細書中で参考として援用されている。
以下の実施例P-1およびP-2は、有用なリン含有酸エステルの調製を例示する。
実施例P-1
五酸化リン(64グラム)を、58℃で45分間にわたり、0,0-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(これは、25℃にて、ジ(4-メ
チル-2-ペンチル)ホスホロジチオ酸と、1.3モルのプロピレンオキシドとを反応
させることにより、調製した)に加える。この混合物を、75℃で2.5時間加熱し、
ケイソウ土と混合し、そして70℃で濾過する。この濾液は、11.8重量%のリン、
15.2重量%のイオウ、および87の酸価(ブロモフェノールブルー)を含有する。
実施例P-2
五酸化リン667グラム、およびジイソプロピルホスホロジチオ酸3514グラムと
プロピレンオキシド986グラムとの50℃での反応生成物の混合物を、85℃で3時
間加熱し、そして濾過する。この濾液は、15.3重量%のリン、19.6重量%のイオ
ウ、および126の酸価(ブロモフェノールブルー)を含有する。
酸性リン酸エステルは、アミン化合物または金属塩基と反応して、アミンまた
は金属塩を形成し得る。これらの塩は、別々に形成され、次いで、このリン含有
酸エステルの塩が、潤滑組成物に添加され得る。他方、酸性のリン含有酸エステ
ルが他の成分と配合されて、充分に調合された潤滑組成物を形成するとき、これ
らの塩はまた、その場で形成され得る。
このリン含有酸エステルのアミン塩は、アンモニアまたはアミン(モノアミン
およびポリアミンを含めて)から形成され得る。これらのアミンは、第一級アミ
ン、第二級アミンまたは第三級アミンであり得る。1実施態様では、このアミン
はジチオカーバメートを調製するための上記のアミンの1種以上である。有用な
アミンには、米国特許第4,234,435号の21欄、4行〜27欄、50行に開示のアミン
が挙げられ、これらの節の内容は、本明細書中で参考として援用されている。
これらのモノアミンは、一般に、1個から約24個までの炭素原子、または約12
個までの炭素原子、または約6個までの炭素原子を含有する。モノアミンの例に
は、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、オクチルア
ミン、およびドデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルア
ミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、エチルヘキシルアミン、トリメチ
ルアミン、トリブチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジブチルアミンな
どが挙げられる。
1実施態様では、このアミンは、脂肪(C4-30)アミンであり得、これらには、n
-ヘキシルアミン、n-オクチルアミン、n-デシルアミン、n-ドデシルアミン、n-
テトラデシルアミン、n-ヘキサデシルアミン、n-オクタデシルアミン、オレイル
アミンなどが挙げられる。また、有用な脂肪アミンには、市販の脂肪アミン、例
えば、「Armeen」アミン(Armak Chemicals(Chicago,Illinois)から入手できる
生成物)が挙げられ、例えば、ArmakのArmeen-C、Armeen-O、Armeen-OL.Armeen-
T、Armeen-HT、Armeen S、およびArmeen SDがあり、ここで、アルファベットの
名称は、脂肪基(例えば、ココア基、オレイル基、タロ基またはソヤ基)に関する
。
他の有用なアミンには、第一級エーテルアミン(例えば、式R"(OR')xNH2により
表わされるもの)が挙げられ、ここで、R'は、約2個〜約6個の炭素原子を有す
る二価アルキレン基;xは、1〜約150の数(好ましくは、1);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。エーテルアミン
により製造され販売されている)の名称で入手できる。好ましいエーテルアミン
は、SURFAM P14B(デシルオキシプロピルアミン)、SURFAM P16A(線状C16)、SURFA
M P17B(トリデシルオキシプロピルアミン)として同定されるものにより、例示さ
れる。上で記述されこの後で用いられるSURFAM類の炭素鎖長(すなわち、C14など
の炭素鎖長)は、およその値であり、酸素−エーテル結合を含む。
1実施態様では、このアミンはヒドロキシアミンであり得る。代表的には、こ
のヒドロキシアミンは、第一級、第二級または第三級のアルカノールアミンまた
はそれらの混合物である。このようなアミンは、次式により表わされる:H2−N
−R'−OH、H(R'1)N−R'−OH、および(R'1)2−N-R'−OH。ここで、各R'1は、独立
して、1個〜約8個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、または1個〜約8個
の炭素原子、または1個〜約4個の炭素原子を有するヒドロキシヒドロカルビル
基であり、そしてR'は、約2個〜約18個の炭素原子、または2個〜約4個の炭素
原子を有する二価ヒドロカルビル基である。これらの式の−R'−OH基は、ヒドロ
キシヒドロカルビル基を表わす。R'は、非環式基、脂環族基または芳香族基であ
り得る。代表的には、R'は、非環式の直鎖または分枝鎖アルキレン基(例えば、
エチレン基、プロピレン基、1,2-ブテン基、1,2-オクタデセン基など)である。
同じ分子内に2個のR'1基が存在する場合、それらは、直接の炭素−炭素結合に
より、またはヘテロ原子(例えば、酸素、窒素またはイオウ)を介して結合し、五
員環構造、六員環構造、七員環構造または八員環構造を形成し得る。このような
複素環アミンの例には、N-(ヒドロキシル低級アルキル)−モルホリン、−チオモ
ルホリン、−ピペリジン、−オキサゾリジン、−チアゾリジンなどが挙げられる
。しかしながら、代表的には、各R'1は、独立して、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基である。これらのアルカノール
アミンの例には、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミン、ジエチルエタノー
ルアミン、エチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミンなどが包含され
る。
このヒドロキシアミンはまた、エーテル-N-(ヒドロキシヒドロカルビル)アミ
ンであり得る。これらは、上記ヒドロキシアミンのヒドロキシポリ(ヒドロカル
ビルオキシ)類似物(これらの類似物には、ヒドロキシル置換されたオキシアルキ
レン類似物も包含される)である。このようなN-(ヒドロキシヒドロカルビル)ア
ミンは、1種またはそれ以上の上記エポキシドと上記アミンとの反応により、都
合よく調製でき、そして次式により表わされる:H2N−(R'O)x−H、H(R'1)−N−(
R'O)x−H、および(R'1)2N−(R'O)x−H。ここで、xは、約2〜約15の数であり、
そしてR1およびR'は、上で記述のものと同じである。R'1はまた、ヒドロキシポ
リ(ヒドロカルビルオキシ)基であり得る。
これらのアミンは、ヒドロキシアミン(例えば、次式により表されるもの)であ
り得る:
ここで、R1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
基である;R2および各R3は、独立して、約5個までの炭素原子を含有するアルキ
レン基、好ましくは、エチレン基またはプロピレン基である;aは0または1で
ある;そして各zは、独立して0〜約10の数であり、但し、zの少なくとも1個
は少なくとも1である。これらのヒドロキシアミンは、当該技術分野で周知の方
法により調製でき、このようなヒドロキシアミンの多くは市販されている。
これらのヒドロキシアミンには、脂肪油(例えば、獣脂油、まっこう鯨油、ココ
ナッツ油など)の加水分解により得られるアミン混合物が挙げられる。約6個〜
約30個の炭素原子を含有する脂肪アミンの特定の例には、飽和脂肪族アミンおよ
び不飽和脂肪族アミン(例えば、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミ
ン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ドデシルアミンおよびオクタデシルア
ミン)が包含される。
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クチルアミン、2-ヒドロキシエチルペンタデシ
ルアミン、2-ヒドロキシエチルオレイルアミン、2-ヒドロキシエチルソヤアミン
、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zの少なくとも1個が
少なくとも2である類似の要素、例えば、2-ヒドロキシエトキシエチルヘキシル
アミンもまた、包含される。
上の式でaが0である多くのヒドロキシアミンは、Akzona,Inc.(Chicago、Il
linois)のArmak Chemical Divisionから、「Ethomeen」および「Propomeen」の
一般的な商品名称で入手できる。このような製品の特定の例には、以下が包含さ
れる:Ethomeen C/15(これは、ココアルキルアミン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);Ethomeen C/20およびC/25(こ
れらもまた、ココアルキルアミン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);Ethomeen O/12(こ
れは、オレイルアミンのエチレンオキシド縮合生成物であり、1モルのアミンあ
たり、約2モルのエチレンオキシドを含有する);Ethomeen S/15およびS/20(こ
れらは、ステアリル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
モルのアミンあたり、約5モルおよび10モルのエチレンオキシドを含有する);E
thomeen T/12、T/15およびT/25(これらは、獣脂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モルのアミンあたり、約2モル、5モルおよび15モ
ルのエチレンオキシドを含有する);およびPropomeen O/12(これは、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)。
上の式のaが1であるアルコキシル化アミンの市販の例には、Ethoduomeen 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。
このアミンはまた、ポリアミンであり得る。このポリアミンには、アルコキシ
ル化ジアミン、脂肪ジアミン、アルキレンポリアミン、ヒドロキシ含有ポリアミ
ン、縮合ポリアミン、および複素環ポリアミンが挙げられる。アルコキシル化ジ
アミンの市販の例には、上の式のaが1であるアミンが包含される。これらのア
ミンの例には、Ethoduomeen 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。
他の実施態様では、このポリアミンは脂肪ジアミンである。この脂肪ジアミン
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)、および上のポリアミン類似物が挙げられる。適
切な市販の脂肪ポリアミンには、Duomeen C(N-ココ-1,3-ジアミノプロパン)、Du
omeen S(N-ソヤ-1,3-ジアミノプロパン)、Duomeen T(N-タロ-1,3-ジアミノプロ
パン)、およびDuomeen O(N-オレイル-1,3-ジアミノプロパン)がある。「Duomeen
」類は、Armak Chemical Co.(Chicago、Illinois)から市販されている。
他の実施態様では、このアミンは、アルキレンポリアミンである。アルキレン
ポリアミンは、式H(R1)N-(Alkylene-N)n-(R1)2により表わされ、ここで、各R1は
、独立して、水素、または約30個までの炭素原子を有する脂肪族基またはヒドロ
キシ置換脂肪族基である;nは、1〜約10の数、または約2〜約7の数、または
約2〜約5の数であり、そしてこの「Alkylene」基は、1個〜約10個の炭素原子
、または約2個〜約6個の炭素原子、または約2個〜約4個の炭素原子を有する
。他の実施態様では、R1は、上記のR'1と同様に定義される。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、ペンチレンポリアミンなどが挙げられる。これ
より高級な同族体および関連した複素環アミン(例えば、ピペラジン)およびN-ア
ミノアルキル置換されたピペラジンもまた、包含される。このようなポリアミン
の特定の例には、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、トリス(2-ア
ミノエチル)アミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、トリプロピ
レンテトラミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサ
エチレンヘプタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどがある。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、2種また
はそれ以上の上記ポリアミンの混合物と同様に、有用である。
1実施態様では、このポリアミンはエチレンポリアミンである。このようなポ
リアミンは、Kirk Othmerの「Encyclopedia of Chemical Technology」(2d版、
7巻、22〜37ページ、Interscience Publishers、New York(1965年))に、「Ethy
lene Amines」の表題で詳細に記述されている。エチレンポリアミンは、しばし
ば、環状縮合生成物を含めたポリアルキレンポリアミンの錯体混合物である。他
の有用なタイプのポリアミン混合物には、上記ポリアミン混合物のストリッピン
グにより、しばしば「ポリアミンボトムス」と呼ばれる残留物を残して得られる
ものがある。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。Dow Chemical Company(Freeport、Texas)から得ら
れるこのようなエチレンポリアミンボトムスの代表的な試料(これは、「E-100」
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
ラフィー分析によれば、これは、約0.93重量%の「Light Ends」(おそらく、ジ
エチレントリアミンである)、0.72重量%のトリエチレンテトラミン、21.74重量
%のテトラエチレンペンタミン、および76.61重量%のペンタエチレンヘキサミ
ンおよびそれより高級な類似物を含有する。これらのアルキレンポリアミンボト
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類似物が包含される。これらのア
ルキレンポリアミンボトムスは、アシル化剤とだけ反応するか、または他のアミ
ン、ポリアミンまたはそれらの混合物と共に使用できる。
他の有用なポリアミンは、少なくとも1種のヒドロキシ化合物と、少なくとも
1個の第一級アミノ基または第二級アミノ基を含有する少なくとも1種のポリア
ミン反応物との間の縮合反応物である。このヒドロキシ化合物は、好ましくは、
多価アルコールおよび多価アミンである。これらの多価アルコールは、以下で記
述されている。1実施態様では、このヒドロキシ化合物は、多価アミンである。
多価アミンには、2個〜約20個の炭素原子、または2個〜約4個の炭素原子を有
するアルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシドなど)と反応した上記モノアミンのいずれかが包含される。多価
アミンの例には、トリ−(ヒドロキシプロピル)アミン、トリス−(ヒドロキシメ
チル)アミノメタン、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール、N,N,N',N'-テ
トラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、およびN,N,N',N'-テトラキ
ス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、好ましくは、トリス(ヒドロキシメ
チル)アミノメタン(THAM)が包含される。
この多価アルコールまたはアミンと反応して縮合生成物または縮合アミンを形
成できるポリアミンは、上で記述されている。好ましいポリアミンには、トリエ
チレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘ
キサミン(PEHA)、およびポリアミン混合物(例えば、上記の「アミンボトムス」)
が包含される。このポリアミン反応物とこのヒドロキシ化合物との縮合反応は、
酸触媒の存在下にて、高温(通常、約60℃〜約265℃、または約220℃〜約250℃)
で行われる。
このアミン縮合物およびその製造方法は、PCT公報WO86/05501および米国特許
第5,230,714号(Steckel)に記述され、その内容は、この縮合物およびその製造方
法の開示について、本明細書中で参考として援用されている。特に有用なアミン
縮合物は、HPA Taft Amines(Union Carbide Co.から市販されているアミンボト
ムスであり、代表的には、窒素34.1重量%を有し、第一級アミン12.3重量%、第
二級アミン14.4重量%および第三級アミン7.4重量%を有する)、およびトリス(
ヒドロキシメチル)アミノメタン(THAM)から調製される。
他の実施態様では、このポリアミンは、ポリオキシアルキレンポリアミン、例
えば、約200〜約4000または約400〜約2000の範囲の平均分子量を有するポリオキ
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である。好ましい
ポリオキシアルキレンポリアミンには、ポリオキシエチレンおよびポリオキシプ
ロピレンジアミン、およびポリオキシプロピレントリアミンが挙げられる。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、Jefferson Chemic
al Companyから、「Jeffamines D-230、D-400、D-1000、D-2000、T-403など」の
商品名で得られる。米国特許第3,804,763号および第3,948,800号の内容は、例え
ば、ポリオキシアルキレンポリアミンおよびそれから製造されるアシル化生成物
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。
他の実施態様では、これらのポリアミンは、ヒドロキシ含有ポリアミンである
。ヒドロキシモノアミンのヒドロキシ含有ポリアミン類似物、特に、アルコキシ
ル化アルキレンポリアミン(例えば、N,N(ジエタノール)エチレンジアミン)もま
た、使用できる。このようなポリアミンは、上記アルキレンアミンと、1種また
はそれ以上の上記アルキレンオキシドとを反応させることにより、製造できる。
類似のアルキレンオキシド−アルカノールアミン反応生成物(例えば、上記の第
一級、第二級または第三級アルカノールアミンと、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシドまたはより高級なエポキシドとを、1.1〜1.2のモル比で反応させるこ
とにより製造した生成物)もまた、使用できる。このような反応を行うための反
応物比および温度は、当業者に公知である。ヒドロキシ含有ポリアミンの特定の
例には、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N.N'−ビス(2-ヒドロキシ
エチル)エチレンジアミン、1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、モノ(ヒドロキ
シプロピル)置換テトラエチレンペンタミン、N-(3-ヒドロキシブチル)テトラメ
チレンジアミンなどが包含される。上で例示のヒドロキシ含有ポリアミンのアミ
ノ基または水酸基を介した縮合により得られる高級な同族体は、同様に、有用で
ある。アミノ基を介した縮合により、アンモニアの除去を伴って、高級なアミン
が得られるのに対して、水酸基を介した縮合により、水の除去を伴って、エーテ
ル結合を含有する生成物が得られる。上記ポリアミンのいずれか2種またはそれ
以上の混合物もまた、有用である。
他の実施態様では、このアミンは、複素環ポリアミンである。この複素環ポリ
アミンには、アジリジン、アゼチジン、アゾリジン、テトラ−およびジヒドロピ
リジン、ピロール、インドール、ピペリジン、イミダゾール、ジ−およびテトラ
ヒドロイミダゾール、ピペラジン、イソインドール、プリン、モルホリン、チオ
モルホリン、N-アミノアルキルモルホリン、N-アミノアルキルチオモルホリン、
N-アミノアルキルピペラジン、N,N'-ジアミノアルキルピペラジン、アゼピン、
アゾシン、アゾニン、アゼシンおよび上記物質のそれぞれのテトラ−、ジ−およ
びパーヒドロ誘導体、およびこれら複素環アミンの2種またはそれ以上の混合物
が挙げられる。好ましい複素環アミンは、複素環中に窒素、酸素および/または
イオウだけを含有する飽和の五員環および六員環複素環アミンであり、特に、ピ
ペリジン、ピペラジン、チオモルホリン、モルホリン、ピロリジンなどである。
ピペリジン、アミノアルキル置換ピペリジン、ピペラジン、アミノアルキル置換
ピペラジン、モルホリン、アミノアルキル置換モルホリン、ピロリジン、および
アミノアルキル置換ピロリジンは、特に好ましい。通常、このアミノアルキル置
換基は、複素環の窒素原子形成部分の上で、置換される。このような複素環アミ
ンの特定の例には、N-アミノプロピルモルホリン、N-アミノエチルピペラジン、
およびN,N'-ジアミノエチルピペラジンが包含される。ヒドロキシ複素環ポリア
ミンもまた、有用である。例には、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、パラ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。
このリン含有酸エステルの金属塩は、金属塩基とリン含有酸エステルとの反応
により、調製される。この金属塩基は、金属塩を形成し得るいずれかの金属化合
物であり得る。金属塩基の例には、金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ホ
ウ酸塩などが包含される。この金属塩基の金属には、第IA族、第IIA族、第IB族
から第VIIB族、および第VIII族(元素の周期表のCAS型)金属が挙げられる。これ
らの金属には、アルカリ金属、アルカリ土類金属および遷移金属が包含される。
1実施態様では、この金属は、第IIA族金属(例えば、カルシウムまたはマグネシ
ウム);第IIB族金属(例えば、亜鉛)または第VIIB族金属(例えば、マンガン)であ
る。好ましくは、この金属は、マグネシウム、カルシウム、マンガンまたは亜鉛
である。このリン含有酸と反応し得る金属化合物の例には、水酸化亜鉛、酸化亜
鉛、水酸化銅、酸化銅などが包含される。
1実施態様では、リン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、チオリン酸金
属、好ましくは、ジチオリン酸金属である。このチオリン酸金属は、当業者に公
知の方法により調製され得る。ジチオリン酸金属の例には、イソプロピルメチル
アミルジチオリン酸亜鉛、イソプロピルイソオクチルジチオリン酸亜鉛、ジ(ノ
ニル)ジチオリン酸バリウム、ジ(シクロヘキシル)ジチオリン酸亜鉛、ジ(イソブ
チル)ジチオリン酸亜鉛、ジ(ヘキシル)ジチオリン酸カルシウム、イソブチルイ
ソアミルジチオリン酸亜鉛、およびイソプロピル第二級ブチルジチオリン酸亜鉛
が包含される。
以下の実施例P-3〜P-6は、有用なリン含有酸エステル塩の調製を例示する。
実施例P-3
反応容器に、実施例P-1の濾液217グラムを充填する。市販の脂肪族第一級アミ
ン(66グラム)(これは、191の平均分子量を有し、ここで、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)を、25〜60℃で2
0分間にわたって、加える。得られる生成物は、10.2重量%のリン含量、1.5重量
%の窒素含量、および26.3の酸価を有する。
実施例P-4
実施例P-1およびP-3の方法に従って、P-1に記述の生成物1320部を、P-3のアミ
ン584部と反応させた。この最終生成物は、リン8.4%およびイオウ10%を有する
。
実施例P-5
実施例P-2の濾液(1752グラム)を、25〜82℃で、実施例P-3で用いた脂肪族第一
級アミン764グラムと混合する。得られる生成物は、9.9%のリン、2.7%の窒素
、および12.6%のイオウを有する。
実施例P-6
五酸化リン(852グラム)を、3時間にわたって、イソオクチルアルコール2340
グラムに加える。温度を室温から上げるが、65℃以下に維持する。この添加が完
了した後、この反応混合物を90℃まで加熱し、そしてこの温度を3時間維持する
。この混合物にケイソウ土を加え、その混合物を濾過する。この濾液は、12.4%
のリン、192の酸中和価(ブロモフェノールブルー)および290の酸中和価(フェノ
ールフタレイン)を有する。
上記濾液を、トルエン200グラム、鉱油130グラム、酢酸1グラム、水10グラム
、および酸化亜鉛45グラムと混合する。この混合物を、30 mm Hgの圧力下にて、
60〜70℃まで加熱する。得られる生成物の混合物を、ケイソウ土を用いて濾過す
る。
この濾液は、8.6%の亜鉛および7.0%のリンを有する。
実施例P-7
Alfol 8-10(2628部、18モル)を、約45℃の温度まで加熱し、そこに、45分間に
わたって、五酸化リン852部(6モル)を添加し、この間、この反応温度を約45℃
と65℃の間に維持する。この混合物を、この温度でさらに0.5時間撹拌し、その
後、70℃で約2〜3時間撹拌する。この温度を約30℃と50℃の間に維持しつつ、
この反応混合物に、Primene 81-R(2362部、12.6モル)を滴下する。全てのアミン
を添加したとき、この反応混合物を濾過助剤で濾過すると、その濾液は、リン7.
4%(理論値、7.1%)を含有する所望のアミン塩である。
実施例P-8
プロピレンオキシド280グラムと0,0'-ジイソブチルホスホロジチオ酸1184グラ
ムとを30〜60℃で反応させることにより調製した生成物に、五酸化リン(208グラ
ム)を加える。この添加は、50〜60℃の温度で行い、得られる混合物を、次いで
、80℃まで加熱し、この温度で2時間保持する。温度を30〜60℃の範囲に維持し
つつ、この混合物に、実施例P-3で同定した市販の脂肪族第一級アミン(384グラ
ム)を加える。この反応混合物をケイソウ土で濾過する。この濾液は、9.3%のリ
ン、11.4%のイオウ、2.5%の窒素、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。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、(a)少な
くとも1種のジチオリン酸、および(b)少なくとも1種の脂肪族または脂環族カ
ルボン酸の金属塩である。このジチオリン酸は、上で記述されている。このカル
ボン酸は、通常、1個〜約3個のカルボン酸基、またはちょうど1個のカルボン
酸基を含有するモノカルボン酸またはポリカルボン酸であり得る。好ましいカル
ボン酸は、式 RCOOHを有するものであり、ここで、Rは、好ましくは、アセチレ
ン性不飽和を含有しない脂肪族または脂環族ヒドロカルビル基である。Rは、一
般に、約2個から、または約4個からの炭素原子を含有する。Rは、一般に、約4
0個まで、または約24個まで、または約12個までの炭素原子を含有する。1実施
態様では、Rは、4個から、または約6個から、約12個まで、または約8個まで
の炭素原子を含有する。1実施態様では、Rはアルキル基である。適切な酸には
、
ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカ
ン酸、オクタデカン酸およびアラキン酸だけでなく、オレフィン酸(例えば、オ
レイン酸、リノール酸、およびリノレン酸およびリノール酸ダイマー)が挙げら
れる。好ましいカルボン酸は、2-エチルヘキサン酸である。
この金属塩は、ジチオリン酸の金属塩とカルボン酸の金属塩とを、所望の割合
で単に混合することにより、調製され得る。カルボン酸に対するジチオリン酸の
当量比は、約0.5〜約400:1である。この比は、0.5〜約200または約100または
約50または約20:1であり得る。1実施態様では、この比は、0.5〜約4.5:1で
あり、または約2.5〜約4.25:1である。本目的上、ジチオリン酸の当量は、そ
の分子量を、その中の−PSSH基の数で割った値であり、そしてカルボン酸の当量
は、その分子量を、その中のカルボキシ基の数で割った値である。
本発明で有用な金属塩を調製する第二の好ましい方法には、所望割合の酸(例
えば、個々の金属塩について上で記述のもの)の混合物を調製し、そしてこの酸
混合物を上記金属化合物の1種と反応させることがある。この調製方法を用いる
とき、しばしば、存在する酸の当量数に関して過剰の金属を含有する塩を調製す
ることが可能である。それゆえ、酸1当量あたり、2当量程度の金属、特に、約
1.5当量までの金属を含有する金属塩が調製され得る。本目的上の金属の当量は
、その原子量をその原子価で割った値である。この金属塩が調製される温度は、
一般に、約30℃と約150℃の間であり、好ましくは、約125℃までである。米国特
許第4,308,154号および第4,417,990号は、これらの金属塩の調製方法を記述し、
そしてこのような金属塩の多くの例を開示している。これらの特許の内容は、そ
れらの開示について、本明細書中で参考として援用されている。
1実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、リン含有
アミドである。このリン含有アミドは、上記リン含有酸の1種(好ましくは、ジ
チオリン酸)と上記不飽和アミドの1種との反応により、調製される。このリン
含有酸および不飽和アミドの反応生成物は、結合化合物またはカップリング化合
物(例えば、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒド)とさらに反応され得
る。このリン含有アミドは当該技術分野で公知であり、米国特許第4,670,169号
、第4,770,807号および第4,876,374号に開示されており、これらの内容は、リン
含
有アミドおよびそれらの調製の開示について、本明細書中で参考として援用され
ている。
1実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、リン含有
カルボン酸エステルである。このリン含有カルボン酸エステルは、上記リン含有
酸(好ましくは、ジチオリン酸)の1種と、上記不飽和カルボン酸またはそのエス
テルの1種との反応により、調製される。このカルボン酸を使用するなら、その
エステルは、このリン酸−不飽和カルボン酸付加物とアルコール(例えば、本明
細書中で記述のもの)との引き続く反応により、形成され得る。
1実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、リン含有
酸(好ましくは、ジチオリン酸)と上記ビニルエーテルの1種との反応生成物であ
る。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、アルカ
リ金属ホウ酸塩である。アルカリ金属ホウ酸塩は、一般に、当該技術分野で公知
の水和した微粒子状のアルカリ金属ホウ酸塩である。アルカリ金属ホウ酸塩には
混合したアルカリ金属およびアルカリ土類金属ホウ酸塩が含まれる。これらのア
ルカリ金属ホウ酸塩は、市販されている。適切なアルカリ金属ホウ酸塩、および
それらの製造方法を開示している代表的な特許には、米国特許第3,997,454号;
第3,819,521号;第3,853,772号;第3,907,601号;第3,997,454号;および第4,08
9,790号が挙げられる。これらの特許の内容は、アルカリ金属ホウ酸塩、および
それらの製造方法の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、ホウ酸
塩化オーバーベース化化合物であるが、但し、このホウ酸塩化オーバーベース化
化合物は、上記(Bi)とは異なる。このホウ酸塩化オーバーベース化化合物は、上
で記述されている。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、ホウ酸
塩化脂肪アミンである。このホウ酸塩化アミンは、1種またはそれ以上の上のホ
ウ素含有化合物と1種またはそれ以上の上記脂肪アミン(例えば、約4個〜約18
個の炭素原子を有するアミン)とを反応させることにより、調製される。このホ
ウ酸塩化脂肪アミンは、約50℃〜約300℃、好ましくは、約100℃〜約250℃にて
、
ホウ素含有化合物の当量に対するアミンの当量が3:1〜1:3の割合で、アミ
ンとホウ素含有化合物とを反応させることにより、調製される。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、ホウ酸
塩化エポキシドである。このホウ酸塩化脂肪エポキシドは、一般に、1種または
それ以上の上のホウ素含有化合物と、少なくとも1種のエポキシドとの反応生成
物である。このエポキシドは、一般に、少なくとも8個から、好ましくは、約10
個から、さらに好ましくは、約12個から、約24個まで、好ましくは、20個までの
炭素原子を有する脂肪族エポキシドである。有用な脂肪族エポキシドの例には、
ヘプチルオキシド、オクチルオキシド、ステアリルオキシド、オレイルオキシド
などが包含される。エポキシドの混合物、例えば、14個〜約16個の炭素原子を有
するエポキシドおよび14個〜約18個の炭素原子を有するエポキシドの市販混合物
もまた、用いられ得る。このホウ酸塩化脂肪エポキシドは、一般に、公知であり
、米国特許第4,584,115号に開示されている。この特許の内容は、ホウ酸塩化脂
肪エポキシド、およびそれらの調製方法の開示について、本明細書中で参考とし
て援用されている。
他の実施態様では、このリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤は、ホウ酸
塩化リン脂質である。このホウ酸塩化リン脂質は、リン脂質およびホウ素含有化
合物の配合物を反応させることにより、調製される。必要に応じて、この配合物
は、アミン、アシル化窒素化合物(例えば、カルボン酸アシル化剤とポリアミン
との反応生成物)、カルボン酸エステル(例えば、カルボン酸アシル化剤とアル
コールおよび必要に応じてのアミンとの反応生成物)、マンニッヒ反応生成物、
または有機酸化合物の塩基性金属塩または中性金属塩を含有し得る。リン脂質は
、時には、ホスファチドおよびホスホリピンと呼ばれ、天然または合成であり得
る。天然に誘導したリン脂質には、魚、魚油、貝、ウシの脳、鶏卵、ひまわり、
大豆、とうもろこしおよび綿実から誘導したものが挙げられる。リン脂質は、微
生物(青緑藻、緑藻およびバクテリアを含む)から誘導され得る。
リン脂質、ホウ素含有化合物、および必要に応じての成分の反応は、通常、約
60℃から約200℃まで、または約90℃から約150℃までの温度で起こる。この反応
は、代表的には、約0.5時間から、または約2時間から、約10時間までで完結す
る。このホウ素含有化合物およびリン脂質は、リンに対するホウ素の原子割合が
約1〜約6:1、好ましくは、約2〜約4:1、さらに好ましくは、約3:1の
割合で、反応される。この配合物が追加成分を含有するとき、このホウ素含有化
合物は、リン脂質および任意の成分の混合物の当量に対するホウ素の原子割合が
、約(1:1)から約(6:1)まで、または約(2:1)から約(4:1)までの比と
なる量で、リン脂質および1種またはそれ以上の任意の成分の混合物と、反応さ
れる。この混合物の当量は、リンをベースにしたリン脂質の当量および任意の成
分の当量を組み合わせた当量を基準にしている。このホウ酸塩化リン脂質は、ヨ
ーロッパ公報 EP 540,700に記述されている。この公報の内容は、本明細書中で
参考として援用されている。
他の実施態様では、このモリブデン含有組成物は、(i)ホウ酸塩化オーバーベ
ース化組成物および(ii)有機ポリスルフィドまたは無灰ジチオカーバメート含有
組成物およびリン含有またはホウ素含有耐摩耗/極圧剤と組み合わせて、使用で
きる。これらの成分は、上で記述されている。潤滑剤
先に示したように、上記組合せは、潤滑剤で有用であり、ここで、これらは、
主として、耐摩耗剤、耐溶接剤、極圧剤、腐食防止剤、酸化防止剤および/また
は摩擦調整剤として機能し得る。これらは、潤滑粘性のある多様なオイル(これ
には、天然および合成の潤滑油およびそれらの混合物が含まれる)をベースにし
た種々の潤滑剤中にて、使用され得る。これらの潤滑剤には、火花点火および圧
縮点火の内燃機関(これには、自動車およびトラックのエンジン、2サイクルエ
ンジン、航空機のピストンエンジン、船舶および鉄道のディーゼルエンジンなど
が含まれる)のクランク室潤滑油が挙げられる。これらはまた、ガスエンジン、
定置出力エンジンおよびタービンなどで用いられ得る。自動または手動変速機油
、トランスアクシル潤滑剤、ギア潤滑剤(開放および閉鎖ギア潤滑剤を含む)、
トラクター潤滑剤、金属加工潤滑剤、油圧作動液および他の潤滑油およびグリー
ス組成物もまた、本発明の組成物を混合することで利点がある。これらはまた、
ワイヤーロープ、ウォーキングカム、動面、削岩機、チェーンおよびコンベアベ
ルト、ウォームギア、ベアリング、およびレールおよびフランジの用途の潤滑剤
に、
使用できる。
この組合せは、潤滑剤または濃縮物にて、用いられ得る。この濃縮物は、金属
塩を単独で、または充分に調合した潤滑剤を調製する際に用いられる他の成分と
組み合わせて、含有する。この濃縮物はまた、実質的に不活性の有機希釈剤(こ
れには、燈油、鉱物性留出物、または以下で述べる1種またはそれ以上の潤滑粘
性のあるオイルが含まれる)を含有する。この組合せは、最終生成物、配合物ま
たは濃縮物中にて、潤滑組成物の耐摩耗剤、耐溶接剤および/または極圧剤とし
て作用するのに効果的な量で、存在する。
1実施態様では、この潤滑組成物は、1.5重量%まで、または1.0重量%まで、
または約0.5重量%までの、ポリイソブテン置換無水コハク酸およびポリアミン
の反応生成物を含有する。他の実施態様では、この潤滑組成物(例えば、ギア潤
滑剤)は、2重量まで、または1.5重量%まで、または1重量%までの分散剤(例
えば、本明細書中に記述のもの)を含有する。他の実施態様では、この潤滑組成
物は、添加した鉛化合物(例えば、ナフテン酸鉛、ジチオリン酸鉛およびジチオ
カルバミン酸鉛)を含有しない。
本発明の潤滑組成物および方法は、潤滑粘性のあるオイル(これには、天然潤
滑油または合成潤滑油およびそれらの混合物が含まれる)を使用する。天然油に
は、動物油、植物油、鉱物性潤滑油、および溶媒処理されたまたは酸処理された
鉱油が挙げられる。合成潤滑油には、炭化水素油(ポリアルファオレフィン)、ハ
ロ置換炭化水素油、アルキレンオキシド重合体、ジカルボン酸およびポリオール
のエステル、リン含有酸のエステル、重合体テトラヒドロフランおよびシリコー
ンベース油が挙げられる。未精製油、精製油および再精製油は、天然油または合
成油のいずれであれ、本発明の組成物で用いられ得る。潤滑粘性のあるオイルの
記述は、米国特許第4,582,618号(2欄、37行から3欄、63行まで、これらの行を
含めて)に見いだされ、これらの内容は、潤滑粘性のあるオイルの開示について
、本明細書中で参考として援用されている。
1実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、ポリアルファオレフィン(PAO
)である。代表的には、このポリアルファオレフィンは、約3個〜約30個の炭素
原子、または約4個〜約20個の炭素原子、または約6個〜約16個の炭素原子を有
するモノマーから誘導される。有用なPAOの例には、デセンから誘導したものが
包含される。これらのPAOは、100℃にて、約3〜約150 cSt、または約4〜約100
cSt、または約4〜約8 cStの粘度を有し得る。PAOの例には、4 cStのポリオ
レフィン、6 cStのポリオレフィン、40 cStのポリオレフィン、および100 cSt
のポリオレフィンが包含される。
1実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルまたは潤滑粘性のあるオイルの混
合物は、100℃で少なくとも約3.5 cStまたは少なくとも約4.0 cStの動粘度を有
する潤滑組成物を提供するように選択される。1実施態様では、この潤滑組成物
は、少なくとも約SAE 65、さらに好ましくは、少なくとも約SAE 75のSAEギアオ
イル粘度番号を有する。この潤滑組成物はまた、いわゆるマルチグレード等級(
例えば、SAE 75W-80、75W-90、80W-90、75W-140、80W-90、80W-140、85W-90また
は85W-140)を有し得る。マルチグレード潤滑剤は、上の潤滑剤等級を得るために
潤滑粘性のあるオイルと調合される粘度改良剤を含有し得る。有用な粘度改良剤
には、ポリオレフィン(例えば、エチレン−プロピレン共重合体、またはポリブ
チレンゴム(例えば、スチレン−ブタジエンゴムまたはスチレン−イソプレンゴ
ムのような水素化ゴムを含めて));またはポリアクリレート(ポリメタクリレー
トを含めて)が挙げられる。1実施態様では、この粘度改良剤は、ポリオレフィ
ンまたはポリメタクリレートである。市販の粘度改良剤には、AcryloidTM粘度改
良剤(これは、Rohm & Haasから入手できる);ShellvisTMゴム(これは、Shell Ch
emicalから入手できる);TrileneTM重合体、例えば、TrileneTMCP-40(これは、U
niroyal Chimcal Co.から市販されている)、およびLubrizol 3100シリーズおよ
び8400シリーズ重合体、例えば、Lubrizol 3174(これは、The Lubrizol Corpora
tionから入手できる)が挙げられる。
1実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、ジカルボン酸の少なくとも1
種のエステルを含有する。代表的には、このエステルは、各エステル基に、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、または約7個
〜約18個の炭素原子を含有する。ジカルボン酸の例には、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸およびセバシン酸が包含される。エ
ステル基の例には、ヘキシルエステル基、オクチルエステル基、デシルエステル
基、およびドデシルエステル基が包含される。これらのエステル基には、線状エ
ステル基および分枝状エステル基(例えば、このエステル基のイソ配列)が挙げら
れる。特に有用なジカルボン酸のエステルは、アゼライン酸ジイソデシルである
。
他の実施態様では、この潤滑粘性のあるオイルは、クランク室用(例えば、ガ
ソリンエンジンおよびディーゼルエンジン用)の潤滑組成物を得るために、選択
される。代表的には、この潤滑組成物は、10W、20Wまたは30WのSAEクランク室粘
度番号の潤滑剤を得るために、選択される。この潤滑組成物はまた、いわゆるマ
ルチグレード等級(例えば、SAE 5W-30、10W-30、10W-40、20W-50など)を有し得
る。上で記述のように、マルチグレード等級の潤滑剤は、上の潤滑剤等級を得る
ために、潤滑粘性のあるオイルと調合される粘度改良剤を含有する。他の添加剤
本発明はまた、上記組合せと共に、他の添加剤の使用を考慮している。これら
の添加剤には、例えば、灰分生成タイプまたは無灰分タイプの清浄剤および分散
剤、腐食防止剤および酸化防止剤、流動点降下剤、極圧剤、耐摩耗剤、色安定化
剤および消泡剤が挙げられる。
この清浄剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、スルホン酸、カルボ
ン酸、フェノールまたは有機リン含有酸(例えば、上で記述のもの)との油溶性の
中性塩および塩基性塩(すなわち、オーバーベース化塩)により、例示される。こ
のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の油溶性の中性塩または塩基性塩は
また、ホウ素含有化合物と反応され得る。ホウ素含有化合物は、上で記述されて
いる。このオーバーベース化金属塩およびホウ酸塩化オーバーベース化金属塩は
、上で記述されている。有用なオーバーベース化金属塩およびホウ酸塩化オーバ
ーベース化金属塩の例には、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムオーバ
ーベース化塩およびホウ酸塩化スルホン酸塩およびカルボン酸塩(上記のヒドロ
カルビル置換カルボン酸アシル化剤を含む)が挙げられる。
清浄剤および分散剤は、当該技術分野で公知である。以下に例示する。
(1)「カルボン酸分散剤」は、少なくとも約34個の炭素原子、好ましくは、少
なくとも約54個の炭素原子を含有するカルボン酸(またはそれらの誘導体)と、窒
素含有化合物(例えば、アミン)、有機ヒドロキシ化合物(例えば、フェノールお
よびアルコール)および/または塩基性無機物質との反応生成物である。これらの
反応生成物には、カルボン酸アシル化剤のイミド、アミドおよびエステル反応生
成物が挙げられる。これらのカルボン酸分散剤は、一般に、1種またはそれ以上
の上記ヒドロカルビル(上で記述)置換カルボン酸アシル化剤と、アミン(上記)
(好ましくは、ポリアルキレンポリアミンまたは縮合アミン)またはヒドロキシ
含有化合物(例えば、アルコール)および必要に応じてのアミンとを反応させるこ
とにより、調製される。これらの物質の例には、スクシンイミド分散剤およびカ
ルボン酸エステル分散剤が包含される。これらの「カルボン酸分散剤」の例は、
英国特許第1,306,529号および以下を含む多くの米国特許に記述されている:第3
,219,666号、第3,316,177号、第3,340,281号、第3,351,552号、第3,381,022号、
第3,433,744号、第3,444,170号、第3,467,668号、第3,501,405号、第3,542,680
号、第3,576,743号、第3,632,511号、第4,234,435号、および再発行特許第26,43
3号。
(2)「アミン分散剤」は、比較的高分子量の脂肪族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。これ
らの分散剤は、ポリアルケン置換アミンとして、上で記述されている。それらの
例は、例えば、以下の米国特許に記述されている:第3,275,554号、第3,438,757
号、第3,454,555号、および第3,565,804号。
(3)「マンニッヒ分散剤」は、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、アミン縮合物およびポリアルキレンポリアミ
ン)との反応生成物である。以下の米国特許に記述の物質は、例示である:第3,0
36,003号、第3,236,770号、第3,414,347号、第3,448,047号、第3,461,172号、第
3,539,633号、第3,586,629号、第3,591,598号、第3,634,515号、第3,725,480号
、第3,726,882号、および第3,980,569号。
(4)「後処理分散剤」は、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、以下の米国特許に記述されている:第3,200,107号、第3,2
82,955号、第3,367,943号、第3,513,093号、第3,639,242号、第3,649,659号、第
3,442,808号、第3,455,832号、第3,579,450号、第3,600,372号、第3,702,757号
、および第3,708,422号。
(5)「重合体分散剤」は、油溶性モノマー(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、極性置換基含有モノマー(例えば、アミ
ノアルキルアクリレートまたはアクリルアミドおよびポリ(オキシエチレン)置換
アクリレート)とのインターポリマーである。重合体分散剤には、スチレン−無
水マレイン酸共重合体のエステルが挙げられる。重合体分散剤の例は、以下の米
国特許に開示されている:第3,329,658号、第3,449,250号、第3,519,656号、第3
,666,730号、第3,687,849号、および第3,702,300号。
上述の特許の内容は、無灰分散剤の開示について、本明細書中で参考として援
用されている。
本発明の潤滑剤に含有され得る、補助の極圧剤および腐食防止剤および酸化防
止剤は、以下により例示され得る:塩素化脂肪族炭化水素(例えば、塩素化ワッ
クス);硫化アルキルフェノール;亜リン酸ジーまたはトリヒドロカルビルを含
む亜リン酸エステル(例えば、亜リン酸ジブチル、亜リン酸トリオレイルおよび
亜リン酸トリフェニル);リン硫化炭化水素(例えば、硫化リンとテルペンチン
またはオレイン酸メチルとの反応生成物);チオカルバミン酸金属(例えば、ジオ
クチルジチオカルバミン酸亜鉛、およびジヘプチルフェニルジチオカルバミン酸
バリウム)。上記の極圧剤および腐食防止剤および酸化防止剤の多くはまた、耐
摩耗剤としても役立つ。
流動点降下剤は、ここで記述の潤滑油にしばしば含有される添加剤である。有
用な流動点降下剤の例には、ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステ
ル;ポリアクリルアミド;ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生成
物;ビニルカルボキシレート重合体;およびフマル酸ジアルキル、脂肪酸のビニ
ルエステルおよびアルキルビニルエーテルの重合体がある。本発明の目的上で有
用な流動点降下剤、それらの調製方法およびそれらの用途は、米国特許第2,387,
501号;第2,015,748号;第2,655,479号;第1,815,022号;第2,191,498号;第2,6
66,746号;第2,721,877号;第2,721,878号;および第3,250,715号に記述され、
その内容は、関連した開示について、本明細書中で参考として援用されている。
消泡剤は、安定した泡の形成を低減するかまたは防止するために用いられる。
代表的な消泡剤には、シリコーンまたは有機重合体が包含される。さらに他の消
泡組成物は、「Foam Control Agents」(Henry T.Kerner、Noyes Data Corporat
ion、1976年)の125〜162ページに記述されている。
以下の実施例は、ジチオカーバメート化合物および有機ポリスルフィドの組合
せを含有する潤滑組成物に関する。
実施例1
80W-90ギアオイル基油に、実施例M-1の生成物1.5重量%および実施例B-2の生
成物1重量%を含有させることにより、潤滑剤を調製する。
実施例2
80W-90オイルに代えて、10W-30オイルを使用すること以外は、実施例1に記述
のようにして、潤滑組成物を調製する。
実施例3
80W-90ギアオイルに、実施例M-1の生成物1.5重量%、実施例S-1の生成物2.5重
量%、および実施例P-3の生成物1.2重量%を含有させることにより、潤滑油を調
製する。
実施例4
80W-90オイルに代えて、10W-30オイルを使用すること以外は、実施例3に記述
のようにして、潤滑組成物を調製する。
実施例5
80W-90オイルに、実施例M-1の生成物1.5重量%、実施例B-2の生成物1重量%
、実施例S-1の生成物2.5重量%、イソオクチルジチオリン酸および2-エチルヘキ
サン酸の混合塩1.2重量%、亜リン酸ジブチル水素0.7重量%、アルキルベンゼン
スルホン酸のカルシウムオーバーベース化塩(これは、12の金属比、100ニュート
ラル鉱油および未反応アルキルベンゼンアクリレートを含む希釈剤53%、30の全
塩基価、このスルホン酸に対する分子量385を有する)1.8重量%、オレイルアミ
ド0.25重量%、およびシリコン消泡剤0.07重量%を含有させることにより、潤滑
油を
調製する。
実施例6
80W-90オイルに、Sakura Lube 500(0.2重量%)、実施例S-1の生成物3.8重量%
および実施例P-3の生成物1.3重量%を含有させることにより、潤滑組成物を調製
する。
実施例7
80W-90オイルに、Sakura Lube 500(0.2重量%)、実施例S-1の生成物3.8重量%
、実施例P-4の生成物1.3重量%、オレオアミン0.35重量%、オレオアミド0.1重
量%、およびジメルカプトチアジアゾール、ヘプチルアミンおよびパラホルムア
ルデヒドの反応生成物0.1重量%を含有させることにより、潤滑組成物を調製す
る。
実施例8〜12
以下の表は、80W-90オイルに複数の成分を含有させることにより調製した潤滑
組成物の例を含む。
1 イソブチルアミルジチオリン酸、アクリル酸メチルおよびプロピレンオキ
シドの反応生成物。
2 ジエチルアミン、二硫化炭素およびアクリル酸メチルの反応生成物。
本発明は、その好ましい実施態様に関連して説明しているものの、それらの種
々の変更は、本明細書を読めば、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、添付の請求の範囲に入る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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Lubricants using molybdenum-containing compositions and methods of using them
Field of the invention
The present invention relates to a lubricating composition containing a molybdenum composition for improving the wear resistance of a lubricant.
About things. The invention also relates to a method of lubricating a transmission or a differential gear.
These lubricating compositions are particularly useful as manual transmission oils.
Background of the Invention
The design of engines, transmissions and gears requires a variety of metallurgy during their design.
use. Transmissions often use brass synchronizer rings. this
The brass synchronizer meshes with the steel cone and changes the gear of this transmission.
One problem associated with this design is brass ring wear. Therefore, on steel
A lubricant that reduces the wear of brass is desired.
Often, lubricants protect this engine, transmission and gears from wear and oxidation.
It contains an additive mixture which is intended to be protected. Lots of such mixtures
Is known to those skilled in the art. However, certain protections also protect the wear of brass on steel.
Additive mixtures are desired.
U.S. Pat.Nos. 3,541,014 (LeSuer) and 5,143,633 (Gallo et al.)
Molybdenum-containing overbased metal salts are described.
U.S. Pat.Nos. 3,446,735 (Wiese), 4,289,635 (Schroeck), 4,456,538
No. 4,692,256 (Umemura et al.), No. 4,704,215 (Hata et al.)
No. 4,846,983 (Ward, Jr.) describes various molybdenum compounds, alone or
It describes compositions used either in combination with other additives.
Summary of the Invention
The present invention contains a major amount of oil having lubricating viscosity and the following (A) and (B):
(A) at least one molybdenum in an amount that improves wear resistance
And (B) selected from the group consisting of the following (i), (ii) and (iii):
At least one component: (i) boration of at least one acidic organic compound
Overbased metal salts, except that (A) and (Bi) are not the same; (ii
(a) at least one organic polysulfide or at least one ashless dithioca
-Bamate-containing composition and (b) metal thiophosphate, phosphate ester or a salt thereof,
-Containing carboxylic acid, its ester, its ether or amide, borate
Dispersants, alkali metal borates, borated fatty amines, borated phospholipids,
At least one selected from the group consisting of borate esters, and mixtures thereof.
Combinations with species components; and (iii) combinations of (i) and (ii). This lubricating composition is modified
Has good abrasion resistance. When using this lubricating composition in a manual transmission, steel
The wear of the upper brass is reduced.
Detailed description of the invention
The term “hydrocarbyl” includes not only hydrocarbon groups but also substantial hydrocarbon groups.
I will. Substantial hydrocarbons are heterologous that do not primarily alter the hydrocarbon character of the group.
Shows a group containing an atom substituent. Examples of hydrocarbyl groups include:
:
(1) hydrocarbon substituents, ie, aliphatic substituents (eg, alkyl or
Kenyl), alicyclic substituents (eg, cycloalkyl, cycloalkenyl), aromatic
Aromatic-substituted aromatic substituent, aliphatic-substituted aromatic substituent and alicyclic-substituted
Aromatic substituents as well as cyclic substituents. Where this ring is the other
Part completes (ie, for example, any two designated positions)
The substituents can together form an alicyclic group);
(2) A substituted hydrocarbon substituent, that is, a substituent containing a non-hydrocarbon group.
This non-hydrocarbon group, within the context of the present invention, is primarily the hydrocarbon nature of the substituents.
Do not alter the quality; such groups (eg, halo (especially chloro and fluoro),
(Droxy, mercapto, nitro, nitroso, sulfoxy, etc.) are known to those skilled in the art.
Has been
(3) heteroatom substituents, i.e., mainly within the context of the present invention,
While having properties, it has atoms other than carbon present in the ring or chain,
Others are groups composed of carbon atoms (e.g., alkoxy or alkylthio).
You. Suitable heteroatoms will be apparent to those skilled in the art, for example, sulfur, oxygen, nitrogen
Include. Such substituents include, for example, pyridyl, furyl, thienyl, imid
Dazoril and the like.
Generally, the hydrocarbyl group will have no more than about 2 for each 10 carbon atoms.
There are heteroatom substituents, preferably no more than one hetero substituent. Typically
Has no such heteroatom substituents in the hydrocarbyl group. Obedience
Thus, the hydrocarbyl group is a pure hydrocarbon.
As used herein and in the claims, the term "lubricating composition" refers to
It means a combination of certain oils and additives. The weight percentage is based on this additive and
And the total amount of oil with lubricating viscosity.
As described herein, in combination with certain additives, molybdenum-containing
The wear resistance of lubricants, especially of brass on steel,
Is improved. The molybdenum composition generally contains about 125 ppm of the lubricating composition.
To about 900 ppm, preferably from about 200 ppm to about 800 ppm, more preferably
At a level sufficient to provide from about 250 ppm to about 700 ppm of molybdenum metal;
used. Here, and elsewhere in this specification, ratios and ranges are
May be combined. The molybdenum metal is in an oil-soluble or dispersible shape.
These molybdenum compositions include molybdenum-containing overbaked acidic organic compositions.
Salts, molybdenum thiocarbamate, and molybdenum thiophosphate
You. In one embodiment, the molybdenum composition comprises a molybdenum-containing dispersant (e.g.,
, Succinimide containing molybdenum).Molybdenum overbased composition
In one embodiment, the molybdenum composition comprises the acidic organic compound molybdenum oxide.
It is in the form of a bar-based salt. This molybdenum overbased metal salt is
Particularly useful in lubricants that require qualification. This molybdenum-containing overbase
The salt forms according to the stoichiometry of the metal and the particular organic compound that reacts with the metal.
And is characterized by a metal content in excess of what would be present. Excess gold
The genus is usually represented by the metal ratio. The term "metal ratio" refers to this acidic organic
It is the ratio of the total equivalents of the metal to the equivalents of the compound. 4.5 times that of metal in normal salt
Of a metal having an excess of 3.5 equivalents of metal per equivalent of organic acid,
Having a metal ratio of The molybdenum-containing overbased salt is preferably about
It has a metal ratio from 1.5, or from about 3. This molybdenum-containing overbake
Sulphate salts generally have a metal ratio of up to about 40, or up to about 30, or up to about 25
You. In one embodiment, the metal salt is from about 10, preferably from about 12, to about 40.
Or with a metal ratio of up to about 30.
The molybdenum-containing overbased salt may further comprise an alkali metal or an alkali metal.
Potassium earth metals may be included. Examples of such metals include sodium, potassium,
Lithium, magnesium, calcium, barium, titanium, manganese, cobalt
, Nickel, copper and zinc, preferably sodium, potassium, potassium.
Lucium and magnesium. This alkali metal or alkaline earth metal
Typically comprises from about 2% to about 20% by weight of the molybdenum-containing overbased salt.
% By weight, or from about 4% to about 18% by weight, or about 6% by weight
To about 14% by weight.
Acidic organics used to prepare this molybdenum-containing overbased metal salt
The compounds are generally sulfonic acids, carboxylic acids, phosphorus-containing acids, phenols and their compounds.
It is selected from the group consisting of these derivatives. Preferably, this overbased material
The quality may be sulfonic acid, carboxylic acid, or derivatives of these acids (e.g., esters
, Anhydrides, etc.). These sulfonic acids are preferably mono-,
Di- and trialiphatic hydrocarbon substituted aromatic sulfonic acids. This hydrocarbon substitution
The groups can be derived from polyalkenes. These polyalkenes include from two to about
Up to 16 carbon atoms, preferably 2 to about 8 carbon atoms, more preferably
Or a polymerizable olefinic monomer having 2 to about 4 carbon atoms
-Homopolymers and interpolymers. These olefins
, Monoolefins (e.g., ethylene, propylene, 1-butene, isobutene and
And 1-octene) or polyolefinic monomers (e.g., 1,3-butadiene and
And isoprene). In one embodiment, the interpolymer is a homopolymer
It is a limer. Examples of preferred homopolymers include polybutene, preferably polybutene.
There is polybutene in which about 50% of the mer is derived from isobutylene. These polia
The alkene is prepared by a usual method.
The polyalkene generally has at least about 8 carbon atoms, or at least
Also contain about 15 carbon atoms, or at least about 20 carbon atoms
, Characterized. The polyalkene generally has up to about 40 carbon atoms, and
Contains up to about 30 carbon atoms. In one embodiment, these polyalkenes
From about 250, or from about 300, to about 600, or to about 500, or to about 400
With Mn. The abbreviation Mn is an ordinary symbol representing the number average molecular weight. Gel par
Maturation chromatography (GPC) is the weight average molecular weight and number of polymers.
It is a method that provides both the average molecular weight as well as the total molecular weight of this polymer.
It is also a way to provide cloth. For the purposes of the present invention, isobutene, polyisobutene
A series of fractionated polymers are used as calibration standards for GPC.
Examples of sulfonic acids include mahogany sulfonic acid, bright stock sulfonic acid,
Petroleum sulfonic acid, mono- and polywax substituted naphthalene sulfonic acids, saturated
Hydroxy-substituted sulfonic acids and unsaturated paraffin wax sulfonic acids, waxes
Substituted benzene or naphthalenesulfonic acid, tetraisobutylenesulfonic acid
, Tetraamylenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, didodecylbenze
Sulfonic acid, dinonylbenzene sulfonic acid, at least one of the above-mentioned polyalkenes
(Preferably polybutene) with chlorosulfonic acid.
Sulfonic acid and the like.
These sulfonic acids include dodecylbenzene "bottoms" sulfone
Acids. Dodecylbenzene bottoms (primarily mono- and didodecyl
Mixture of benzenes) is available as a by-product of the manufacture of household detergents
. Alkylated bottoms formed during the production of linear alkyl sulfonates (LAS)
Similar products obtained from are also used in producing the sulfonate used in the present invention.
Useful. The preparation of sulfonic acids is well known to those skilled in the art. For example, John Wiley &
Kirk-Othmer's `` Encyclopedia of Chemic '' published by Sons, N.Y. (1969)
al Technology "(2nd edition, volume 19, p. 291 et seq.), chapter" Sulfonates ".
In one embodiment, the acidic organic compound is a carboxylic acid or a derivative thereof.
possible. Suitable carboxylic acids include aliphatic, cycloaliphatic and aromatic monobasic or
Is a polybasic carboxylic acid. In one embodiment, the carboxylic acid or
These derivatives are aliphatic acids containing from about 8 or from about 12 carbon atoms.
Or their derivatives. The carboxylic acids or their derivatives are generally
, Containing up to about 50, or up to about 25 carbon atoms. Exemplary carboxylic acids and
And their derivatives include 2-ethylhexanoic acid, palmitic acid, stearic acid,
Oleic acid, linoleic acid, behenic acid, octadecyl-substituted adipic acid, stearyl ammonium
Benzoic acid, polybutene (Mn is about 200 to 1500, preferably about 300 to 1500, more preferably
Preferably from about 800 to 1200) or a polybutenyl-substituted succinic acid or
Its anhydride, polypropene (Mn is 200-2000, preferably about 300-1500,
And preferably about 800 to 1200).
Or formed by oxidation of their anhydrides, petrolatum or hydrocarbon waxes
Acids, two or more carboxylic acids (eg, tall oil and rosin)
Acid), and mixtures of the above acids and / or their derivatives.
Included.
In one embodiment, the carboxylic acid or derivative thereof is a hydrocarbyl moiety.
It is a substituted carboxylic acylating agent. These acylating agents include halides,
And an acid, an ester or an anhydride,
More preferably, it is an anhydride. Preferably, the carboxylic acylating agent is
It is a succinic acylating agent. The acylating agent may be a monocarboxylic acid acylating agent or
Is a polycarboxylic acid acylating agent, and one or more of the above polyalkenes
Can be derived from In one embodiment, the polyalkene has at least about 400, or even less.
Or at least about 500 Mn. Generally, this polyalkene
About 500 to about 5000, or about 700 to about 2500, or about 800 to about 2000
Or about 900 to about 1500 Mn. In one embodiment,
The carboxylate acylating agent preferably has a hydrocarbyl group of about 400 to about 1200 Mn, preferably
Preferably, it has a Mn of about 400 to about 800.
In another embodiment, the hydrocarbyl group has a Mn from about 1300 to about 5000, and
And from about 1.5 to about 4, or from about 1.8 to about 3.6, or from about 2.5 to about 3.2.
Derived from polyalkenes with Mw / Mn at This hydrocarbyl substituted cal
The boronic acid acylating agent is prepared by a known method.
In another embodiment, these acylating agents are combined with the polyalkene and an excess of anhydrous
By reacting with maleic acid, the number of succinic groups for each equivalent of substituent is
Provided about 1.3 to about 4.5 succinic acid-substituted substituted succinic acylating agents per equivalent
To be prepared. A suitable range is about 1.3 per equivalent of substituent.
Up to 3.5, or from about 1.5 to about 2.5 succinic groups. This implementation
In embodiments, the polyalkene has a Mn value from about 1300 to about 5000. Mn even better
A preferred range is from about 1500 to about 2800, and the most preferred range of Mn values is from about 1500 to about 2800.
2400.
Carboxylic acids or their derivatives (e.g., acylating agents) and their preparation are
U.S. Patent Nos. 3,215,707 (Rense); 3,219,666 (Norman et al.); 3,231,587.
No. 3,912,764 (Palmer); No. 4,110,349 (Cohen); and No. 4,
234,435 (Meinhardt et al.); And GB 1,440,219. This
The disclosures of these patents are incorporated herein by reference.
In another embodiment, the acidic organic compound is an alkyloxyalkylene acetic acid.
Or alkylphenoxyacetic acid, more preferably alkylpolyoxyalkylene.
Acetic acid or a derivative thereof. Certain examples of these compounds include:
There is: isostearyl pentaethylene glycol acetic acid; isostearyl-O- (CHTwo
CHTwoO)FiveCHTwoCOTwoNa; Lauryl-O- (CHTwoCHTwoO)Two.FiveCHTwoCOTwoH; Lauryl-O- (CHTwoCHTwoO)Three.Three
CHTwoCOTwoH; Oleyl-O- (CHTwoCHTwoO)Four-CHTwoCOTwoH; Lauryl-O- (CHTwoCHTwoO)Four.FiveCHTwoCOTwoH;
Lauryl-O- (CHTwoCHTwoO)TenCHTwoCOTwoH; Lauryl-O- (CHTwoCHTwoO)16CHTwoCOTwoH; Octylph
Enyl-O- (CHTwoCHTwoO)8CHTwoCOTwoH; octylphenyl-O- (CHTwoCHTwoO)19CHTwoCOTwoH; 2-o
Cutyldecanyl-O- (CHTwoCHTwoO)6CHTwoCOTwoH. These acids are available from Sandoz Chemical as S
It is marketed under the trade name of andopan acid.
In another embodiment, the acidic organic compound is an aromatic carboxylic acid. helpful
A group of aromatic carboxylic acids is of the formula:
Where R1Is an aliphatic arsenic derived from the above olefins or polyalkenes.
A drocarbyl group, wherein a is a number ranging from 1 to about 4, usually 1 or 2;
Ar is an aromatic group and each X is independently sulfur or oxygen, preferably oxygen
B is a number ranging from 1 to about 4, usually 1 or 2, c is from 0 to about 4
, Usually 1 or 2, provided that the sum of a, b and c is
Does not exceed valence number. Examples of aromatic acids are substituted or unsubstituted benzoic acids,
Includes phthalic and salicylic acids. This R1Group is directly attached to the aromatic group Ar
A hydrocarbyl group. R1Examples of groups include those derived from the above polyalkenes.
Substituents are included.
Ar can be mononuclear or polynuclear. Mononuclear groups include phenyl and pyridyl
Or thienyl. This polynuclear group is one in which one aromatic nucleus is
Condensed types condensed at points (e.g., as found in naphthyl, anthranil, etc.)
To). The polynuclear group can also be of the bond type, which
(E.g., alkylene bond, ether bond, keto bond, sulfide bond,
Sulfide and polysulfide bonds (containing 3 to about 6 sulfur atoms)
). Examples of aromatic groups include phenyl, phenylene and
Naphthylene groups are included.
In one embodiment, the carboxylic acid or derivative thereof is salicylic acid or
Derivatives thereof. Preferably, the salicylic acid or derivative thereof is
It is an aliphatic hydrocarbon-substituted salicylic acid or a derivative thereof. This hydrocarbon substitution
The groups are generally derived from one or more of the above polyalkenes.
The above aromatic carboxylic acids are known in the art or
Can be prepared by a known method. Carbo of the type exemplified by these equations
The methods for preparing acids and their neutral and basic metal salts are well known.
For example, U.S. Pat. Nos. 2,197,832; 2,197,835; 2,252,662;
Nos. 2,714,092; 3,410,798; and 3,595,791
It is shown. These patents cover aromatic carboxylic acids, their salts and their salts.
The disclosure of the method of preparing is incorporated herein by reference.
In another embodiment, the acidic organic compound is a phosphorus acid or a derivative thereof.
You. The phosphorus-containing acid or a derivative thereof includes a phosphorus-containing acid (for example, phosphoric acid or
Thiophosphorus acid or its ester (mono and dithiolyl)
Including acid-containing acids or esters thereof). In one embodiment, this resource
The sulfur-containing acid is the reaction product of one or more of the above polyalkenes with phosphorus sulfide.
It is. Useful phosphorus sulfides include phosphorus pentasulfide, phosphorus sesquisulfide, and phosphorus heptasulfide.
No. In general, the reaction between the polyalkene and phosphorus sulfide is carried out at 80 ° C.
Higher temperature, usually between 100 ° C and 300 ° C.
obtain. Generally, these products have a phosphorus content of about 0.05% to about 10%, preferably
It has a phosphorus content of about 0.1% to about 5%. Phosphorating agent for this olefin polymer
The relative proportion of the polyalkene is generally 0.1 parts of the phosphorus sulfide per 100 parts of the polyalkene.
~ 50 parts. These phosphorus-containing acids are described in US Pat. No. 3,232,8 issued to Le Suer.
No. 83. The content of this document describes the development of phosphorus-containing acids and their preparation.
The indications are incorporated herein by reference.
In another embodiment, the acidic organic compound is phenol. This phenol
Is the formula (R1)a-Ar- (OH)bWhere R1Is above for aromatic carboxylic acids
Ar is an aromatic group as defined above; a and b are independently
The sum of a and b is from 2 to the aromatic nucleus of Ar (one or more)
)) Up to the total number of replaceable hydrogens. Preferably, a and b are independent
And a number ranging from one to about four, or about two. In one embodiment, R1
And a represent R for each phenolic compound1On average at least about
The value is such that eight aliphatic carbon atoms are provided.
In another embodiment, the molybdenum-containing overbased metal salt is a borate
It is a molybdenum fluoride-containing overbased metal salt. This molybdenum-containing borate
The overbased metal salt is a borated overbased metal salt described below.
Is reacted with a molybdenum-containing anion. is there
Alternatively, the molybdenum-containing borated overbased metal salt may be
The boron-containing compound is added to the initial reaction mixture used to produce the boron-containing metal salt.
It can be prepared by containing.Preparation of overbased composition containing molybdenum
In one embodiment, the molybdenum-containing overbased composition comprises molybdenum
Alkali metal or alkaline earth metal over anions and acidic organic compounds
It is prepared by reacting with a base salt. This alkali metal compound
Or an alkaline earth metal salt is an acid (typically carbon dioxide) as described below.
An acidic organic compound (e.g., as described above), at least inert to this organic material.
Also a reaction medium containing one organic solvent, stoichiometric excess of basic alkali metal
Compound or alkaline earth metal compound (typically a metal hydroxide or metal oxide)
Prepared by reacting a mixture containing
Agents include alcoholic and phenolic accelerators, for example, about
Alcohols having 1 to about 12 carbon atoms (e.g., methanol, ethanol
, Amyl alcohol, octanol, isopropanol, and mixtures thereof
And alkylated phenols (e.g., heptylphenol, octylph
Enol and nonylphenol).
Examples of the basic alkali metal compound or alkaline earth metal compound include
Potassium or alkaline earth metal hydroxides, oxides, alkoxides (typically
Means that the alkoxy group has up to 10 carbon atoms, preferably up to 7 carbon atoms.
Hydrides and amides. Useful basic metallization
Compounds include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium oxide
And calcium hydroxide, calcium oxide and barium hydroxide.
These alkali metal salts and alkaline earth metal salts and their preparation method,
It is described in U.S. Pat. No. 4,627,928. The content of this patent is not
Is incorporated herein by reference. Extensive range of suitable accelerators
No. 2,777,874; U.S. Pat. No. 2,695,910; U.S. Pat. No. 2,616,904;
Nos. 3,384,586; and 3,492,231. The contents of these patents
, The disclosure of accelerators is incorporated herein by reference.
The temperature at which this acidic substance is contacted with the rest of the reaction mass is mostly used
Depends on accelerator. With phenolic accelerators, the temperature is usually from about 80 ° C to about 80 ° C.
300 ° C., preferably in the range of about 100 ° C. to about 200 ° C. As this accelerator, Al
When using coal or mercaptan, this temperature is the reflux temperature of the reaction mixture.
Do not exceed.
Acidic reacting with a mixture of acidic organic compounds, promoters, metal compounds and reaction media
The materials are also disclosed in the above cited patents, e.g., U.S. Patent No. 2,616,904.
I have. Known groups of useful acidic substances include formic acid, acetic acid, nitric acid, boric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid
, Hydrobromic acid, carbamic acid, substituted carbamic acids and the like. Acetic acid is non-
It is always a useful acidic substance. Inorganic acidic compounds (e.g., HCl, SOTwo, SOThree, COTwo, HTwoS
, NTwoOThreeEtc.) can also be used as this acidic substance. Preferred acidic substances are S
OTwo, SOThree, Carbon dioxide and acetic acid, more preferably carbon dioxide
.
Methods for preparing these overbased materials are well known in the prior art, and
For example, it is disclosed in the following U.S. Patents: U.S. Pat. No. 2,616,904;
No. 2,616,906; No. 3,242,080; No. 3,250,710; No. 3,256,186;
Nos. 3,274,135; 3,492,231; and 4,230,586. These patents
Methods, materials that can be overbased, suitable metal bases, promoters, and acidic materials
Disclose the quality. The contents of these patents are hereby incorporated by reference for such disclosure.
Incorporated as a reference. Other descriptions of basic sulfonates and their
Can be found in the following U.S. Patents: U.S. Pat. No. 2,174,110;
No. 2,202,781; No. 2,239,974; No. 2,319,121; No. 2,337,552; No. 3,
Nos. 488,284; 3,595,790; and 3,798,012. These contents are
This disclosure is hereby incorporated by reference.
As described above, the alkali or alkaline earth overbased composition comprises:
Reacts with molybdenum-containing anions, resulting in molybdenum-containing excess
A base metal salt may be formed. This molybdenum anion is
Or an ammonium or alkali metal salt of molybdic acid (this includes (NHFour
)6Mo7Otwenty four, (NHFour)TwoMoTwoO7And various hydrates (e.g., (NHFour)6Mo7Otwenty four・ 4HTwoO)
). In one embodiment, the reaction is carried out using a mastication accelerator.
Is promoted by The mastication accelerator may include one or more of the ingredients described herein.
The above dispersants are mentioned. This method and the molybdenum-containing overbased
The composition is described in U.S. Patent No. 3,541,014 (LeSuer). The contents of this patent
Is hereby incorporated by reference for this disclosure.
In another embodiment, the molybdenum-containing overbased composition comprises at least
Can also be used in this overbased method in the presence of one organomolybdenum complex.
It is prepared by reacting various components. This molybdenum-containing organic complex is
Preferably, it is an amine-molybdenum complex, which is typically an acidic organic
It is prepared by reacting a molybdenum compound with an amine. This molybdenum
Molybdate, alkali metal molybdate, hydrogen molybdate
Sodium, ammonium molybdate, MoOClFourAnd molybdenum trioxide
I can do it. Sodium molybdate and ammonium molybdate are preferred
No. The amine-molybdenum complex is generally prepared in an aqueous medium. This
The min is added to the aqueous solution of the inorganic molybdenum compound. The reaction mixture is
After addition of the amine, a temperature between about 20 ° C. and about 100 ° C., preferably between about 50 ° C. and about 90 ° C.
At a temperature between about 0.5 hours to about 3 hours. To neutralize this reaction mixture
The required amount of acid is added before or after the introduction of the amine. Strong mineral acids (good
Preferably, sulfuric acid) is used. The amine-molybdenum complex precipitates. So
It is recovered by filtration, washing with water and, if appropriate, drying.
. This complex can be solid or pasty, depending on the type of amine used.
Has the appearance. Its color changes from white to blue. It is, in effect, a hydrocarbon
Insoluble or poorly soluble in
The atomic ratio of nitrogen to molybdenum in the complex is generally from about 0.25 to about 4, preferably
More preferably, it is about 0.5 to about 2. The molybdenum content of this complex depends on the amine used.
Depends on the nature of the It is between about 10% and about 45%. This organic moly
Among the butene complexes, complexes using an oxygen-containing compound can also be used. 1,2-, 1,
3- and 1,4-glycols are particularly suitable. Ethylene glycol and propylene
Len glycol is preferably used. These polyols include glycerol
And trimethylolpropane.
Certain amines or, preferably, ethylene oxide or propylene oxide
Polyamines alkoxylated with sides are also suitable. Diethanolamine
Or mention may be made of derivatives of triethanolamine.
The preparation of this molybdenum-containing overbased composition is based on a molybdenum compound (e.g.,
(E.g., ammonium molybdate) in the presence of this oxygen-containing compound at about 90 ° C.
It can be performed by heating at 100 ° C. Water generated by this reaction
Is removed using a stream of nitrogen. The molybdenum content of the resulting complex is
Varies between about 7% and about 50% by weight, depending on the extent to which the silicon-containing compound is removed
.
The organomolybdenum complex can be, for example, aromatic at a temperature between about 40 ° C. and about 100 ° C.
Hydrogen sulfide in suspension of this complex in a solvent (e.g. xylene or toluene)
(HTwoBy the action of S), it can be sulfurized. From the introduction of hydrogen sulfide, the color of this suspension is blue
It changes from green to orange and then red. The amount of hydrogen sulfide introduced
The amount is such that the atomic ratio of sulfur to butene is between about 1 and about 3.
The molybdenum-containing overbased product obtained according to the invention is transparent.
Is stable, and in the case of sulfonate, it is colored brown,
In the case of salicylate, it is colored black.
This color generally indicates the presence of this overbased detergent in the presence of the sulfide complex.
Is red. The proportion of molybdenum in this additive is 100%
Close, higher than the ratio obtained during the inclusion of the inorganic molybdenum derivative. This additive is
About 0.1% to about 10% by weight, preferably about 1% to about 4% by weight of molybdenum.
Contains The overbased additive according to the present invention is soluble or soluble in hydrocarbons.
Is dispersive. Molybdenum-containing Au prepared using a molybdenum-amine complex
Bar-based salts are described in U.S. Patent No. 5,143,633. The contents of this patent
Describes the molybdenum-containing overbased salts and methods for their production.
And is incorporated herein by reference.
The following examples illustrate molybdenum-containing overbased compositions and their preparation.
About the method. Throughout the specification and the appended claims as well as this example
Unless otherwise indicated, parts and percentages are by weight and temperatures are in degrees Celsius.
And the pressure is atmospheric. In this example, these overbased additions
The basicity of the agents is determined by their neutralization number or AV (alkali number) (this is 1 gram of product)
(Expressed in mg of KOH per). It is a standard ASTM
It is determined by titration with a strong acid according to D-2896.
Example M-1
(a) sodium molybdate (NaTwoMoOFour・ 2HTwoO) A solution of 41.17 g of water (100 ml)
It is prepared in a reactor equipped with a degree control and stirring device. 30% of this mixture
HTwoSOFour(55.6 g), and then heated to 60 ° C.
Following this, Dinoram C (21 g) from CECA SA is added. Dinoram C has the formula R-N-H
− (CHTwo)Three−NHTwoWhere R is 60% C12, 20% C14, 10% C16And
And 5% C18Is a mixture of straight-chain saturated alkyl groups containing Filtered, then
Before drying, the blue precipitate is recovered by washing with water and methanol.
You. Finally, a blue solid containing 32.6% molybdenum and 4.4% nitrogen 47.1%
Collect g.
(b) In a reaction vessel, 520 ml of xylene and 30 g of the above Dinoram C / molybdenum complex were placed.
Fill. This mixture is stirred. The mixture was then added to C16-18Straight chain alkyl
Alkyl xylene sulfonic acid 1 having a chain and molecular weight of 430 and containing 96% of active substance
31.8 g, 168 g of 100 Neutral solvent as diluent oil, 113.24 g of slaked lime with 96% purity and
48 ml of methanol are added. After neutralizing the sulfonic acid with the lime (this is
If appropriate, this can be done by heating the reaction mixture at 60 ° C. for 30 minutes.
Then, 55.2 g of carbon dioxide gas was introduced into the mixture, and the mixture was maintained at a temperature of 42 ° C.
Carry.
After carbonation and removal of water and methanol under partial vacuum, this solid residue
Objects are removed by centrifugation. After evaporating this solvent, it contains molybdenum.
448 g of superbasic sulfonic acid salt are recovered. Neutralization value is 300
Its content is 11.7% and its molybdenum content is 2.17%. that is
It is stable even when diluted with lubricating oil.
Example M-2
(a) 20 g of a xylene (200 ml) dispersion of the complex prepared in Example M-1 was subjected to temperature control,
Prepare in a 250 ml reactor equipped with a stirrer and aeration system. Kept at 80 ° C
To this dispersion, add HTwoInject S (6.7 g). Deep red solid collected after removal of this solvent
The product contains 28.4% molybdenum, 3.8% nitrogen and 23.7% sulfur.
(b) The same operation as in Example M-1 is performed, except that the sulfide Dinoram C / molybdenum complex (Example M-1)
-2 (a)) 28 g are suspended in 520 ml of xylene, which is carried out before the introduction of the other reactants. Operation
The order of cropping is the same as in Example M-1, except that the residue is removed by centrifugation.
is there. The molybdenum-containing superbasic sulfonate is collected. AV is 304 and its
The molybdenum, sulfur and calcium contents were 1.63% and 3.4%, respectively.
% And 11.7%. The resulting product is reddish brown, and diluted with lubricating oil
Even so, it is stable.
Example M-3
(a) Prepare a 2-ethylhexylamine / molybdenum complex as follows:
Perform the same operation as in Example M-1, but before heating and acidification, at 60 ° C, 98% of 2-E
Add 9.9 g of tylhexylamine and add sodium molybdate over 20 minutes.
The solution is introduced into an aqueous solution containing 15.44 g and kept at 60 ° C. 45 minutes at 60 ° C
After heating, the mixture is acidified with 23.1 g of 30% sulfuric acid before washing and drying the product.
Become The latter is a white solid containing 36.8% molybdenum and 4.38% nitrogen.
Shape.
(b) The same operation as in Example M-1 is performed, except that the 2-ethylhexyl prepared in Example M-3 (a) is used.
28 g of the ruamine complex are suspended in 520 ml of xylene before the introduction of the other reactants. Operation
The procedure is the same as in Example M-1, except that the residue is removed by centrifugation. A
The brown product with V of 353 is collected. Its calcium content and molybdenum content are
They are 12.2% and 1.97%, respectively. The stability when diluted with lubricating oil is perfect
is there.
Example M-4
Perform the same operation as in Example M-1 (b), except that the active substance has a molecular weight of 520 and xylene of 600 ml.
132 g of didodecylbenzenesulfonic acid containing 70% of the substance, prepared in Example M-1 (a)
Complex 30 g, slaked lime 104 g, methanol 52 ml, ammonia 4.4 ml and diluent oil 90 g
Is continuously introduced into the reactor. The collected product is brown and transparent.
And is stable in oil. Its calcium content and molybdenum content
They are 10% and 2.35%, respectively.
The same operation as in Example M-1 is performed, except that 30 g of the complex prepared in Example M-1 (a) is added to another compound.
Before the addition of the reactants, it is introduced into 520 ml of toluene. The order of operation is during this carbonation
To COTwo(52.7 g), except that (52.7 g) was introduced. After centrifugation,
448 g of molybdenum-containing superbasic sulphonate are recovered. AV is 298. That
Calcium content and molybdenum content are 11.7% and 2.1%, respectively
.
Example M-5
Perform the same operation as in Example M-4, except that after filtration through diatomaceous earth, a molybdenum having an AV of 292 is used.
440 g of a den-containing overbased sulfonate are recovered.
Example M-6
(a) Preparation of barium overbased amine-formaldehyde condensate: reaction
In a container, 1000 parts of N-octadecylpropylenediamine, 490 parts of mineral oil, calcium oxide
And about 143 parts of water at about 44 ° C., and refluxed for one hour.
Heat slowly to 102 ° C. While maintaining the mixture at 100 ° C to 105 ° C,
303 parts of paraformaldehyde are added to the reaction mixture over 3 hours.
Maintain this temperature for one hour, then raise the temperature to 150 ° C over two and a half hours
You. The distillate (278 parts) is removed and the residue is filtered.
A separate reaction vessel is charged with 197 parts mineral oil and 119 parts heptylphenol. this
The mixture was heated to 93-99 ° C, whereupon barium hydroxide monohydrate (465 parts) was added for 1 hour.
Add over time. The reaction temperature was then raised to 150 ° C, where
Add 149 parts of the amine-formaldehyde product (Example M-6 (a)) over half an hour
I do. To this mixture at 150 ° C. for 7 hours at a rate of 15 parts per hour,
Blow carbon dioxide below the surface. Add additional mineral oil (100 parts) to the mixture.
And blow nitrogen subsurface at 150 ° C. for 2 hours. This mixture
To reduce the water content to 0.3%. The residue was filtered through diatomaceous earth,
The filtrate is the desired product. This product contains 36% mineral oil and 30.8% barium.
Have.
(b) Mix 411 g of ammonium paramolybdate with 300 g of water, and mix
By maintaining the temperature of the compound at about 60 ° C, ammonium paramolybdate quaternary water
Japanese ((NHFour)6Mo7Otwenty four・ 4HTwoAn aqueous mixture of O) is prepared. 4 100g portions of this mixture
Over 3.5 hours with the barium overbased amine-aldehyde condensation
Of the reaction mass (Example M-6 (a)) while maintaining the temperature of the reaction mass at about 95 ° C.
Carry. As a result, a molar ratio of barium to molybdenum of 3: 1 is obtained. This water
During the addition of the neutral mixture, ammonia and carbon dioxide are evolved. Then nitrogen
The volatiles are removed from the reaction mass by heating to 150 ° C while spraying.
Leave. The residue is filtered to give an oil solution 550 of the desired molybdenum-containing complex.
g is obtained. The product analysis shows that the molybdenum-containing complex
Confirms that about 65% of the molybdenum used in this reaction is retained.
Example M-7
(A) 44 parts of the product of Example M-6 (b) (all parts represent parts by weight), 10 parts mineral oil,
And polyisobutene (Mn = 750) substituted succinic anhydride and tetraethylenepentamine
Reaction product with a commercial mixture of polyethylene polyamines having an average composition corresponding to
(This is according to the method of U.S. Pat. No. 3,172,892 (e.g., Example 12 thereof):
24 parts of a mixture (reacted in an equivalent ratio of 1) were prepared and over 1.5 hours
Heat to 75 ° C. The weight ratio of mastication accelerator to overbased material is 5:95
It is. Into this solution was added an aqueous solution of ammonium molybdate (which is 265 parts by weight of water).
Commercially available ammonium molybdate (which has the formula (NHFour)TwoMoTwoO7Has a composition equivalent to
Ammonium dimolybdate containing about 56.5% by weight molybdenum;
265 parts by weight (sold by the Climax Molybdenum Company)
(Prepared by mixing for 1.5 hours while maintaining at about 70-80 ° C.)
Add 0 parts to obtain a molar ratio of barium to molybdenum of 1: 1.53. The reaction obtained
The mass is heated under reflux conditions at about 150 ° C. for about 8.8 hours. Then, in this mixture,
Nitrogen is blown at a rate of about 5 parts per hour.
Hold for another 1.3 hours. Thereafter, the nitrogen blowing was stopped and the mixture was
Maintain at about 150 ° C. for another hour and filter the entire reaction mass. The filtrate is the desired
Molybdenum-containing complex containing 19.67% by weight of molybdenum and 21.81% by weight of barium
It is characterized by having an amount%.
(B) 2.285 g of the overbased product of Example M-6 (b) and the mastication aids listed above
A mixture of 125 g of the promoter (Example M-7 (A)) was added to the mixture of paramolybdate for 3 hours.
Ammonium (this involves mixing 1300 g of this molybdate with 1300 g of water)
2600 g of an aqueous solution of
Maintain high temperature. The weight ratio of the mastication accelerator to the overbased product is 5:
The molar ratio of barium to molybdenum is 1: 1.47. Incidental
During the reaction, ammonia, carbon dioxide and water are evolved. Then, to this reaction mass
Nitrogen was bubbled to remove water and gas while the product was allowed to flow for 4 hours
And heat to 170 ° C. Then, a commercial filter aid is added and the mass is filtered.
. The filtrate weighed 2.710 g and contained 20.2% by weight of molybdenum and 21.6% by weight of barium.
% Oil and 25.3% oil by weight.Molybdenum-containing thiocarbamates and thiophosphates
As described above, the molybdenum composition comprises a molybdenum-containing thiocarbamate
Or it may be a thiophosphate. These molybdenum compositions contain thiocarbamido
Molybdenum oxysulfide and molybdenum oxysulfide thiophosphate
Is mentioned. The thiocarbamates and their preparation are described below. Mo
Ribden-containing thiocarbamates (including dithiocarbamates) are known in the art.
Known in the art. These materials are disclosed in U.S. Pat.Nos. 4,098,705 and 4,259,194.
No. 4,259,195, No. 4,265,773, No. 4,272,387, No. 4,282,822, No.
Nos. 4,283,295, 4,369,119, 4,395,423 and 4,402,840
Has been described. The contents of these patents are directed to molybdenum-containing carbamates and their patents.
The disclosure of these manufacturing methods is incorporated herein by reference. Commercially available
Examples of molybdenum-containing thiocarbamates include Sakura Lube 500 (Sakura Chemi
cal 20% molybdenum dithiocarbamate), and Molyvan 807 (Vanderbilt Che
mical 5% molybdenum dithiocarbamate). The present inventor has proposed this
Lithium-containing dithiocarbamates are useful in lubricating compositions that require thermal stability.
I discovered that. Preferred molybdenum for molybdenum-containing dithiocarbamates
Is about 200 ppm to about 800 ppm, preferably about 250 ppm to about 600 ppm, more preferably
Preferably, it is from about 300 ppm to about 500 ppm.
In another embodiment, the molybdenum-containing composition is molybdenum thiophosphate.
You. Molybdenum salts of thiophosphoric acids are known in the art. This thiophosphoric acid
(Including dithiophosphoric acid) are described below. This molybdenum salt and their
The method of preparation is described in U.S. Pat.Nos. 3,223,625, 3,256,184, 3,400,140, 3,494.
Nos., 866, 3,840,463 and 4,156,099. Of these patents
The contents are hereby incorporated by reference for such disclosure.Borated overbased salt
In one embodiment, the molybdenum-containing composition is borated overbased
Used in combination with metal salts. This borated overbased metal salt
Reacting the boron-containing compound with one or more of the above overbased metal salts
Or overbased acidic organic compounds with boric acid
Is prepared by The borated overbased metal salt is generally
From about 0.1% to about 5% by weight of the lubricating composition, or from about 0.5% to about 3%;
%, Or from about 0.5% to about 2% by weight.
Boron-containing compounds include boron oxide, boron oxide hydrate, boron trioxide,
Boron iodide, boron tribromide, boron trichloride, boron-containing acids (e.g., boric acid,
(Traboric acid and metaboric acid), borohydride, boron amide, and boron
Various esters of acids are mentioned. The boron-containing ester is preferably
It is a lower alkyl (1 to 7 carbon atoms) ester of boric acid. Preferred boron
The containing compound is boric acid. Generally, the overbased metal salt is about 50 ° C.
At about 250 ° C, preferably about 100 ° C to about 200 ° C, it is reacted with the boron-containing compound.
The overbased metal salt generally comprises at least about 0.5 weight percent of the composition.
%, Or at least about 1 wt.
Responded. The overbased metal salt generally comprises about 5% by weight of the composition.
Up to about 4% by weight, or up to about 3% by weight boron.
Reacted with a urine-containing compound.
Borated overbased composition, lubricating composition containing same, and borate
A method for preparing an acidified overbased composition is disclosed in U.S. Pat.
No. 4,744,920; US Pat. No. 4,792,410 issued to Schwind et al., And PCT
It is found in publication WO 88/03144. The disclosure content regarding the above matters is
It has been incorporated as a reference.
In another embodiment, the borated overbased metal salt comprises a boronated
By reacting the acidic organic compound with a basic metal salt in the presence of the compound.
Prepared. This metal includes transition metals (e.g., zinc, copper and cadmium)
Is mentioned. These borated overbased compositions and their preparation
The method is described in US Pat. No. 5,064,545 (Steckel). The content of this patent is
Such disclosure is incorporated herein by reference.
The following examples relate to borated overbased metal salts.
Example B-1
(a) 853 g of methyl alcohol, 410 g of mixed oil, 54 g of sodium hydroxide
A mixture of water and a neutralizing amount of additional sodium hydroxide is prepared. Sodium hydroxide
The latter addition amount depends on the acid number of the subsequently added sulfonic acid. This mix
Adjust the temperature of the mixture to 49 ° C. While maintaining this temperature at 49-57 ° C, the linear dial
Mixture (1070) of benzylbenzenesulfonic acid (MW430) and a mixed oil (active content 42% by weight)
G). Into this reaction vessel, polyisobutenyl (Mn = 950) -substituted anhydrous succinic
Add the acid (145 grams). Then 838 grams of sodium hydroxide was added and
Is adjusted to 71 ° C. 460 grams of carbon dioxide are blown into the reaction mixture. this
The mixture is flash stripped to 149 ° C and filtered until clear
To give the desired product. The product has a base number of 440 (bromophenol blue).
), A metal content of 19.45% by weight, a metal ratio of 20, a sulfated ash content of 58% by weight, and 1.
Overbased sodium sulfonate with a sulfur content of 3% by weight.
(b) The reaction vessel was charged with 1000 g of the overbased sodium salt (Example B-1 (a)).
0.13 g of antifoam (Dow Corning 200 Fluid with a viscosity of 1000 cSt at 25 ° C)
Kerosene solution), and a mixture of 133 grams of mixed oil, 74-79 ° C with stirring
Heat until Then 486 grams of boric acid are added to the reaction mixture. This anti
The reaction mixture was heated to 121 ° C. and the reaction water and the overbased sodium
CO contained in saltTwoTo release 40-50% by weight of The reaction mixture is added to 154
Heat to ℃ 160 ° C. and bring the free and total water content to 0.3
Maintain at this temperature until reduced to less than or equal to about 1% to about 2% by weight. this
The reaction product is cooled to room temperature and filtered.
Example B-2
(a) 1000 g of mainly branched monoalkylbenzenesulfonic acid (Mw = 500), o
-771 grams of xylene and 75.2 grams of polyisobutenyl (Mn = 950) succinic anhydride
A mixture is prepared and the temperature is adjusted to 46 ° C. To this reaction mixture, add
Nesium (87.3 grams), acetic acid (35.8 grams), methyl alcohol (31.4 grams),
And water (59 grams) are added continuously. At a temperature of 49-54 ° C., the reaction mixture
Blow in 77.3 grams of carbon dioxide. Then 87.3 grams of magnesium oxide, methyl
31.4 grams of alcohol and 59 grams of water are added and to the reaction mixture at 49-54 ° C.
Inhale, 77.3 grams of carbon dioxide. Magnesium oxide, methyl alcohol
The step of blowing carbon dioxide following the step of adding water and water is repeated once. Atmospheric pressure
The reaction mixture is stripped using stripping and vacuum flash stripping.
From which o-xylene, methyl alcohol and water are removed. Cool the reaction mixture
And filter until clear. This product has a base number of 400 (bromophen
Nord Blue), 9.3% by weight metal, 14.7 metal ratio, 46.0% by weight sulfate ash and
And 1.6% by weight of sulfur.
You.
(b) In a reaction vessel, 1000 g of the overbased magnesium salt (Example B-2 (a))
Fill ram and heat 181 grams of diluent oil to 79 ° C. Then the reaction mixture
, 300 grams of boric acid are added and the mixture is heated to 124 ° C. for 8 hours.
You. The reaction mixture is stirred until the magnesium content is constant at 6.8% by weight.
Maintain at 21-127 ° C for 2-3 hours. Begin sparging with nitrogen and allow the reaction mixture to cool to 149 ° C.
To remove water until the water content is below 3% by weight. This reaction mixture
To obtain the desired product.
The molybdenum-containing composition comprises (i) an organic polysulfide or ashless dithiocar
Used in combination with a bamate composition and (ii) an extreme pressure agent containing phosphorus or boron.
Can be used. The organic polysulfide or ashless dithiocarbamate composition comprises
Generally, an amount from about 0.5% to about 5% by weight of the lubricating composition, or about 1% by weight.
% To about 4% by weight, or about 2% to about 3.5% by weight
Is done.Organic polysulfide or ashless dithiocarbamate-containing composition
The organic polysulfide has at least 2 to about 10 sulfur atoms, preferably
Is from 2 to about 6 sulfur atoms, more preferably from 2 to about 4 sulfur atoms
Is characterized by a sulfide bond having This organic polysulfide is
Generally, a di-, tri- or tetrasulfide composition, comprising a trisulfide group
Compositions are preferred.
The organic polysulfides of the present invention provide from about 1% to about 3% sulfur of the lubricating composition.
provide. Generally, this organic polysulfide will contain from about 10% to about 60% sulfur, preferably
Or about 20% to about 50% sulfur, more preferably about 35% to about 45% sulfur.
It contains. Materials that can be sulfurized to form this organic polysulfide include oils.
, Fatty acids or esters, or olefins or polyolefins
You. These substances may be used as sulfurizing agents (e.g., elemental sulfur, halogenated sulfur, sulfur
And combinations of hydrogen sulfide).
Oils that can be sulfurized are natural or synthetic oils, including mineral oil, lard
Carbohydrates derived from oils, fatty alcohols and fatty acids or aliphatic carboxylic acids
Acid esters (e.g., myristyl oleate and oleyl oleate),
Whale oil and synthetic black whale oil substitutes, and synthetic unsaturated esters or
Glycerides are included.
Fatty acids generally comprise from about 4 to about 30 or from about 8 to about 24 charcoal.
Containing elemental atoms such as palmito oleic acid, oleic acid, ricinoleic acid,
There are nol acid and oleostearic acid. Sulfurized fatty acid esters are mixed
Saturated fatty acid esters (e.g., animal fats and vegetable oils (tall oil, linseed oil,
It is prepared from rapeseed oil, fish oil, black whale oil, etc.)).
The olefinic compound which can be sulfurized has at least one olefinic double bond.
including. These double bonds are defined as non-aromatic double bonds;
In addition, it contains one linking two aliphatic carbon atoms. In a broad sense, this orifice
Is the formula
R* 1R* 2C = CR* 3R*Four
Can be defined by: where each R* 1, R* 2, R* 3And R*FourIs hydrogen or an organic group
is there. Generally, in the above formula, the non-hydrogen R group is --C (R*Five)Three, -COOR*Five, −CON (R*Five)Two
, −COON (R*Five)Four, -COOM, -CN, -X, -YR*FiveOr filled with a group such as -Ar
Where each R*FiveIs independently hydrogen, alkyl, alkenyl, aryl,
Substituted alkyl, substituted alkenyl or substituted aryl.
But any two R*FiveThe group is alkylene or substituted alkylene
Thereby forming a ring having up to about 12 carbon atoms; M is 1 equivalent
Metal cations (preferably, Group I or Group II, for example, sodium, potassium
X is halogen (eg, chlorine, bromine or iodine)
Y is oxygen or divalent sulfur; Ar is aryl having up to about 12 carbon atoms
Or a substituted aryl group. R* 1, R* 2, R* 3And R*FourAny two of
Can also together form an alkylene group or a substituted alkylene group
You. That is, the olefinic compound can be alicyclic.
The olefinic compound typically has each R*The group is independently alkyl
Group, alkenyl group or aryl group. Monoolefinic compound
And diolefinic compounds, especially the former are preferred, especially terminal monoolefins
Hydrocarbon; that is, R* 3And R*FourIs hydrogen, and R* 1And R* 2But 1
1 to about 30 carbon atoms, preferably 1 to about 16 carbon atoms, more preferably
Has 1 to about 8 carbon atoms, more preferably 1 to about 4 carbon atoms.
Alkyl or aryl, especially alkyl (i.e., this olefin is a fatty
Is preferred. About 3 to about 30 carbon atoms, especially about 3
Olefinic compounds having from about 16 (in most cases, less than about 9) carbon atoms are
Especially desirable.
Isobutene, propylene and their dimers, trimers and tetramers
, And mixtures are particularly preferred olefinic compounds. Of these compounds
Of these, isobutylene and diisobutylene are particularly useful because of their usefulness and
It is particularly desirable because compositions with high sulfur content can be prepared.
In one preferred embodiment, the organic polysulfide contains a sulfurized olefin.
And wherein the olefin is described above. For example, organic polysulf
According to U.S. Pat. No. 2,708,199, oxides containing four or more carbon atoms
The fins can be sulfochloridized and further treated with high-grade inorganic polysulfides.
And can be prepared.
In one embodiment, the sulfurized olefin is (1) in stoichiometric excess with sulfur monochloride.
(2) reacting the resulting product with free low carbon atom olefins.
Alkali in an alcohol-water solvent in a molar ratio of 2: 1 or more in the presence of au
Treating with a metal sulfide, and (3) reacting the product with an inorganic base
Is generated. This method is described in U.S. Pat.
No. 3,471,404 discloses a process for preparing this sulfurized olefin and its disclosure.
The discussion of the sulfurized olefins produced by is incorporated herein by reference.
Have been. Generally, the olefin reactant will contain from about 2 to about 5 carbon atoms.
Examples include ethylene, propylene, butylene, isobutylene, amylene, etc.
No.
The sulfurized olefins useful in the compositions of the present invention also include
The fin compound is reacted with a mixture of sulfur and hydrogen sulfide in the presence of a catalyst.
And subsequently removing low boiling materials. Useful in the present invention
A method of preparing a sulfurized composition is described in U.S. Pat.No. 4,191,659, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
The contents are incorporated herein by reference for a description of the preparation of useful sulfurized compositions.
Have been.
In one embodiment, the organic polysulfide is a catalyst (eg, magnesium oxide).
Prepared by the reaction of mercaptan and sulfur in the presence of
it can. The mercaptan used to produce this polysulfide is
Ruville mercaptan (e.g., of the formula RSH, wherein R is
, Which is a hydrocarbyl group as defined above). In one embodiment, R is
A kill group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or a cycloalkenyl group. R
Is also a haloalkyl, hydroxyalkyl, or hydroxyalkyl group.
Can be a substituted (e.g., hydroxymethyl, hydroxyethyl, etc.) aliphatic group.
You. R is generally from about 2 to about 30 carbon atoms, or from about 2 to about 24 carbon atoms.
Containing from about 3 to about 18 carbon atoms. Examples include butyl mercaptan
, Amyl mercaptan, hexyl mercaptan, octyl mercaptan, 6-hydr
Roxymethyloctanethiol, nonylmercaptan, decylmercaptan, 10
-Aminododecanethiol, dodecylmercaptan, 10-hydroxymethyltetra
Includes decanethiol, and tetradecyl mercaptan. These organic
Polysulfides and their method of manufacture are described in U.S. Pat.
56
No. 4,709 and U.S. Pat. No. 5,146,000 issued to Ozbalik.
The contents of these patents are hereby incorporated by reference for such disclosure.
Have been.
The following examples relate to organic polysulfides.
Example S-1
Add sulfur to the jacketed high pressure reactor with stirrer and internal cooling coil.
(526 parts, 16.4 mol). Before introducing gaseous reactants, cool
The line is circulated to cool the reactor. The reactor is sealed and kept at about 2 torr.
After degassing and cooling, 920 parts (16.4 mol) of isobutene and
And 279 parts (8.2 mol) of hydrogen sulfide. Steam the reactor to the outer jacket
And heat to a temperature of about 182 ° C. for about 1.5 hours. During this heating, about 168
At C, a maximum pressure of 1350 psig is reached. Before the maximum reaction temperature is reached, this pressure
Begins to drop and continues to drop at a constant rate as this gaseous reactant is consumed
. After about 10 hours, at a reaction temperature of about 182 ° C., the pressure will be 310-340 psig and
The rate of force change is about 5-10 psig per hour. Unreacted hydrogen sulfide and
The isobutene is evacuated to a recovery system. After the pressure in this reactor drops to atmospheric pressure,
The sulfide mixture is recovered as a liquid.
Example S-2
Heat sulfur monochloride (2025 grams, 15.0 moles) to 45 ° C. Subsurface gas sparging
1468 grams (26.2 moles) of isobutylene gas for 5 hours
Supply to vessel. Maintain the temperature between 45 ° C and 50 ° C. At the end of spraying, this reaction
The weight of the mixture increases to 1352 grams. In another reaction vessel, 60% flaky sulfidation
2150 grams (16.5 moles) of sodium, 240 grams (7.5 moles) of sulfur, and 4000 ml of water
Of isopropanol is added. Heat the contents to 40 ° C. First
The prepared adduct of sulfur monochloride and isobutylene is added while increasing the temperature to 75 ° C.
Add over 3/4 hours. The reaction mixture is heated and refluxed for 6 hours.
This mixture forms a separation layer. Discard the lower aqueous layer. Top organic layer, 10
Mix with 2 liters of aqueous sodium hydroxide solution and reflux the mixture for 6 hours.
Remove the organic layer again and wash with 1 liter of water. Wash the washed product at 90 ° C and
Dry by heating at a pressure of 30 mmHg. For 30 minutes. Remove the residue
Filtration with an adiatomaceous earth filter aid yields 2070 grams of a clear, yellowish-orange liquid.
Can be
This ashless dithiocarbamate composition contains dithiocarbamic acid or a salt thereof.
Unsaturated amide, carboxylic acid, anhydride, or ester or ether thereof
Reaction products with alkylene-coupled dithiocarbamates,
(S-alkyldithiocarbamoyl) disulfide. This dithiocar
Bamate compound (A) reacts dithiocarbamic acid or a salt thereof with an unsaturated compound.
Can be prepared. The dithiocarbamate composition also comprises an amine
Can be prepared by simultaneously reacting carbon dioxide, carbon disulfide and an unsaturated compound.
. Generally, the reaction is carried out at a temperature of about 25 ° C to about 125 ° C, or at a temperature of about 50 ° C to about 100 ° C.
Happens in. U.S. Patent Nos. 4,758,362 and 4,997,969 describe dithiocarbamates
Describes compositions and methods of making them. The contents of these patents are
For disclosure of carbamate compositions and methods of making them, see References herein.
It has been adopted as.
Dithiocarbamic acid used to prepare this dithiocarbamate composition
Alternatively, a salt thereof is prepared by reacting an amine with carbon disulfide.
The amine can be a primary amine (s) or a secondary amine (s).
Can be a plurality), with secondary amines being most preferred. This amine is generally
Contains a locarbyl group. Each hydrocarbyl group is independently one to about forty carbon atoms.
An elemental atom, or about 2 to about 30 carbon atoms, or 3 to about 24 carbon atoms, or
Or may contain up to about 12 carbon atoms. Examples of groups that can be present on this amine include
, Ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl and dodecyl groups
Is included.
In one embodiment, the amine is a primary amine. First class useful in the present invention
Examples of amines include ethylamine, propylamine, butylamine, 2-ethyl
Hexylamine, octylamine and dodecylamine are included.
In one embodiment, the primary amine is a fatty (C8-30) Amines
Is n-octylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, n-tetradecylamine
Min, n-hexadecylamine, n-octadecylamine, oleylamine, etc.
I can do it. Also useful fatty amines include commercially available fatty amines, such as "Armeen"
Amines (products available from Akzo Chemicals (Chicago, Illinois))
You. These amines include, for example, Armeen C, Armeen O, Armeen OL, Armeen T, A
rmeen HL, Armeen S, and Armeen SD, where the alphabet
The name refers to an aliphatic group (e.g., cocoa, oleyl, taro, or stearyl).
Related.
Other useful primary amines include primary ether amines, such as those of the formula R "(OR ')xNHTwo
Wherein R 'is from about 2 to about 6 carbon atoms
X is a number from 1 to about 150, or from about 1 to about 5
And R "is a hydride having about 5 to about 150 carbon atoms.
chemical company (manufactured and sold by Atlanta, Georgia).
I can do it. A preferred ether amine is SURFAMP P14B (decyloxypropyl alcohol).
Min), SURFAM P16A (Linear C16), SURFAM P17B (tridecyloxypropylamine)
Illustrated by those identified as SU described above and used later
The chain length of RFAMs (ie, C14Carbon chain length) is an approximate value,
-Contains an ether linkage.
In one embodiment, the amine is a tertiary aliphatic primary amine. In general,
The aliphatic group (preferably an alkyl group) has from about 4 to about 30 carbon atoms, or
It contains from about 6 to about 24 carbon atoms, or from about 8 to about 22 carbon atoms. Normal
This tertiary alkyl primary amine has the formula R1−C (R1')Two−NHTwoThe model represented by
Noamine, where R1Is a hydrocarb containing 1 to about 27 carbon atoms
Building group, and R1'Is a hydrocarbyl containing 1 to about 12 carbon atoms
Group. Such amines are tertiary butylamine, tertiary hexylamine
, 1-methyl-1-aminocyclohexane, tertiary octylamine, tertiary decylua
Min, tertiary dodecylamine, tertiary tetradecylamine, tertiary hexadecyl
Amines, tertiary octadecylamine, tertiary tetracosanylamine, and tertiary
Exemplified by grade octacosanylamine.
Mixtures of amines are also useful for the purposes of the present invention. This type of amine blend
Examples of compounds include "Primene 81R" (this is C11~ C14Tertiary alkyl primary amine
) And `` Primene JMT '' (this is18~ Ctwenty twoTertiary alk
A similar mixture of primary amines), both from Rohm and Haas Company.
Available. These tertiary alkyl primary amines and their preparation
Is known to those skilled in the art. These tertiary alkyl primary useful for the purposes of the present invention
Amines and their methods of preparation are described in U.S. Pat.No. 2,945,749,
The contents of which are incorporated herein by reference for their teachings in this regard.
ing.
In another embodiment, the amine is a secondary amine. Identification of secondary amine
Examples of dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine
, Diamylamine, dihexylamine, diheptylamine, methylethylamine
, Ethylbutylamine, ethylamylamine and the like. In one embodiment
Means that the secondary amine is a cyclic amine (e.g., piperidine, piperazine,
Holin, etc.).
In one embodiment, the dithiocarbamate compound (A) comprises one or more
By reacting a dithiocarbamic acid or a salt thereof with an unsaturated amide,
Prepared. Examples of unsaturated amides include acrylamide, N, N'-methylenebis (A
Acrylamide), methacrylamide, crotonamide and the like. 1 implementation
In embodiments, the dithiocarbamate-containing composition comprises diamylamine or dibutyamine.
Derived from the reaction product of thiolamine and carbon disulfide, which
To form dithiocarbamic acid or a salt thereof which is reacted with acrylamide. This
Is a reaction product of dithiocarbamic acid or a salt thereof and an unsaturated amide,
If it has another reactive NH group, the reaction product may further comprise a binding compound or
With a coupling compound (e.g., formaldehyde or paraformaldehyde)
Can be reacted. Reaction products of dithiocarbamic acid and its salts with unsaturated amides.
Are disclosed in U.S. Pat.Nos. 4,758,362 (Butke) and 4,997,969 (Luciani).
, These contents include dithiocarbamic acid and its salts, unsaturated amides, and
Regarding the disclosure of those reaction products (including coupling products),
Ginseng
It is used as an idea.
In one embodiment, the ashless dithiocarbamate composition (A) comprises a dithiocarbamate.
The reaction product of a mymic acid or its salt with an unsaturated acid, its anhydride or ester
is there. Examples of unsaturated carboxylic acids and anhydrides include acrylic acid, methacrylic acid
, Itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and maleic anhydride. Insatiable
If the sum carboxylic acid or its anhydride is used, the ester is dithiocarbamate
Acid-unsaturated carboxylic acid or its anhydride adduct and an alcohol (e.g.,
Subsequent reaction with alcohols mentioned herein) can be formed. 1 implementation
In embodiments, the alcohol has 1 to about 12 carbon atoms.
In one embodiment, the unsaturated carboxylic acid or anhydride or ester thereof includes
, Maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, citracone
Acids and their esters. This ester is of one of the following formulas:
Can be expressed as: (R1)TwoC = C (R1) C (O) ORTwoOr RTwoO- (O) C-HC = CH-C (O) ORTwoThis
Where each R1And RTwoIs independently hydrogen, or from 1 to about 18, or about
A hydrocarbyl group having up to 12 or up to about 8 carbon atoms, wherein R1Is
, Hydrogen, or an alkyl group having 1 to about 6 carbon atoms. One embodiment
Then, R1Is preferably hydrogen or a methyl group.
Examples of unsaturated carboxylic acid esters include methyl acrylate, ethyl acrylate,
2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methacrylic acid
Chill, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate,
2-hydroxypropyl acrylate, ethyl maleate, butyl maleate and
2-ethylhexyl maleate is included. The above list includes maleic acid and fuma
Diesters as well as monoesters of luic and itaconic acids and their anhydrides
Included. In one embodiment, the dithiocarbamic acid or salt thereof is
Formed from ruamine or dibutylamine and carbon disulfide. Jichi obtained
Ocarbamic acid is then reacted with methyl acrylate.
In another embodiment, the unsaturated carboxylic acid ester is a vinyl ester
. This vinyl ester has the formula R1CH = CH-O (O) CRTwoWhere R1Is
A hydrocarbyl group having 1 to about 30 or up to about 12 carbon atoms
,
Preferably hydrogen and RTwoIs from 1 to about 30, or up to about 12,
Or a hydrocarbyl group having up to about 8 carbon atoms. Vinyl ester
Examples include vinyl acetate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl butanoate, etc.
Is done.
In one embodiment, the dithiocarbamate compound (A) is dithiocarbamic acid
Or a reaction product of a salt thereof and vinyl ether. This vinyl ether
, Formula R1-CH = CH-ORTwoWhere R1Is independently hydrogen, or 1
Having up to about 30, or up to about 24, or up to about 12 carbon atoms.
Drocarbyl group. RTwoIs R1Is a hydrocarbyl group defined similarly to
Examples of vinyl ethers include methyl vinyl ether, propyl vinyl ether,
Ethylhexyl vinyl ether and the like are included.
In one embodiment, the dithiocarbamate compound (A) is
It is a ringed dithiocarbamate. Alkylene useful in the present invention is coupled
The dithiocarbamate can then be combined with the dithiocarbamic acid salt described above with the appropriate dihalogen
Prepared by reaction with hydrocarbon containing hydrocarbons. The reaction is generally performed at about 25 ° C.
Performed at a temperature in the range of from about 150 ° C to about 150 ° C, or up to about 100 ° C. Departs for Holubec
Issued U.S. Pat.No. 3,876,550 describes alkylenedithiocarbamate compounds.
U.S. Patent Nos. 1,726,647 and 1,731, issued to Cadwell, Inc.
No. 6,429 describes phenylmethylene bis (dithiocarbamate) and its production method.
Has been described. These patents disclose dithiocarbamate compounds and their preparation.
The teachings relating to the manufacturing method are incorporated herein by reference. 1 implementation
In an embodiment, the alkylene-coupled dithiocarbamate is di-carbamate.n-B
Derived from tylamine, carbon disulfide and methylene dichloride.
In another embodiment, the dithiocarbamate compound is a bis (S-alkyldithi
Ocarbamoyl) disulfide. These substances were previously sulfur
It was called a pulled dithiocarbamate. This disulfide is (A)
A substantially stoichiometric equivalent of (i) at least one olefinic
Hydrocarbon or (ii) aldehyde or ketone is converted to di (halohydrocarbyl) io
Temperature sufficient to produce the intermediate or dialdehyde or diketosulfur intermediate.
And for (B) both halo groups
Replace with bamate group or carbonyl of both dialdehyde or diketone
The intermediate and dithiocarbamate are generally present in an amount sufficient to react with
It is prepared by reacting with a salt. Halogen used in the first step (A)
Sulfur chloride is sulfur monochloride (i.e., STwoClTwo), Sulfur dichloride, sulfur monobromide,
Various types of sulfur dibromide or any of the above sulfur halides and elemental sulfur
It can be a mixture in quantity.
Various olefins and olefin mixtures are used as starting materials in step (A).
Can be used. These olefins are disclosed below for organic polysulfides.
Have been. Specific examples of aldehydes that can be reacted with sulfur halides include, for example,
For example, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, isobutyl
Aldehydes, 2-ethylhexanal, and cyclohexanecarboxyaldehyde
C. Examples of ketones include dimethyl ketone, methyl ethyl ketone, die
Includes tyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.
It is.
The reaction between this sulfur intermediate and the dithiocarbamate is generally carried out from room temperature.
The reaction is carried out up to the reflux temperature of the mixture. This reaction takes place until the reaction is complete (general
About 5 hours to about 24 hours). In the final stage of the reaction, the aqueous phase is separated
The product is recovered from the organic phase.
This bis (S-alkyldithiocarbamoyl) disulfide also provides (A)
Reacting a halogenated hydrocarbon with a halogen to produce a halogen-containing intermediate; and
And (B) an existing halogen group with a dithiocarbamate group and / or sulfide
The intermediate and the dithiocardimate alkane in an amount sufficient to partially replace
Prepared by a method comprising reacting a metal sulfide and a salt.
obtain. This bis (S-alkyldithiocarbamoyl) disulfide was published by Rudel et al.
No. 2,599,350 issued. The content of this patent is
For the disclosure of (alkyldithiocarbamoyl) disulfide, refer to
It has been adopted as.Phosphorus or boron reagent
:
As described above, the molybdenum-containing composition salt comprises (i) an organic sulfide or
Is an ashless dithiocarbamate-containing composition, and (ii) a metal thiophosphate,
Ter or its salt, phosphorus-containing carboxylic acid, its ester, its ether or its
Amides, borated dispersants, alkali metal borates, borated fatty amines,
At least one selected from the group consisting of borated phospholipids and borate esters
Also used in combination with one phosphorus- or boron-containing antiwear / extreme pressure agent
. The phosphorus-containing or boron-containing reagent is typically used in lubricants and functional fluids.
At about 20% by weight based on the total weight of this lubricant, functional fluid or grease
Up to levels, preferably up to about 10% by weight. Typical
This phosphorus- or boron-containing antiwear / extreme pressure agent is a lubricant and functional fluid
From about 0.1% by weight, or from about 0.5% by weight, or from about 0.8% by weight
At the level, exist. This phosphorus- or boron-containing antiwear or extreme pressure
The agent may be present in an amount up to about 10%, or up to about 3%, or up to about 2% by weight,
Existing. In one embodiment, the lubricating composition, functional fluid and grease comprise:
Contains more than 0.01% phosphorus, or more than 0.05% phosphorus.
Examples of phosphorus-containing or boron-containing antiwear / extreme pressure agents include metal thiophosphates; phosphoric acid
Esters or salts thereof; phosphorus-containing carboxylic acids, esters, ethers or salts thereof
Amides; borate dispersants; alkali metal borates; borated fatty amines; boric acid
Chlorinated phospholipids; and borate esters. These phosphorus-containing acids include:
Phosphoric, phosphonic, phosphinic and thiophosphoric acids (including dithiophosphoric acid
And monothiophosphoric acid), thiophosphinic acid and thiophosphonic acid
No.
In one embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is one or more.
More than one phosphorus-containing acid or anhydride and one or about three carbon sources
The phosphorus-containing acid ester prepared by reacting
It is. The alcohol is generally up to about 30, or up to about 24, or
Contains up to about 12 carbon atoms. The phosphorus-containing acid or anhydride is generally
An inorganic phosphorus-containing reagent (e.g., phosphorus pentoxide, phosphorus trioxide, phosphorus tetroxide, phosphoric acid,
Phosphorous acid, phosphorus halide, lower phosphorus-containing ester, or phosphorus sulfide (Li pentasulfide)
N
) Etc.). Preferred phosphorus-containing acids or anhydrides are phosphorus pentoxide,
Phosphorus pentasulfide and phosphorus trichloride. The lower phosphorus acid esters are generally
The stell group contains from 1 to about 7 carbon atoms. This phosphorus-containing acid ester
Can be a monophosphate, diphosphate or triphosphate
. The alcohol used to prepare this phosphorus acid ester includes butyl alcohol.
Alcohol, amyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, hexyl alcohol
Octyl alcohol, oleyl alcohol, and phenol (e.g.,
Cresol). Examples of commercially available alcohols include Alfol 810 (8 to 1
A mixture of mainly linear primary alcohols having 0 carbon atoms); Alfol 12
18 (mixture of synthetic primary linear alcohols containing 12 to 18 carbon atoms);
Alfol 20 + alcohol (mostly determined by GLC (gas liquid chromatography)
Throat C20C with alcohol18~ C28A mixture of primary alcohols); and Alfol
22+ alcohol (mainly Ctwenty twoC containing alcohol18~ C28Primary alcohol)
Included. Alfol alcohol is commercially available from Continental Oil Company
.
Other examples of commercially available alcohol mixtures include Adol 60 (which comprises about 75% by weight of linear CTwo Two
Primary alcohol, about 15% by weight C20Primary alcohol, and about 8% by weight C1 8
And Ctwenty fourAlcohol) and Adol 320 (oleyl alcohol)
). These Adol alcohols are sold by Ashland Chemical.
Derived from naturally occurring triglycerides and C8~ C18Fats in the chain length range of
Various mixtures of alcohols are available from Procter & Gamble Company. this
These mixtures are predominantly oils containing 12, 14, 16 or 18 carbon atoms.
Fat alcohols are included in various amounts. For example, CO-1214 is 0.5% CTenArco
, 66.0% C12Alcohol, 26.0% C14Alcohol and 6.5% C16Arco
A mixture of fatty alcohols containing alcohol.
Another group of commercially available mixtures includes "Neodol" raw material available from Shell Chemical Co.
Products are included. For example, Neodol 23 is C12And C13A mixture of alcohols; N
eodol 25 is C12And CFifteenA mixture of alcohols; and Neodol 45 is C14~ CFifteen
It is a mixture of linear alcohols. Neodol 91 is C9, CTenAnd C11Alcow
Is a mixture of
Fat flank diols may also be useful. Fat adjacent diols include Adol 114 and
And Adol 158 under the generic trade name available from Ashland Oil. Previous
Is C11~ C14Derived from the linear α-olefin fraction ofFifteen~ C18α
-Derived from the olefin fraction.
Examples of useful phosphorus acid esters include phosphoric acid or its anhydride and cresol
Phosphate esters prepared by reacting with alcohols are included. This
An example of these phosphorus acid esters is tricresyl phosphate.
In another embodiment, the phosphorus- or boron-containing antiwear / extreme pressure agent is thiolyzed.
Or a salt thereof. This thiophosphorus acid ester is
Reacting phosphorus hydride (e.g., as described above) with an alcohol (e.g., as described above)
Can be prepared. This thiophosphorus acid ester contains monothiophosphoric acid.
It can be an acid ester or a dithiophosphorus acid ester. Thioline-containing acid S
Ter is also commonly referred to as thiophosphoric acid.
In one embodiment, the phosphorus acid ester is a monothiophosphate,
That is, it is monothiophosphate. Monothiophosphate esters are compatible with sulfur sources.
It can be prepared by reaction with dihydrocarbyl phosphate. This sulfur source, for example,
If so, it can be elemental sulfur. This sulfur source can also be a monosulfide (e.g.,
Ole-coupled olefins or sulfur-coupled dithiolines
Acid ester). Elemental sulfur is a preferred sulfur source. Monothioli
Preparation of acid esters is described in U.S. Pat.No. 4,755,311 and PCT Publication WO 87/07638.
Disclosed are monothiophosphates, sulfur sources, and monothiophosphates.
Regarding the disclosure of the method for producing phosphoric acid ester, it is incorporated herein by reference.
ing. Monothiophosphates can be used in a lubricant blend in a sulfur source (e.g.,
Dihydrocarbyl phosphite to lubricating compositions containing
And can be formed. The phosphite is blended under blending conditions (i.e.,
(About 30 ° C. to about 100 ° C. or higher), and
It is possible to form a notthiophosphate ester.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear or extreme pressure agent is
,
Dithiophosphoric acid or phosphorodithioic acid. This dithiophosphoric acid has the formula (RO)TwoPSS
H, where each R is independently from about 3 to about 30 carbon atoms
A hydrocarbyl group containing an offspring. R is generally up to about 18, or about 12
Or up to about 8 carbon atoms. Examples of R include an isopropyl group,
Isobutyl group, n-butyl group, sec-butyl group, various amyl groups, n-hexyl group,
Tyl isobutyl carbyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, isooctyl
Group, nonyl group, behenyl group, decyl group, dodecyl group and tridecyl group.
It is. Exemplary lower alkylphenyl groups R include butylphenyl, amylphenyl
, Heptylphenyl and the like. Examples of mixtures of R groups include:
1-butyl and 1-octyl; 1-pentyl and 2-ethyl-1-hexyl; iso
Butyl and n-hexyl; isobutyl and isoamyl; 2-propyl and 2-methyl
Tyl-4-pentyl; isopropyl and sec-butyl;
And isooctyl.
In one embodiment, the dithiophosphoric acid is reacted with an epoxide or glycol.
Can be This reaction product can be used alone or
It can be further reacted with hydrates or lower esters. This epoxide is generally
Aliphatic epoxide or styrene oxide. Examples of useful epoxides include
Tylene oxide, propylene oxide, butene oxide, octene oxide,
Decene oxide, styrene oxide and the like are included. Propylene oxide is preferred
Good. The glycol has from 1 to about 12 carbon atoms, or from about 2 to about 6 carbon atoms.
An aliphatic glycol having carbon atoms, or 2 or 3 carbon atoms, or
It can be an aromatic glycol. Glycols include ethylene glycol and propylene
Glycol, catechol, resorcinol and the like. These dithio
Phosphoric acid, glycol, epoxide, inorganic phosphorus-containing reagents and their reaction methods
Are described in U.S. Patent Nos. 3,197,405 and 3,544,465, the contents of which are
The disclosures of which are incorporated herein by reference.
Examples P-1 and P-2 below illustrate the preparation of useful phosphorus acid esters.
Example P-1
Phosphorus pentoxide (64 grams) was treated with 0,0-di (4-methyl-2-pentene) at 58 ° C for 45 minutes.
514 grams of hydroxypropyl phosphorodithioate (this is
(Tyl-2-pentyl) phosphorodithioic acid and 1.3 moles of propylene oxide
And prepared). The mixture was heated at 75 ° C. for 2.5 hours,
Mix with diatomaceous earth and filter at 70 ° C. The filtrate contains 11.8% by weight of phosphorus,
Contains 15.2% by weight sulfur and an acid number of 87 (bromophenol blue).
Example P-2
With 667 grams of phosphorus pentoxide and 3514 grams of diisopropyl phosphorodithioic acid
Mix the reaction product at 50 ° C. with 986 grams of propylene oxide at 85 ° C. for 3 hours
Heat for a while and filter. The filtrate contains 15.3% by weight of phosphorus and 19.6% by weight of
And an acid value of 126 (bromophenol blue).
Acidic phosphate esters react with amine compounds or metal bases to form amines or amines.
Can form metal salts. These salts are formed separately and then the phosphorus-containing
Acid ester salts may be added to the lubricating composition. On the other hand, acidic phosphorus-containing acid
When the lubricant is blended with other ingredients to form a fully formulated lubricating composition,
These salts may also be formed in situ.
The amine salt of the phosphorus acid ester may be ammonia or an amine (monoamine
And polyamines). These amines are primary amines
Can be a secondary, secondary or tertiary amine. In one embodiment, the amine
Is one or more of the above amines for preparing dithiocarbamates. helpful
Amines include those disclosed in U.S. Pat.No. 4,234,435 at column 21, line 4 to column 27, line 50.
And the contents of these sections are incorporated herein by reference.
These monoamines generally contain from 1 to about 24 carbon atoms, or about 12 carbon atoms.
It contains up to, or up to, about 6 carbon atoms. Examples of monoamines
Is methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, octylua
Min, and dodecylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine
Min, dibutylamine, methylbutylamine, ethylhexylamine, trimethyl
Ruamine, tributylamine, methyldiethylamine, ethyldibutylamine, etc.
And so on.
In one embodiment, the amine is a fat (C4-30) Amines, which include n
-Hexylamine, n-octylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, n-
Tetradecylamine, n-hexadecylamine, n-octadecylamine, oleyl
Amines and the like. Also useful fatty amines include commercially available fatty amines, e.g.,
For example, the "Armeen" amine (available from Armak Chemicals (Chicago, Illinois)
Products), for example, Armaken-C, Armen-O, Armen-OL. Armeen-
T, Armeen-HT, Armeen S, and Armeen SD, where the alphabet
The name refers to an aliphatic group (e.g., a cocoa group, an oleyl group, a taro group, or a soya group).
.
Other useful amines include primary ether amines, such as those of the formula R "(OR ')xNHTwoBy
Wherein R ′ has about 2 to about 6 carbon atoms
X is a number from 1 to about 150 (preferably 1); and R "is
Hydrocarbyl groups having 5 to about 150 carbon atoms. Ether amine
(Manufactured and sold by the Company). Preferred ether amine
Are SURFAM P14B (decyloxypropylamine), SURFAM P16A (linear C16), SURFA
Illustrated by what is identified as MP17B (tridecyloxypropylamine)
It is. The carbon chain length of SURFAMs described above and used hereinafter (i.e., C14Such
Is an approximate value and includes an oxygen-ether bond.
In one embodiment, the amine can be a hydroxyamine. Typically, this
Is a primary, secondary or tertiary alkanolamine or
Is a mixture thereof. Such an amine is represented by the formula: HTwo−N
-R'-OH, H (R '1) N-R'-OH, and (R '1)Two-N-R'-OH. Where each R '1Is independent
And a hydrocarbyl group having 1 to about 8 carbon atoms, or 1 to about 8
Or a hydroxyhydrocarbyl having 1 to about 4 carbon atoms
And R ′ is from about 2 to about 18 carbon atoms, or from 2 to about 4 carbon atoms.
A divalent hydrocarbyl group having an atom. The -R'-OH group in these formulas is
Represents a xyhydrocarbyl group. R ′ is an acyclic group, an alicyclic group or an aromatic group.
Can get. Typically, R ′ is an acyclic straight or branched chain alkylene group (e.g.,
Ethylene group, propylene group, 1,2-butene group, 1,2-octadecene group, etc.).
Two R's in the same molecule1When groups are present, they are attached to a direct carbon-carbon bond.
Or through a heteroatom (e.g., oxygen, nitrogen or sulfur)
It may form a six-, six-, seven- or eight-membered ring structure. like this
Examples of heterocyclic amines include N- (hydroxyl lower alkyl) -morpholine, -thiomo
Ruphorin, -piperidine, -oxazolidine, -thiazolidine and the like.
. However, typically, each R '1Is independently a methyl group, an ethyl group,
A pill, butyl, pentyl or hexyl group. These alkanols
Examples of amines include mono-, di- and triethanolamine, diethyl ethanol
Lamine, ethylethanolamine, butyldiethanolamine, etc.
You.
The hydroxyamine is also an ether-N- (hydroxyhydrocarbyl) amide
Can be These are the above-mentioned hydroxyamine hydroxypoly (hydrocarbyl)
(Vyloxy) analogs (these analogs include hydroxyl-substituted oxyalkyl
Len analogs are also included). Such N- (hydroxyhydrocarbyl)
Mines are conveniently prepared by the reaction of one or more of the epoxides with the amines.
Can be conveniently prepared and represented by the formula: HTwoN- (R'O)x−H, H (R '1) −N− (
R'O)x−H, and (R ′1)TwoN- (R'O)x-H. Where x is a number from about 2 to about 15,
And R1And R 'are the same as described above. R '1Is also
It may be a tri (hydrocarbyloxy) group.
These amines are hydroxyamines (e.g., represented by the following formula):
Can:
Where R1Is generally a hydrocarbyl containing from about 6 to about 30 carbon atoms
Is a group; RTwoAnd each RThreeIs independently an alkyl containing up to about 5 carbon atoms
A is a ren group, preferably an ethylene or propylene group; a is 0 or 1
And each z is independently a number from 0 to about 10, provided that at least one of z is
Is at least 1. These hydroxyamines are known to those of skill in the art.
And many such hydroxyamines are commercially available.
These hydroxyamines include fatty oils (e.g., tallow oil, black whale oil, coco
And amine mixtures obtained by hydrolysis of nut oils and the like. About 6 ~
Specific examples of fatty amines containing about 30 carbon atoms include saturated aliphatic amines and
And unsaturated aliphatic amines (e.g., octylamine, decylamine, laurylamine).
, Stearylamine, oleylamine, dodecylamine and octadecylamine
Min) are included.
Useful hydroxyamines of the above formula wherein a is 0 include 2-hydroxyethylhexyl
Lamine, 2-hydroxyethyloctylamine, 2-hydroxyethylpentadecyl
Luamine, 2-hydroxyethyl oleylamine, 2-hydroxyethyl soyamine
, Bis (2-hydroxyethyl) hexylamine, bis (2-hydroxyethyl) oley
Luamine, and mixtures thereof. In the above formula, at least one of z is
At least two similar elements, for example, 2-hydroxyethoxyethylhexyl
Amines are also included.
Many hydroxyamines where a is 0 in the above formula are described in Akzona, Inc. (Chicago, Il.
linois) from the Armak Chemical Division, "Ethomeen" and "Propomeen"
It is available under a common product name. Specific examples of such products include:
Ethomeen C / 15 (this is the ethylene oxide condensate of cocoalkylamine
And contains about 5 moles of ethylene oxide); Ethomeen C / 20 and C / 25 (this
These are also ethylene oxide condensation products of cocoalkylamines,
Containing about 10 and 15 moles of ethylene oxide); Ethomeen O / 12 (this
It is the ethylene oxide condensation product of oleylamine, one mole of amine
Ethomeen S / 15 and S / 20 (containing about 2 moles of ethylene oxide);
These are the ethylene oxide condensation products of stearylamine,
Containing about 5 and 10 moles of ethylene oxide per mole of amine); E
thomeen T / 12, T / 15 and T / 25 (these are ethylene oxide condensations of tallow amine
Products, each containing about 2 moles, 5 moles and 15 moles per mole of amine.
Propomeen O / 12 (which contains 1 mole of ethylene oxide);
A condensation product of railamine with 2 moles of propylene oxide).
Commercially available examples of alkoxylated amines wherein a in the above formula is 1 include Ethoduomeen T /
13 and T / 20, which are the ethylene of N-taro trimethylenediamine.
Oxide condensation products, 3 moles and 1 mole per mole of diamine, respectively.
Contains 10 moles of ethylene oxide.
The amine can also be a polyamine. The polyamine includes alkoxy
Diamine, fatty diamine, alkylene polyamine, hydroxy-containing polyamide
, Fused polyamines, and heterocyclic polyamines. Alkoxylated di
Commercial examples of amines include those where a in the above formula is 1. These
Examples of mins include Ethoduomeen T / 13 and T / 20, which are N-tarots.
Ethylene oxide condensation products of rimethylenediamine, each of
Contains 3 and 10 moles of ethylene oxide per diamine.
In another embodiment, the polyamine is a fatty diamine. This fatty diamine
Include mono- or di-alkyl symmetric or asymmetric ethylene diamines,
Lopanenediamine (1,2 or 1,3), and the above polyamine analogs. Suitable
Distinct commercially available fatty polyamines include Duomeen C (N-coco-1,3-diaminopropane), Du
omeen S (N-soya-1,3-diaminopropane), Duomeen T (N-taro-1,3-diaminopropane)
Bread), and Duomeen O (N-oleyl-1,3-diaminopropane). "Duomeen
Are commercially available from Armak Chemical Co. (Chicago, Illinois).
In another embodiment, the amine is an alkylene polyamine. Alkylene
Polyamines have the formula H (R1) N- (Alkylene-N)n-(R1)TwoWhere each R1Is
Independently hydrogen, or an aliphatic group having up to about 30 carbon atoms or a hydro
Is a xy-substituted aliphatic group; n is a number from 1 to about 10, or a number from about 2 to about 7, or
A number from about 2 to about 5 and wherein the "Alkylene" group has 1 to about 10 carbon atoms
Or having about 2 to about 6 carbon atoms, or about 2 to about 4 carbon atoms
. In other embodiments, R1Is R '1Is defined similarly. Such an archi
Methylene polyamine, ethylene polyamine, butylene polyamine
Examples include amines, propylene polyamines, pentylene polyamines, and the like. this
Higher homologs and related heterocyclic amines (e.g., piperazine) and N-
Minoalkyl-substituted piperazines are also included. Such a polyamine
Specific examples of ethylenediamine, triethylenetetramine, tris (2-
(Minoethyl) amine, propylenediamine, trimethylenediamine,
Lentetramine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, hexa
Examples include ethylene heptamine and pentaethylene hexamine. 2 or more
The higher homologues obtained by condensation of the above alkyleneamines are two or
Are useful, as are mixtures of more of the above polyamines.
In one embodiment, the polyamine is an ethylene polyamine. Such a port
Liamine is Kirk Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology" (2d version,
7, pages 22-37, Interscience Publishers, New York (1965))
Lene Amines ". Ethylene polyamine is often
For example, it is a polyalkylene polyamine complex mixture including a cyclic condensation product. other
Useful types of polyamine mixtures include stripping of the above polyamine mixtures.
Can leave a residue often called "polyamine bottoms"
There is something. Generally, alkylene polyamine bottoms boil below about 200 ° C.
Containing less than 2% by weight, usually less than 1% by weight
As can be characterized. Obtained from Dow Chemical Company (Freeport, Texas)
A representative sample of such ethylene polyamine bottoms (this is `` E-100 ''
Has a specific gravity of 1.0168 at 15.6 ° C., a nitrogen percentage of 33.15% by weight, and
It has a viscosity of 121 centistokes at 40 ° C. Gas chromatography of such samples
According to Raffy analysis, this was approximately 0.93% by weight of "Light Ends" (probably
Ethylene triamine), 0.72% by weight triethylene tetramine, 21.74% by weight
% Tetraethylenepentamine, and 76.61% by weight pentaethylenehexamine
And higher analogues. These alkylene polyamine bots
Muss contains cyclic condensation products (e.g., piperazine), and diethylenetriamine.
And higher analogs such as triethylenetetramine. These
The alkylene polyamine bottoms react only with the acylating agent or
, Polyamines or mixtures thereof.
Other useful polyamines include at least one hydroxy compound and at least one
At least one polymer containing one primary or secondary amino group;
It is a condensation reactant with a min reactant. The hydroxy compound is preferably
Polyhydric alcohols and polyamines. These polyhydric alcohols are described below.
Has been described. In one embodiment, the hydroxy compound is a polyamine.
Polyamines have from 2 to about 20 carbon atoms, or from 2 to about 4 carbon atoms.
Alkylene oxides (e.g., ethylene oxide, propylene oxide,
Any of the above monoamines that have been reacted with ethylene oxide (such as tylene oxide). Polyvalent
Examples of amines include tri- (hydroxypropyl) amine, tris- (hydroxymethine).
Tyl) aminomethane, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, N, N, N ', N'-te
Thrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine and N, N, N ', N'-tetraki
Tris (2-hydroxyethyl) ethylenediamine, preferably tris (hydroxymethyl
Tyl) aminomethane (THAM).
Reacts with this polyhydric alcohol or amine to form a condensation product or condensed amine.
The polyamines that can be formed are described above. Preferred polyamines include trie
Tylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), pentaethylene
Oxamine (PEHA), and polyamine mixtures (e.g., "amine bottoms" above)
Is included. The condensation reaction between the polyamine reactant and the hydroxy compound
High temperature (usually about 60 ° C to about 265 ° C, or about 220 ° C to about 250 ° C) in the presence of an acid catalyst
Done in
This amine condensate and a method for producing the same are described in PCT Publication WO86 / 05501 and U.S. Pat.
No. 5,230,714 (Steckel), which describes this condensate and its method of manufacture.
The disclosure of the Act is incorporated herein by reference. Particularly useful amines
The condensate is an amine bottle commercially available from HPA Taft Amines (Union Carbide Co.).
And typically has 34.1% by weight of nitrogen, 12.3% by weight of a primary amine,
With 14.4% by weight secondary amine and 7.4% by weight tertiary amine), and Tris (
Prepared from (hydroxymethyl) aminomethane (THAM).
In another embodiment, the polyamine is a polyoxyalkylene polyamine, e.g.,
For example, polyoxy having an average molecular weight in the range of about 200 to about 4000 or about 400 to about 2000.
These are silalkylenediamines and polyoxyalkylenetriamines. preferable
Polyoxyalkylene polyamines include polyoxyethylene and polyoxypropylene.
Ropylenediamine, and polyoxypropylenetriamine. this
Polyoxyalkylene polyamines are commercially available, for example, Jefferson Chemic
al Company, "Jeffamines D-230, D-400, D-1000, D-2000, T-403 etc."
Obtained by trade name. The contents of U.S. Patent Nos. 3,804,763 and 3,948,800
Polyoxyalkylene polyamines and acylated products produced therefrom
Is incorporated herein by reference.
In another embodiment, these polyamines are hydroxy-containing polyamines
. Hydroxy-containing polyamine analogs of hydroxy monoamines, especially alkoxy
Alkylated polyamines (e.g., N, N (diethanol) ethylenediamine)
Can be used. Such polyamines may be used alone or in combination
Can be produced by reacting with the above alkylene oxide.
Similar alkylene oxide-alkanolamine reaction products (e.g.,
Primary, secondary or tertiary alkanolamines, ethylene oxide, propylene
Oxides or higher epoxides in a molar ratio of 1.1 to 1.2.
The products prepared by the above) can also be used. The reaction to perform such a reaction
Reaction ratios and temperatures are known to those skilled in the art. Specific of hydroxy-containing polyamines
Examples include N- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine, N.N'-bis (2-hydroxy
Ethyl) ethylenediamine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, mono (hydroxy
(Cipropyl) -substituted tetraethylenepentamine, N- (3-hydroxybutyl) tetrame
Tylenediamine and the like are included. Amines of the hydroxy-containing polyamines exemplified above
Higher homologues obtained by condensation via a hydroxyl or hydroxyl group are likewise useful.
is there. Condensation via amino groups, with removal of ammonia, higher amines
Is obtained, but by condensation through a hydroxyl group,
A product is obtained which contains a thiol bond. Any two or more of the above polyamines
The above mixtures are also useful.
In another embodiment, the amine is a heterocyclic polyamine. This heterocyclic poly
Amines include aziridine, azetidine, azolidine, tetra- and dihydropyridines.
Lysine, pyrrole, indole, piperidine, imidazole, di- and tetra
Hydroimidazole, piperazine, isoindole, purine, morpholine, thio
Morpholine, N-aminoalkyl morpholine, N-aminoalkyl thiomorpholine,
N-aminoalkylpiperazine, N, N'-diaminoalkylpiperazine, azepine,
Azocin, azonine, azecine and the respective tetra-, di- and
And perhydro derivatives, and mixtures of two or more of these heterocyclic amines
Is mentioned. Preferred heterocyclic amines include nitrogen, oxygen and / or
Saturated 5- and 6-membered heterocyclic amines containing only sulfur, especially
Peridine, piperazine, thiomorpholine, morpholine, pyrrolidine and the like.
Piperidine, aminoalkyl-substituted piperidine, piperazine, aminoalkyl-substituted
Piperazine, morpholine, aminoalkyl-substituted morpholine, pyrrolidine, and
Aminoalkyl-substituted pyrrolidines are particularly preferred. Usually this aminoalkyl
The substituents are substituted on the nitrogen-forming part of the heterocycle. Such a heterocyclic amine
Specific examples of N-aminopropylmorpholine, N-aminoethylpiperazine,
And N, N'-diaminoethylpiperazine. Hydroxy heterocyclic polya
Min is also useful. Examples include N- (2-hydroxyethyl) cyclohexylamido
, 3-hydroxycyclopentylamine, parahydroxyaniline, N-hydroxy
And siethylpiperazine.
This metal salt of a phosphorus-containing acid ester is obtained by reacting a metal base with a phosphorus-containing acid ester.
Is prepared by The metal base can be any metal compound capable of forming a metal salt.
Things. Examples of metal bases include metal oxides, hydroxides, carbonates, sulfates,
Borate and the like. The metals of this metal base include Group IA, IIA, and IB
To Group VIIB and Group VIII (CAS type of Periodic Table of Elements) metals. this
These metals include alkali metals, alkaline earth metals and transition metals.
In one embodiment, the metal is a Group IIA metal (eg, calcium or magnesium).
A Group IIB metal (e.g., zinc) or a Group VIIB metal (e.g., manganese).
You. Preferably, the metal is magnesium, calcium, manganese or zinc
It is. Examples of metal compounds that can react with this phosphorus-containing acid include zinc hydroxide, zinc oxide,
Lead, copper hydroxide, copper oxide and the like are included.
In one embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is a gold thiophosphate.
Genus, preferably metal dithiophosphate. This metal thiophosphate is known to those skilled in the art.
It can be prepared by known methods. Examples of metal dithiophosphates include isopropylmethyl
Zinc amyl dithiophosphate, zinc isopropylisooctyldithiophosphate,
Nil) barium dithiophosphate, zinc di (cyclohexyl) dithiophosphate,
(Tyl) zinc dithiophosphate, calcium di (hexyl) dithiophosphate,
Zinc soamyl dithiophosphate and zinc isopropyl secondary butyl dithiophosphate
Is included.
Examples P-3 to P-6 below illustrate the preparation of useful phosphorus acid ester salts.
Example P-3
A reaction vessel is charged with 217 grams of the filtrate of Example P-1. Commercially available aliphatic primary amine
(66 grams) (which has an average molecular weight of 191 where 11 aliphatic groups
A mixture of tertiary alkyl groups containing 1414 carbon atoms) at 25-60 ° C.
Add over 0 minutes. The product obtained has a phosphorus content of 10.2% by weight, 1.5% by weight.
% Nitrogen content and an acid number of 26.3.
Example P-4
According to the methods of Examples P-1 and P-3, 1320 parts of the product described in P-1 were
And 584 parts. This final product has 8.4% phosphorus and 10% sulfur
.
Example P-5
The filtrate of Example P-2 (1752 grams) was treated at 25-82 ° C with the aliphatic primary used in Example P-3.
Mix with 764 grams of secondary amine. The resulting product is 9.9% phosphorus, 2.7% nitrogen
, And 12.6% sulfur.
Example P-6
Phosphorous pentoxide (852 grams) was added over 3 hours to isooctyl alcohol 2340
Add to grams. Raise temperature from room temperature but keep it below 65 ° C. This addition is complete
When complete, heat the reaction mixture to 90 ° C. and maintain this temperature for 3 hours
. Diatomaceous earth is added to the mixture and the mixture is filtered. The filtrate is 12.4%
Phosphorus, 192 acid neutralization number (bromophenol blue) and 290 acid neutralization number
Olephthalein).
200 g of toluene, 130 g of mineral oil, 1 g of acetic acid, 10 g of water
, And mix with 45 grams of zinc oxide. This mixture is subjected to a pressure of 30 mm Hg,
Heat to 60-70 ° C. The resulting product mixture is filtered using diatomaceous earth
You.
The filtrate has 8.6% zinc and 7.0% phosphorus.
Example P-7
Heat Alfol 8-10 (2628 parts, 18 moles) to a temperature of about 45 ° C, where
Over time, 852 parts (6 moles) of phosphorus pentoxide were added while the reaction temperature was raised to about 45 ° C.
And maintain between 65 ° C. The mixture is stirred at this temperature for a further 0.5 h,
Thereafter, the mixture is stirred at 70 ° C. for about 2 to 3 hours. While maintaining this temperature between about 30 ° C and 50 ° C,
Primene 81-R (2362 parts, 12.6 mol) is added dropwise to the reaction mixture. All amines
Was added, the reaction mixture was filtered through a filter aid and the filtrate was phosphorus 7.
Desired amine salt containing 4% (theoretical, 7.1%).
Example P-8
280 grams of propylene oxide and 1184 grams of 0,0'-diisobutyl phosphorodithioic acid
The product prepared by reacting the product at 30-60 ° C with phosphorus pentoxide (208
). This addition is carried out at a temperature of 50-60 ° C. and the resulting mixture is then
Heat to 80 ° C. and hold at this temperature for 2 hours. Keep the temperature in the range of 30-60 ° C
Meanwhile, the mixture was added to the commercially available aliphatic primary amine identified in Example P-3 (384 grams).
). The reaction mixture is filtered over diatomaceous earth. The filtrate contains 9.3%
11.4% sulfur, 2.5% nitrogen, and a base number of 6.9 (bromophenol blue).
-Indicator).
In another embodiment, the phosphorus- or boron-containing antiwear / extreme pressure agent comprises (a) less
At least one dithiophosphoric acid, and (b) at least one aliphatic or cycloaliphatic
It is a metal salt of rubonic acid. The dithiophosphoric acid has been described above. This cal
Bonic acid usually contains one to about three carboxylic acid groups, or exactly one carboxylic acid group.
It may be a monocarboxylic or polycarboxylic acid containing an acid group. Preferred cal
Bonic acid is of the formula RCOOH, where R is preferably acetylene
An aliphatic or alicyclic hydrocarbyl group containing no carboxylic unsaturation. R is one
Generally, it contains from about 2 or from about 4 carbon atoms. R is generally about 4
It contains up to 0, or up to about 24, or up to about 12 carbon atoms. 1 implementation
In embodiments, R is from 4, or from about 6, up to about 12, or up to about 8
Containing carbon atoms. In one embodiment, R is an alkyl group. Suitable acids include
,
Butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodeca
Acid, octadecanoic acid and arachinic acid, but also olefinic acids (e.g.
Oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid and linoleic acid dimer).
It is. A preferred carboxylic acid is 2-ethylhexanoic acid.
This metal salt is obtained by mixing a metal salt of dithiophosphoric acid and a metal salt of carboxylic acid in a desired ratio.
Can be prepared by simply mixing. Of dithiophosphoric acid to carboxylic acid
The equivalent ratio is from about 0.5 to about 400: 1. This ratio can range from 0.5 to about 200 or about 100 or
It can be about 50 or about 20: 1. In one embodiment, the ratio is between 0.5 and about 4.5: 1.
Or about 2.5 to about 4.25: 1. For this purpose, the equivalent of dithiophosphoric acid
Is the molecular weight of the carboxylic acid divided by the number of -PSSH groups therein, and
Is the value obtained by dividing the molecular weight by the number of carboxy groups therein.
A second preferred method of preparing metal salts useful in the present invention involves the desired proportion of acid (e.g.,
For example, a mixture of the individual metal salts described above) is prepared and the acid
The mixture may be reacted with one of the above metal compounds. Use this preparation method
Sometimes, a salt is prepared containing an excess of metal with respect to the number of equivalents of acid present.
It is possible to Therefore, about 2 equivalents of metal per equivalent of acid, especially about
Metal salts containing up to 1.5 equivalents of metal can be prepared. The metal equivalent for this purpose is
, Its atomic weight divided by its valence. The temperature at which this metal salt is prepared is
Generally, it is between about 30 ° C and about 150 ° C, preferably up to about 125 ° C. US special
Nos. 4,308,154 and 4,417,990 describe methods for preparing these metal salts,
And many examples of such metal salts are disclosed. The contents of these patents are
These disclosures are incorporated herein by reference.
In one embodiment, the phosphorus-containing or boron-containing antiwear / extreme pressure agent comprises a phosphorus-containing
Amides. The phosphorus-containing amide is one of the above-mentioned phosphorus-containing acids (preferably
(Thiophosphoric acid) and one of the above unsaturated amides. This phosphorus
The reaction product of the acid and the unsaturated amide is a bound compound or a coupling compound.
(E.g., formaldehyde or paraformaldehyde).
You. This phosphorus containing amide is known in the art and is disclosed in U.S. Pat.No. 4,670,169.
Nos. 4,770,807 and 4,876,374, the contents of which are incorporated herein by reference.
Including
The disclosures of amides and their preparation are incorporated herein by reference.
ing.
In one embodiment, the phosphorus-containing or boron-containing antiwear / extreme pressure agent comprises a phosphorus-containing
It is a carboxylic acid ester. This phosphorus-containing carboxylic acid ester is
An acid (preferably, dithiophosphoric acid) and the unsaturated carboxylic acid or an ester thereof.
Prepared by reaction with one of the ters. If you use this carboxylic acid,
Esters are obtained by adding the phosphoric acid-unsaturated carboxylic acid adduct and an alcohol (for example, the present invention).
Subsequent reaction with those described in the text).
In one embodiment, the phosphorus-containing or boron-containing antiwear / extreme pressure agent comprises a phosphorus-containing
A reaction product of an acid (preferably dithiophosphoric acid) and one of the above vinyl ethers.
You.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is an alkali
Limetal borate. Alkali metal borates are generally known in the art.
Is a hydrated particulate alkali metal borate. For alkali metal borates
Mixed alkali and alkaline earth borates are included. These
Lucali metal borates are commercially available. A suitable alkali metal borate, and
Representative patents disclosing methods of making them include US Pat. No. 3,997,454;
No. 3,819,521; No. 3,853,772; No. 3,907,601; No. 3,997,454; and No. 4,08.
No. 9,790. These patents cover alkali metal borates, and
The disclosure of their production methods is incorporated herein by reference.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is boric acid.
A chlorinated overbased compound, provided that this borated overbased
The compound is different from (Bi) above. This borated overbased compound is
Is described.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is boric acid.
It is a chlorinated fatty amine. The borated amine may include one or more of the above borated amines.
A urine-containing compound and one or more of the above fatty amines (e.g., from about 4 to about 18
Prepared by reacting an amine having two carbon atoms). This e
The urated fatty amine is present at about 50 ° C to about 300 ° C, preferably at about 100 ° C to about 250 ° C.
,
When the equivalent of the amine to the equivalent of the boron-containing compound is in the ratio of 3: 1 to 1: 3,
And a boron-containing compound.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is boric acid.
Epoxide chloride. The borated fatty epoxide generally comprises one or more
Reaction formation between the further boron-containing compound and at least one epoxide
Things. The epoxide will generally have at least 8 and preferably about 10
, More preferably from about 12 to about 24, preferably up to 20
It is an aliphatic epoxide having a carbon atom. Examples of useful aliphatic epoxides include:
Heptyl oxide, octyl oxide, stearyl oxide, oleyl oxide
Etc. are included. Mixtures of epoxides, e.g. having 14 to about 16 carbon atoms
Mixtures of epoxides and epoxides having 14 to about 18 carbon atoms
Can also be used. The borated fatty epoxide is generally known
No. 4,584,115. The content of this patent is borated fat
The disclosure of fatty epoxides and their preparation methods is referred to herein.
Has been used.
In another embodiment, the phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent is boric acid.
It is a chloride phospholipid. This borated phospholipid contains phospholipid and boron-containing
It is prepared by reacting the compound formulation. If necessary, this formulation
Are amines, acylated nitrogen compounds (eg, carboxylic acylating agents and polyamines)
With carboxylic acid esters (for example, a carboxylic acylating agent and
Reaction product with coal and optionally amine), Mannich reaction product,
Alternatively, it may contain a basic metal salt or a neutral metal salt of an organic acid compound. Phospholipids
, Sometimes called phosphatides and phospholipins, which can be natural or synthetic
You. Naturally derived phospholipids include fish, fish oil, shellfish, bovine brain, chicken eggs, sunflowers,
And those derived from soy, corn and cottonseed. Phospholipids are fine
It can be derived from organisms, including blue-green algae, green algae and bacteria.
The reaction of the phospholipid, boron-containing compound, and optional components is usually about
It occurs at a temperature from 60 ° C to about 200 ° C, or from about 90 ° C to about 150 ° C. This reaction
Typically completes in about 0.5 hours, or about 2 hours, to about 10 hours
You. The boron-containing compound and the phospholipid have an atomic ratio of boron to phosphorus.
About 1 to about 6: 1, preferably about 2 to about 4: 1, more preferably about 3: 1.
Reacted in proportion. When this formulation contains additional components,
The compound has an atomic ratio of boron to the equivalent of the mixture of the phospholipid and the optional components.
From about (1: 1) to about (6: 1), or from about (2: 1) to about (4: 1).
Reacting with a mixture of a phospholipid and one or more optional ingredients in an amount
It is. The equivalents of this mixture depend on the equivalents of the phosphorus-based phospholipids and any components.
Based on the equivalent of a combination of minute equivalents. This borated phospholipid is
-European Patent Publication 540,700. The contents of this publication are
It has been incorporated as a reference.
In another embodiment, the molybdenum-containing composition comprises (i) a borated overlayer.
And (ii) containing organic polysulfide or ashless dithiocarbamate
Use in combination with the composition and phosphorus or boron containing antiwear / extreme pressure agent
Wear. These components have been described above.lubricant
As indicated above, the above combinations are useful in lubricants, where
Primarily antiwear, welding, extreme pressure, corrosion inhibitors, antioxidants and / or
Can function as a friction modifier. These are a variety of oils with lubricating viscosity
Include natural and synthetic lubricating oils and mixtures thereof).
Can be used in various lubricants. These lubricants include spark ignition and pressure
Spark ignition internal combustion engines (this includes automotive and truck engines, two-cycle
Engines, piston engines for aircraft, diesel engines for ships and railways, etc.
Is included). These are also gas engines,
It can be used in stationary power engines and turbines and the like. Automatic or manual transmission oil
, Transaxle lubricants, gear lubricants (including open and closed gear lubricants),
Tractor lubricants, metalworking lubricants, hydraulic fluids and other lubricants and grease
The compositions also benefit from mixing the compositions of the present invention. These are also
Wire ropes, walking cams, moving surfaces, rock drills, chains and conveyors
Lubricants for belt, worm gear, bearing, and rail and flange applications
To
Can be used.
This combination can be used in lubricants or concentrates. This concentrate is made of metal
Salt alone or with other ingredients used in preparing a fully formulated lubricant
Combine and contain. The concentrate also contains a substantially inert organic diluent (such as
These include kerosene, mineral distillates, or one or more of the lubricating viscosities described below.
Oils that have sexual potential). This combination is the final product,
Or in concentrates as antiwear, welding and / or extreme pressure agents for lubricating compositions.
Present in an amount effective to act.
In one embodiment, the lubricating composition comprises up to 1.5% by weight, or up to 1.0% by weight,
Or up to about 0.5% by weight of a polyisobutene-substituted succinic anhydride and polyamine
The reaction product of In other embodiments, the lubricating compositions (e.g., gear lubricants)
Lubricants) may contain up to 2%, or up to 1.5%, or up to 1% by weight of dispersant (eg,
For example, those described herein). In another embodiment, the lubricating composition
The product may contain added lead compounds (e.g., lead naphthenate, lead dithiophosphate and dithiophosphate).
Does not contain lead carbamate).
The lubricating compositions and methods of the present invention include oils of lubricating viscosity, including natural lubricating oils.
Lubricating or synthetic lubricating oils and mixtures thereof). To natural oil
Are animal oils, vegetable oils, mineral lubricating oils, and solvent-treated or acid-treated
Mineral oil. Synthetic lubricating oils include hydrocarbon oils (polyalphaolefin),
B-substituted hydrocarbon oils, alkylene oxide polymers, dicarboxylic acids and polyols
Esters, esters of phosphorus-containing acids, polymeric tetrahydrofurans and silicones
Base oil. Unrefined, refined and re-refined oils are both natural or synthetic.
Any of the oils may be used in the compositions of the present invention. Oil of lubricating viscosity
The description is from U.S. Pat. No. 4,582,618 (column 2, line 37 to column 3, line 63).
Including the disclosure of oils with lubricating viscosity.
, Incorporated herein by reference.
In one embodiment, the oil of lubricating viscosity is a polyalphaolefin (PAO)
). Typically, the polyalphaolefin has from about 3 to about 30 carbon atoms.
Atoms, or about 4 to about 20 carbon atoms, or about 6 to about 16 carbon atoms.
Derived from the monomer. Examples of useful PAOs include those derived from decene
Included. These PAOs can be obtained at 100 ° C. from about 3 to about 150 cSt, or from about 4 to about 100 cSt.
It may have a viscosity of cSt, or about 4 to about 8 cSt. Examples of PAOs include 4 cSt polio
Refin, 6 cSt polyolefin, 40 cSt polyolefin, and 100 cSt
Of polyolefins are included.
In one embodiment, the lubricating oil or a mixture of lubricating oils is used.
The compound has a kinematic viscosity at 100 ° C of at least about 3.5 cSt or at least about 4.0 cSt.
The lubricating composition is selected to provide In one embodiment, the lubricating composition
Has a SAE gear ratio of at least about SAE 65, more preferably at least about SAE 75.
It has an il viscosity number. The lubricating composition also has a so-called multi-grade rating (
For example, SAE 75W-80, 75W-90, 80W-90, 75W-140, 80W-90, 80W-140, 85W-90 or
May have 85W-140). Multi-grade lubricant to get the above lubricant grade
It may contain a viscosity improver formulated with an oil of lubricating viscosity. Useful viscosity improver
Are polyolefins (e.g., ethylene-propylene copolymer or polybutene).
Tylene rubber (e.g., styrene-butadiene rubber or styrene-isoprenego
Or polyacrylate (including polymethacrylate)
Including). In one embodiment, the viscosity improver is a polyolefin
Or polymethacrylate. Commercially available viscosity improvers include AcryloidTMViscosity modification
Good agent (available from Rohm &Haas); ShellvisTMRubber (this is Shell Ch
available from emical); TrileneTMPolymers, such as TrileneTMCP-40 (this is U
niroyal Chimcal Co.), and Lubrizol 3100 series and
And 8400 series polymers, for example, Lubrizol 3174 (this is the Lubrizol Corpora
available from).
In one embodiment, the oil of lubricating viscosity comprises at least one dicarboxylic acid.
Contains species esters. Typically, the ester has about 4
From about 30 to about 30 carbon atoms, preferably from about 6 to about 24 carbon atoms, or about 7
Contains up to about 18 carbon atoms. Examples of dicarboxylic acids are glutaric acid, adipine
Acids, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid are included. D
Examples of stele groups include hexyl ester, octyl ester, and decyl ester
And dodecyl ester groups. These ester groups have a linear
Examples include steer groups and branched ester groups (e.g., the iso sequence of the ester group).
It is. A particularly useful ester of a dicarboxylic acid is diisodecyl azelate
.
In other embodiments, the oil of lubricating viscosity is used for crankcase (e.g.,
(For soline and diesel engines)
Is done. Typically, the lubricating composition is a 10W, 20W or 30W SAE crankcase viscosity.
Selected to obtain degree number lubricant. The lubricating composition also has a so-called
Can have multi-grade grades (e.g., SAE 5W-30, 10W-30, 10W-40, 20W-50, etc.)
You. As described above, multi-grade grade lubricants get the above lubricant grades
For this purpose, it contains a viscosity improver which is formulated with an oil of lubricating viscosity.Other additives
The present invention also contemplates the use of other additives with the above combinations. these
Additives include, for example, ash-generating or ash-free detergents and dispersants
Agents, corrosion inhibitors and antioxidants, pour point depressants, extreme pressure agents, antiwear agents, color stabilization
And defoamers.
This detergent contains alkali metal or alkaline earth metal, sulfonic acid,
Oil-soluble with acids, phenols or organic phosphorus-containing acids (e.g., those described above)
Exemplified by neutral and basic salts (ie, overbased salts). This
Oil-soluble neutral or basic salts of the alkali metal or alkaline earth metal salts of
It can also be reacted with a boron-containing compound. Boron-containing compounds have been described above
I have. The overbased metal salt and borated overbased metal salt
, Described above. Useful overbased metal salts and borated over
-Examples of base metal salts include sodium, calcium and magnesium
-Base salts and borated sulfonates and carboxylate salts (as described above
(Including carbyl-substituted carboxylic acylating agents).
Detergents and dispersants are known in the art. Examples are given below.
(1) "Carboxylic acid dispersants" include at least about 34 carbon atoms, preferably
A carboxylic acid containing at least about 54 carbon atoms (or their derivatives);
Compounds (e.g., amines), organic hydroxy compounds (e.g., phenol and
And alcohols) and / or basic inorganic substances. these
Reaction products include imide, amide and ester reaction products of carboxylic acylating agents.
Products. These carboxylic dispersants generally comprise one or more
A hydrocarbyl (as described above) substituted carboxylic acylating agent and an amine (as described above)
(Preferably polyalkylene polyamine or condensed amine) or hydroxy
The reaction between the compound (e.g., alcohol) and amine
And is prepared by Examples of these materials include succinimide dispersants and
Rubonic acid ester dispersants are included. Examples of these "carboxylic dispersants" include:
It is described in British Patent No. 1,306,529 and a number of U.S. Patents, including:
, 219,666, 3,316,177, 3,340,281, 3,351,552, 3,381,022,
No. 3,433,744, No. 3,444,170, No. 3,467,668, No. 3,501,405, No. 3,542,680
No. 3,576,743, No. 3,632,511, No. 4,234,435, and Reissue Patent No. 26,43
No. 3.
(2) "Amine dispersant" is a relatively high molecular weight aliphatic or alicyclic halide
And a reaction product of an amine (preferably, a polyalkylene polyamine). this
These dispersants are described above as polyalkene-substituted amines. Them
Examples are described, for example, in the following U.S. Patents: 3,275,554, 3,438,757.
Nos. 3,454,555 and 3,565,804.
(3) `` Mannich dispersants '' are alkylphenols and aldehydes (particularly
Aldehydes) and amines (especially amine condensates and polyalkylenepolyamides).
). The materials described in the following U.S. patents are exemplary:
No. 36,003, No. 3,236,770, No. 3,414,347, No. 3,448,047, No. 3,461,172, No.
No. 3,539,633, No. 3,586,629, No. 3,591,598, No. 3,634,515, No. 3,725,480
Nos. 3,726,882 and 3,980,569.
(4) "Post-treatment dispersant" refers to carboxylic acid dispersant, amine dispersant or Mannich
A product obtained by working up a dispersant with the following reagents: urine
Elemental, thiourea, carbon disulfide, aldehyde, ketone, carboxylic acid, no hydrocarbon substitution
Water succinic acid, nitrile, epoxide, boron-containing compound, phosphorus-containing compound, etc.
Exemplary materials of this type are described in the following U.S. Patents: 3,200,107, 3,2
No. 82,955, No. 3,367,943, No. 3,513,093, No. 3,639,242, No. 3,649,659, No.
3,442,808, 3,455,832, 3,579,450, 3,600,372, 3,702,757
And 3,708,422.
(5) The `` polymer dispersant '' is an oil-soluble monomer (decyl methacrylate, vinyl decyl
Ethers and high molecular weight olefins) and polar substituent-containing monomers (e.g.,
Noalkyl acrylate or acrylamide and poly (oxyethylene) substitution
Acrylate). Styrene-free polymer dispersants
Esters of a maleic copolymer of water. Examples of polymer dispersants include the following rice
Disclosed in national patents: 3,329,658, 3,449,250, 3,519,656, 3rd
Nos. 3,666,730, 3,687,849, and 3,702,300.
The contents of the above patents are incorporated herein by reference for their disclosure of ashless dispersants.
Have been used.
Auxiliary extreme pressure and corrosion inhibitors and antioxidants that may be included in the lubricants of the present invention.
Inhibitors may be exemplified by: chlorinated aliphatic hydrocarbons (eg, chlorinated waxes).
G), sulfurized alkylphenols, including diphosphite or trihydrocarbyl.
Phosphites such as dibutyl phosphite, trioleyl phosphite and
Triphenyl phosphite); Phosphorus sulfide hydrocarbons (eg, phosphorus sulfide and terpentine)
Or a reaction product with methyl oleate); metal thiocarbamate (eg,
Zinc octyldithiocarbamate, and diheptylphenyldithiocarbamate
barium). Many of the extreme pressure and corrosion inhibitors and antioxidants listed above also
Also useful as a wear agent.
Pour point depressants are additives often included in the lubricating oils described herein. Yes
Examples of pour point depressants for use include polymethacrylates;
Polyacrylamide; Condensation formation between haloparaffin wax and aromatic compound
Products; vinyl carboxylate polymers; and dialkyl fumarate, fatty acid vinyl
And polymers of alkyl vinyl ethers. For the purposes of the present invention
Pour point depressants, their preparation methods and their uses are described in U.S. Pat.
No. 501; No. 2,015,748; No. 2,655,479; No. 1,815,022; No. 2,191,498; No. 2,6
No. 66,746; 2,721,877; 2,721,878; and 3,250,715;
The contents of which are incorporated herein by reference for relevant disclosures.
Antifoams are used to reduce or prevent the formation of stable foam.
Representative defoamers include silicone or organic polymers. Yet another
The foam composition was obtained from "Foam Control Agents" (Henry T. Kerner, Noyes Data Corporat
ion, 1976), pages 125-162.
The following example illustrates the combination of a dithiocarbamate compound and an organic polysulfide.
The present invention relates to a lubricating composition containing burrs.
Example 1
1.5% by weight of the product of Example M-1 and the crude product of Example B-2 in 80W-90 gear oil base oil
A lubricant is prepared by incorporating 1% by weight of the composition.
Example 2
Explained in Example 1 except that 10W-30 oil was used instead of 80W-90 oil
A lubricating composition is prepared as described above.
Example 3
1.5% by weight of the product of Example M-1 and 2.5% by weight of the product of Example S-1 in 80W-90 gear oil
%, And 1.2% by weight of the product of Example P-3 to prepare a lubricating oil.
To make.
Example 4
Described in Example 3, except that 10W-30 oil is used instead of 80W-90 oil
A lubricating composition is prepared as described above.
Example 5
1.5% by weight of the product of Example M-1 and 1% by weight of the product of Example B-2 in 80W-90 oil
2.5% by weight of the product of Example S-1, isooctyldithiophosphoric acid and 2-ethylhexyl
1.2% by weight of mixed salt of sanic acid, 0.7% by weight of dibutyl hydrogen phosphite, alkylbenzene
Calcium overbased salt of sulfonic acid (this is a metal ratio of 12, 100 new
53% diluent, including Lal mineral oil and unreacted alkylbenzene acrylate, total 30
Base number, having a molecular weight of 385 for this sulfonic acid) 1.8% by weight, oleylamide
Lubrication by containing 0.25% by weight of silicon and 0.07% by weight of silicone defoamer
Oil
Prepare.
Example 6
Sakura Lube 500 (0.2% by weight) in 80W-90 oil, 3.8% by weight of the product of Example S-1
And preparing a lubricating composition by incorporating 1.3% by weight of the product of Example P-3
I do.
Example 7
Sakura Lube 500 (0.2% by weight) in 80W-90 oil, 3.8% by weight of the product of Example S-1
1.3% by weight of product of Example P-4, 0.35% by weight of oleoamine, 0.1% by weight of oleamide
%, And dimercaptothiadiazole, heptylamine and paraforma
A lubricating composition is prepared by including 0.1% by weight of the reaction product of aldehyde.
You.
Examples 8 to 12
The table below shows lubrication prepared by incorporating multiple components into 80W-90 oil.
Includes examples of compositions.
1 Isobutyl amyl dithiophosphoric acid, methyl acrylate and propylene oxide
Reaction product of Cid.
2 Reaction product of diethylamine, carbon disulfide and methyl acrylate.
Although the invention is described in connection with preferred embodiments thereof,
It should be understood that various modifications will be apparent to those skilled in the art upon reading this specification.
. Therefore, the invention disclosed herein should include these modifications that fall within the scope of the appended claims.
It should be understood that this is intended.
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
// C10N 10:12
30:06
40:04
(72)発明者 シュウィンド,ジェイムズ ジェイ.
イギリス国 ディーイー6 5エヌエヌ
ダービーシャー,ドーバーリッジ,チャー
チ レーン,チャーンウッド (番地な
し)
(72)発明者 コンスタンス,ベルナール
フランス国 エフ−69360 セレジン,ア
レ デ ラモー 4
(72)発明者 ボルゴノン,アンリ
フランス国 エフ−69160 タッサン−ラ
−デミ−ルーン,アベニュー ドゥ 8−
マイ−1945,ビス 49──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C10N 10:12 30:06 40:04 (72) Inventor Schwind, James Jay. UK Dee6 5N. Dover Ridge, Church Lane, Charnwood (no address) (72) Inventor Constance, Bernard, France E-69360 Serezin, Are de Rameau 4 (72) Inventor Borgonon, Henri France E-69160 Tassan- La Demirune, Avenue de 8-My-1945, bis 49