JPS63245493A - オレフイン、硫黄、硫化水素および窒素含有ポリマ−化合物の反応生成物から成る、潤滑剤および炭化水素燃料用添加剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潤滑剤および燃料用の極圧および耐磨耗性添加
剤を指向するものである。

米国特許第３．３９０．０８８は潤滑油分散剤を提供す
るポリアルキレンコハク酸イミドと元素状硫黄との反応
を開示している。

米国特許第３，４０１．ｌＬ８は、高分子量ポリイソブ
テニル無水コハク酸をテトラエチレンペンタミンと反応
させ、次いでこの生成物を低分子量ポリイソブテニル無
水コハク酸と反応させることによる、アルケニルコハク
酸イミドの製造を開示している。

米国特許第３，８７［３，３４Ｂは、硫黄を含んだ流動
点降下剤と、ポリアルキレンポリアミンおよびアルケニ
ル無水コハク酸の縮合生成物、との混合物を開示してい
る。

米国特許第３．７０３．５０４は、オレフィンをハロゲ
ン化硫黄で以て触媒量の低級脂肪族アルコールの存在下
においてスルホハロゲン化してスルホハロゲン化有機中
間体を形成し、その後、この中間体を実質的量の低級脂
肪族アルコールの存在下において、炭化水素精製からの
廃アルカリ金属水酸化物水溶液の流出物から誘導され、
かつ高結合硫黄含有の有機硫化物を生成する際の実質的
結合硫黄含量をもつアルカリ金属モノサルファイド水溶
液で以て処理することによって、硫黄化および脱ハロゲ
ン化する、ことから成る方法を開示している。

本発明は潤滑剤および燃料用の極圧（Ｅ　Ｐ）および耐
磨耗性添加剤をつくる方法を提供するものである。この
方法はオレフィン、元素状硫黄、硫化水素、およびポリ
マー状窒素含有化合物を反応させることから成る。任意
的には、少口または触媒量のアミンをその反応混合物へ
添加する。別の側面においては、本発明はこの方法によ
って製造される添加剤組成物から成る。さらにもう一つ
の側面においては、本発明は潤滑剤または燃料へこの添
加剤物質の有効量を添加することによる、潤滑剤および
燃料組成物の製造方法から成る。さらにもう一つの側面
においては、本発明はそのようにしてつくった潤滑剤お
よび燃料組成物から成る。

本発明によると、性能および臭の改善された添加剤物質
がオレフィン、元素状硫黄、硫化水素、およびポリマー
状窒素含有化合物を反応させることによって形成される
。任意的には、アミンの触媒的有効量が反応に含められ
る。

オレフィン反応剤は好ましくはモノオレフィンであり、
好ましくはイソブチレンであるが、しかし、他のブテン
、プロピレン、ペンテンおよびそれらの混合物から成る
こともできる。

硫黄反応剤はこの反応混合物へ好ましくは粉末または粉
砕元素状で供給され、商業縁の純度をもつべきである。

硫化水素はこの反応混合物へガス状で添加することが好
ましいが、しか′シ、反応圧力が十分である場合には液
状で反応混合物へ入れてもよい。

窒素含有ポリマー状物質は好ましくはコハク酸イミド、
アミド、イミド、窒素原子含有エステル、ポリオキサゾ
リンおよびイミダゾリンの化合物から選ばれる。他の好
ましい窒素含有ポリマー状物質は、ポリイソブテニル無
水コハク酸、および、カルボン酸またはジカルボン酸ま
たはそれらの相当酸無水物と、 （ａ）　　ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、またはテトラ−エチレンペンタミンのようなポリ
エチレンアミン： （ｂ）　　前の（ａ）または次の（ｃ）と一緒の、ペン
タエリトリトール、トリメチロールプロパンのようなポ
リオール；および、 （ｃ）トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンのよう
なヒドロキシル含有アミン； との反応生成物を含む。

ポリマー状物質の分子量は少くとも５００〜５０．００
０、好ましくは１．０００から５，０００であるべきで
ある。

ポリオキサゾリンポリマーはよく知られている物質であ
る。ポリ−（２−置換−２−オキサゾリン）ポリマーは
ダウ・ケミカル・カンパニー（ミツドランド、ミシガン
州）から入手できる。

１）ＥＯＸ　４２５　（ダウ）の名称のポリ（２−エチ
ル−２−オキサゾリン）は後の実施例において使用され
、特に有用であることが発見された。

アルキルイミダゾリンは、これもよく知られているが、
ヒドロキシエチルエチレンジアミンの１モルとナフテン
酸またはデカン酸のような適切な有機酸と反応させるこ
とによってつくることができる。その種の製法は米国特
許４，４４０，６５８に記載されている。

本発明において有用である代表的コハク酸イミドはポリ
−イソブテニル無水コハク酸〔分子量９００のポリイソ
ブチレンと無水マレイン酸との同時反応（ｃｏ−ｒｅａ
ｃｔ　ｔｏｎ）によってつくられる〕とテトラエチレン
ペンタミンとの反応生成物である。

上述の物質のほかに、他のポリマー状物質もまた使用で
き、例えばポリマー状のエステル、アミド、イミドおよ
び／またはそれらとコハク酸イミドとの組合せ、である
。

窒素含有ポリマー状物質はまた、４溌されかつ新規であ
る生成物を形成するよう、第四の共反応剤として、ポリ
マー状エステル、ポリマーエステル／アミドおよび／ま
たは硼酸塩化誘導体から選ぶことができる。含まれるの
は、米国特許第３，１８３，６０３　、３，１８４，３
７４　、３，２１５，７０７　。

３．３１６，１７７　、３，３４０，２８１　、３，３
４１，５４７　。

３．８３２，５１０　、３，６３２，５１１　、３，６
９７，４２８　。

３．７２５．４４１に記述されているような「カルボキ
シル分散剤Ｊ　　（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｅ　ｄｉｓｐｅ
ｒｓａｎｔ）、あるいは米国特許第３，４１３，３４７
　、３，６９７，５７４　、３，７２５，２７７　。

３．７２５，４８０　、３．７２６．８８２に記載のよ
うなアミン分散剤、あるいは米国特許第３．７０２，７
５７　。

３．７０３．５３８　、３，７０４，３０８　、および
３，７０８．５２２におけるような上記硼素化合物によ
る後処理物、エポキサイド、尿素、などのいずれか、で
ある。上記のポリマー状アミンを省略するといやな臭の
水準がより高い生成物を形成する。

反応は好ましくは、オレフィン、硫黄、硫化水素、およ
び窒素含有ポリマーを、１３０℃カラ２００℃の温度で
２時間から２４時間の間、大気圧から約６２０５ｋＰａ
　−ｇ　（９００ｐｓｉｇ）までの圧力において、直接
反応させることによって実施される。反応剤間の好まし
い比率は、硫黄の１モルに対して各々、オレフィンが３
と０．５モルの間、窒素含ａポリマーがｏ、ｏｏｉと０
．４モルの間、硫化水素が０．５から０．７（好ましく
は０．６）モルの間にある。存在する触媒的アミンの任
意的な量は反応を触媒するのに必要とされる量であるべ
きである。このアミンはプロピルアミンまたはブチルア
ミンのような脂肪族アミンから選ぶことができる。反応
完了後、生成物を真空で軽質分をとばすか窒素を通気し
、次に濾過して所望反応生成組成物が得られる。このよ
うにして得られる反応生成物は配合混合物、すなわち、
潤滑剤組成物または炭化水素燃料へ有効量で添加される
ときに、改善された熱安定性と酸化安定性および改善さ
れた潤滑性質を与えるよう作動する混合物、であると考
えられる。通常の有効量は炭化水素物質の１０００ｍ３
あたり５．７から１４３０ｋｇ　（２から５００ポンド
／１０００バレル）の範囲にある。また、得られる燃料
および潤滑剤の組成物がそれらの組成物中で他の目的の
ためにその他の添加剤物質を含むことは当然である。そ
の他の添加剤は洗剤、酸化防止剤、流動点降下剤、補助
用のＥＰ／耐摩耗性添加剤、色安定剤、消泡剤、などを
含むことができる。

上記列記の物質を反応させる方法においては、共反応剤
として使用される窒素含有ポリマー物質の中にはある量
の遊離ポリマーアミンが存在すべきであるということが
認められる。このアミンは反応剤として機能することが
要求される。通常は商業的に入手できる製品の中でいく
らかの遊離アミンが存在する。アミン反応剤の合計重量
の０，５％と１０％の間の濃度が望ましい。適当である
アミンは、他を排除するものではないが、ポリイソブテ
ニル無水コハク酸と、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミンおよびトリ
ス（ヒドロキシメチル）−アミノメタンのようなヒドロ
キシル含有アミン、との反応生成物を含む。

実施例　１ 約４０８ｇの硫黄、遊離アミンを含む４ｇのポリイソブ
テニルコハク酸イミド、６０１　ｇのイソブチレン、お
よび１４２ｇの硫化水素を窒素で以てパージを行ない加
熱器、冷却および攪拌器を備えたステンレス鋼製反応器
へ装填した。これらの反応剤を、反応の初期段階中に約
４８３０ｋＰａ　−ｇ　（約７００ｐｓｉｇ）の最高値
に達した圧力が２７６ｋＰａ−ｇ　（４０ｐｓｉｇ）よ
り十分低い圧力へ落ちて反応の完結を示　　　□すまで
、１６０から１６５℃において加熱した。反応時間は約
１０時間である。粗生成物は約１００°Ｃにおいて窒素
で以て約１０時間吹かし、少量の揮、介物を除去した。

粗生成物はコハク色の低粘度液体であって臭が少なく、
これを次に珪藻土床を通して済過した。分析するとこの
生成物は約４５．５％の硫黄を含んでいた。

実施例　２ 約４０８ｇの硫黄、遊離アミンを含む５８ｇのポリイソ
ブテニルコハク酸イミド、６０１ｇのイソブチレン、お
よび１４２ｇの硫化水素を実施例１に一般的に述べたと
おりに設備されたステンレス鋼製反応器へ装填した。反
応剤を約１６０から１６５℃において加熱し、圧力最高
値は実施例１に記載と同じように記録された。約１２時
間の反応期間の後の方の間において、圧力は２７６　ｋ
Ｐａ　−ｇ　（４０ｐｓｉｇ）より十分低い温度へ落ち
て平衡となり、反応の完結を示した。粗生成物は次に約
１００℃において窒素で以て約２時間吹かして少量の揮
発物を除去した。

粗生成物はコハク色の低粘度液体であって臭が少なく、
これを珪藻土床を通して消過した。分析すると、この生
成物は約４６，９％の硫黄を含んでいた。

実施例１と２の生成物を完全処方の自動車用ギアオイル
包装品の中へ混合して銅片（ｃｏｐｐｅｒｓｔｒｌｐ）
腐蝕について評価した。試験の結果を表１に示す。

完全処方自動車ギア オイル中の硫黄化オレ 実施例２　　　３．０　　　１　Ｂ 米国特許第３．７０３，５０４の　　　　　３．４２Ａ
方法によってつくられた　　　　　３．０　　　　　　
　　３　Ｂ生成物 実施例１と２の生成物を、防止剤（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ
）、防錆剤、および、防蝕／汚染防止添加剤を含む完全
処方自動車ギアオイル調合物の中へ混合し、ＣＲＣ−Ｌ
−４２ギア・テストを使ってＥＰ／耐摩耗性の性質につ
いて評価した。表２で見られるとおり、実施例１と２の
生成物の３．０％を含む調合物がスコアリング（ｓｃｏ
ｒｉｎｇ）試験に合格した。米国特許第３，７０３．５
０４の生成物（硫黄化イソブチレン）の、等しい３．０
％の濃度、さらにはそれより高い３．２％および３．４
％の濃度の場合、同等のスコアリング試験に合格せず、
実施例１および２が３から５％のスコアリングであるの
に比べて３０〜３５％はどの多いスコアリングであった
。

表　　　　２ 完全処方自動車ギア オイルの調合物の中 の硫黄化オレフィン （５％スコアリング） これらの実施例の生成物を臭について評価し、本明細書
の実施例と似た方式でつくられ、ただと同時反応剤とし
て上述のポリマー状アミンを使用していない、米国特許
第４．３４４，８５４の実施例１の生成物と比較すると
き、著しく改善されていることが発見された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）オレフィン； ｂ）硫黄； ｃ）硫化水素；および ｄ）窒素含有ポリマー化合物；および ｅ）任意成分として、触媒量のアミン； を同時反応させることから成る、潤滑剤および液体炭化
   水素燃料用添加剤の製造方法。 ２）反応剤を約１３０℃から約２００℃の温度と大気圧
   から６２００ｋＰａ（ゲージ）の圧力において反応させ
   る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）反応剤を、硫黄に対するオレフィン、窒素含有ポリ
   マー、および硫化水素のモル比がそれぞれ、２から０．
   ５、０．００１から０．４、および０．５から０．７で
   あるよう反応させる、特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の方法。 ４）オレフィンがブチレン、プロピレン、ペンテンおよ
   びそれらの混合物から成る群から選ばれるモノオレフィ
   ンである、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   に記載の方法。 ５）上記窒素含有ポリマー化合物がスクシンイミド、ア
   ミド、イミド、窒素原子含有エステル、ポリオキシアゾ
   リンおよびイミダゾリンの化合物から選ばれる、特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ６）窒素含有ポリマー化合物が、ポリイソブテニル無水
   コハク酸、カルボン酸、ジカルボン酸、それらの無水物
   と、 （ａ）ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
   、テトラエチレンペンタミンから選ばれるポリエチレン
   アミン； （ｂ）ヒドロキシル含有アミン；および、 （ｃ）ペンタエリスリトールおよびトリメチロールプロ
   パンから選ばれる、（ａ）または（ｂ）と一緒のポリオ
   ール； との反応生成物から選ばれる、特許請求の範囲第１項か
   ら第５項のいずれかに記載の方法。 ７）アミンがポリエチレンアミンとヒドロキシル含有ア
   ミンから選ばれる、特許請求の範囲第１項ないし第６項
   のいずれかに記載の方法。 ８）アミンの濃度が反応剤合計重量の０．５から１０％
   である、特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９）特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の方法
   によってつくられる生成物。 １０）特許請求の範囲第１項から第９項のいずれかに記
   載の方法によってつくられる生成物を炭化水素潤滑剤の
   １０００ｍ＾３あたり５．７から１４３０ｋｇの比率で
   炭化水素潤滑剤へ添加することから成る、炭化水素潤滑
   剤の製造方法。 １１）特許請求の範囲第１項から第１０項のいずれかの
   方法によってつくられる生成物を炭化水素潤滑剤の１０
   ００ｍ＾３あたり５．７から１４３０ｋｇの比率で炭化
   水素潤滑剤へ添加することによって製造される炭化水素
   潤滑剤。