NO170943B - Smoereoljeblanding med olje av smoeremiddelviskositet og etbelastningsbaerende middel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en smøreoljeblanding som omfatter en olje av smøremiddelviskositet og et belastningsbærende middel som er en koblet fosforholdig amidforbindelse,

og smøremidler inneholdende disse som anvendes ved smøring av forbrenningsmotorer, hydraulisk utstyr o.l. De koblede aminene kan f.eks. fremstilles ved omsetning av syrer så som dialkyl og/eller diarylfosforditiosyrer omsatt med umettede hydrokarbylacrylamider og deretter koblet ved hjelp av en koblingsreaksjon utført i nærvær av formaldehyd og/eller paraformaldehyd.

Tysk patent nr. 819,998 vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av estere av fosforsyre eller tiofosforsyre inneholdende en karboksylsyreamidgruppe.

En artikkel av Wolf og Heidenreich, Deutsche Lebensmittel Rundschau, bind 64, nr. 6, side 171-177 (1968) vedrører syntesen av organiske fosforforbindelser med insektisid- og acarisidaktivitet så som N,N'-metylenbis(0,0-dialkylfos-forylmerkaptoacylamin) hvori alkyldelen av dialkylfos-forylgruppen inneholder 1-4 karbonatomer og amidene kan kobles ved hjelp av en metylenkobler.

U.S. patent nr. 4,032,461, tilhørende Hoke, vedrører fosfor-

og svovelholdige amider og tioamider som smøreoljeadditiver og smøreoljepreparater inneholdende disse.

U.S. patent nr. 4,208,357, tilhørende Hoke, vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av fosfor- og svovelholdige amider og tioamider.

U.S. patent nr. 4,282,171 tilhørende Hoke, vedrører også

fosfor- og svovelholdige amider og tioamider.

Det er et trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe koblede fosforholdige amid- og/eller fosfor-svovelholdige forbindelser (i det følgende betegnet fosforholdige amidforbindelser), hvor forbindelsene er koblet via en alkylen-, eter-, tioeter-, amino-, eller karboksylforbindelsesgruppe.

Det er et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en blanding av koblede fosforholdige amidforbindelser og andre funksjonelle derivater av fosforholdige amider i et smøremiddelpreparat hvori den koblende gruppen er representert ved en eller flere av de følgende struktur-formlene.

hvori R, uavhengig av hverandre er alkylen eller alkyliden med 1-12 karbonatomer.

Disse og andre trekk ved foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå fra den følgende beskrivelsen som beskriver foreliggende oppfinnelse fullstendig.

Oppfinnelsen angår en smøremiddelblanding som er kjennetegnet ved at den omfatter en olje av smøremiddelviskositet og et belastningsbærende middel som er en koblet fosforholdig amidforbindelse med den generell formel I:

der

X1, X<2> og X<3>, uavhengig er 0 eller S;

R<1> og R<2>, uavhengig, er en hydrokarbyl-basert oksy, hvis hydrokarbyldel inneholder 6 til 12 karbonatomer,

R3, R<4>, R<5> og R<6>, uavhengig, betyr hydrogen, eller et alkyl med et 1 til ca. 22 karbonatomer, n er 0 eller 1, og

R<8> er valgt blant

der R uavhengig er alkylen eller alkyliden med 1 til 12 karbonatomer.

Oppfinnelsen er videre kjennetegnet ved at smøremiddelblan-dingen er et konsentrat inneholdende 1 til 50 vekt-% belastningsbærende middel.

Smøremiddelblandingen ifølge oppfinnelsen er videre kjennetegnet ved at det belastningsbærende middel er tilstede i en mengde innen området 0,0001 vektdeler til 2,0 vektdeler, fortrinnsvis 0,0001 vektdeler til 0,5 vektdeler.

De koblede amidforbindelsene av formel I oppnås ved koblingsreaksjonen for fosforholdige amider. Selv om de ukoblede fosforholdige amidene er mellomprodukter, er de i seg selv nyttige forbindelser, f.eks. massebærende midler i en smøreolje, og kan omsettes slik at de innbefatter en R<8->funksjonell gruppe. Det er sansynlig at slike ukoblede fosforholdige amider er tilstede sammen med koblede fosforholdige forbindelser av formel I når disse benyttes som massebærende midler i en smøreolje. Følgelig kan massebærende midler ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatte, og innbefatter fortrinnsvis, blandinger av forbindelser innbefattende: en blanding av koblede fosforholdige amider som innbefatter kobling av like og forskjellige fosforholdige amider via et eller flere forskjellige koblingsmidler. I en spesielt foretrukket utførelse innbefatter blandingen av formel I-forbindelser der R<8> er

I det følgende vil fosforholdige amider bli beskrevet først, etterfulgt av en beskrivelse av koblingsmidler som i sin tur etterfølges av en beskrivelse av koblede amidforbindelser som omfattes av den generelle formel I.

De fosforholdige amidene som kobles slik at det dannes forbindelser av formel I kan fremstilles ved forskjellige alternative fremgangsmåter. En foretrukket fremgangsmåte innbefatter omsetning av (A) en syre som har formelen

med (B) en forbindelse av acrylamidtypen som har formelen

hvori de forskjellige R og de forskjellige X gruppene er som angitt ovenfor. D.v.s., med hensyn på syre, er X<1> og X<2 >uavhengig av hverandre oksygen eller svovel, svovel er foretrukket. X<3> er også oksygen eller svovel, men oksygen er foretrukket. R<1> og R<2> er uavhengig av hverandre en hydrokarbyl, en hydrokarbylbasert oksy (fortrinnsvis inneholder hydrokarbyldelen 6-22 karbonatomer), eller en hydrokarbyl-basert tio, hydrokarbylbasert oksy er foretrukket. Følgelig er den foretrukne typen av (A) forbindelse en fosforditiosyre hvori hydrokarbylgruppene begge er alkyl., begge er aromatiske, eller en av hver som angitt ovenfor. Tilsvarende er R<3>, R<4> og R<5> som angitt ovenfor, hydrogen eller metyl er foretrukket. R<7> kan være en alkyl inneholdende fra 1 til 22 karbonatomer, hydrogen er foretrukket. Fosforditiosyrene (formel A hvori X<1> og X<2> er svovel) ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved en hvilken som helst konvensjonell fremgangsmåte som er velkjent innen teknikken.

Generelt omsettes en alkohol, f.eks. alkylalkohol, aromatisk alkohol, eller begge deler, med et fosforsulfid så som P2S5. En egnet reaksjonsfremgangsmåte er angitt i U.S. patent nr. 3,361,668, innbefattet heri som referanse for det formål å beskrive en slik reaksjonsvei. Eksempler på (B) typen reaktant innbefatter acrylamid, metacrylamid hvori R<5> er metyl, og krotonamid. De koblede forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse er oljeoppløslige forbindelser. Nødvendigheten av oljeoppløslighet er forbundet med karbon-kjedelengden for R^—R<8>. Dersom f.eks. R8 er metylen, vil R<1 >og R<2> inneholde 6 til 12 karbonatomer for å tilveiebringe oljeoppløslighet.

Reaksjonen mellom (A) syren og (B) amidforbindelsene er eksoterm, og følgelig må bare lite varme tilføres. Reaksjonen kan hensiktsmessig gjennomføres i en inert atmosfære så som nitrogen, f.eks. fra ca. 25°C til ca. 100"C, fra 70°C til ca. 90'C er foretrukket. Omsetningen kan utføres i nærvær eller fravær av et oppløsningsmiddel. Det er foretrukket at reaksjonen finner sted i et oppløsningsmiddelmedium som typisk er et hydrokarbonoppløsningsmiddel så som toluen, xylen, heksan, heptan, kerosin, brenselolje, en olje av smørende viskositet, o.l. eller en hydrokarbon så som kloroform, karbontetraklorid o.l., eller en alkohol så som metanol, etanol, propanol, butanol, 2-etylheksanol o.l. Oppløsningsmidlet gir, samtidig som det virker som opp-løsningsmiddel, gunstige bearbeidelsesegenskaper f.eks. ved å kontrollere den eksoterme reaksjonen så vel som det for-hindrer uønskede bireaksjoner. Reaksjonstiden er, samtidig som det er avhengig av temperaturen, vanligvis så kort som 1 til 2 timer eller mindre.

Omsetningen av en syre ifølge formel A med en acrylamid-typeforbindeIse av formel B gir en forbindelse som har følgende formel:

Formel for reaksjonsprodukt mellom (A) og (B).

Reaksjonsproduktet av (A) og (B) kan kobles og/eller omsettes videre på forskjellige måter som er kjente for fagmannen, slik at det innføres andre funksjonelle grupper R<8> på nitrogenatomet, disse gruppene innbefatter -ROH, -ROR, -RSR,

hvori R og R' er som definert ovenfor.

En alternativ, men noe mindre foretrukket, fremgangsmåte for fremstilling av fosforholdige amider vedrører omsetning av en

(A) syre som har formelen

med (D) en forbindelse som har formelen

Avhengig av hva andre substituenter er, kan R<1> og R<2> måtte inneholde et større antall karbonatomer for å tilveiebringe oljeoppløslighet.

(A) syren er den samme som angitt ovenfor med hensyn på det

o 12

foregående reaksjonsproduktet, og følgelig kan X og X være oksygen eller svovel, svovel er foretrukket. Selv om X også kan være oksygen eller svovel er oksygen foretrukket. Tilsvarende er R 1 og R 2 de samme som angitt ovenfor, og skal

' 1 2 følgelig ikke gjentas. Som angitt ovenfor kan R og R begge være en alkyl inneholdende fra 1 til 25, fortrinnsvis 4 til 2 5 karbonatomer, eller kan begge være en alkyl-substituert aromatisk forbindelse hvori alkylsubstituenten inneholder fra

1 2 1 til 28 karbonatomer. Videre kan en av R og R gruppene være en alkyl, mens den gjenværende gruppen er en alkyl-substituert aromatisk gruppe. I tillegg kan det anvendes mer enn 1 2 en syre som har formelen (A) ovenfor inneholdende R og R substituenter som angitt i foregående setning, derved sikres at en statistisk blanding av de forskjellige alkyl- og de forskjellige' alkylsubstituerte aromatiske gruppene vil være til stede. Når det gjelder (D) komponenten er den noe lik forbindelsen av formel (B) angitt ovenfor, bortsett fra at den er koblet ved 8 3 4 hjelp av en R gruppe. Følgelig er definisjonen av R , R ,

R 5 og R 7 den samme som angitt ovenfor med hensyn på o forbindelse

(B) og skal følgelig ikke gjentas her, men er innbefattet som referanse. Som en oppsummering er følgelig de forskjellige

3 4 5 7

R , R , R og R gruppene i det vesentlige mettede hydrokarbyler og fortrinnsvis enten metyl eller hydrogen. R g er den samme som angitt ovenfor med hensyn på formel I.

g

R er fortrinnsvis

Som reaksjonen mellom syre (A) og forbindelse (B) er reaksjonen mellom syre (A) og forbindelse (D) også eksoterm, og krever derfor bare en liten mengde varme. I det vesentlige er reaksjonen mellom forbindelse (D) og (A) syren meget lik reaksjonen mellom forbindelse (B) og syre (A). Følgelig gjennomføres denne reaksjonen fordelaktig i en inert atmosfære ved en temperatur fra ca. 25°C til ca. 100°C, fra ca. 70°C til ca. 90°C er foretrukket. Reaksjonstiden er generelt kort, f.eks. av størrelsesorden mindre enn 1 time eller 2. Igjen anvendes hydrokarbonoppløsningsmidler så som toluen, xylen, heksan, heptan, kerosin, brenselsolje, en olje av smørende viskositet, o.l. eller klorert hydrokarbon så som kloroform, karbontetraklorid, o.l., eller en alkohol, så som metanol, etanol, propanol, butanol, 2-etylheksanol, o.l. Når produktet er dannet kan de forskjellige oppløsningsmidlene fjernes ved av-spaltning under vakuum o.l.

Nok en alternativ fremgangsmåte for fremstilling av forbindelser i foreliggende oppfinnelse, og spesielt de koblede forbindelsene angitt ovenfor inneholdende en R gruppe, er ved hjelp av en fortrengningsreaksjon. I denne reaksjonen omsettes et metallsalt av (A) syren, d.v.s. et metallsalt av formel E

med en forbindelse av formel F

X1, X2, X3, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 og n er de samme som angitt ovenfor og følgelig er beskrivelsen av betydningene innbefattet i sin helhet. M er et alkalimetall så som natrium, kalium e.l., eller et jordalkalimetall så som mangan, kalsium e.l., eller hydrogen, natrium og kalium er foretrukket. Ved-rørende X 4er den en fortrengbar halogen- eller karbongruppe som er velkjent innen teknikken, så som Cl, Br, I, tosyl, mesyl o.l. Omsetningen mellom forbindelsene av formelen E og F forløper på en måte som er svært lik den som er angitt ovenfor med hensyn på fremstilling av reaksjonsprodukt mellom forbindelse A og forbindelse B. Følgelig vil beskrivelsen av dette ikke bli gjentatt. I korthet utføres reaksjonen ved en temperatur på ca. 10°C til ca. 200°C, fra ca. 50°C til ca. 150°C er foretrukket. Naturligvis anvendes en inert atmosfære så som nitrogen. Selv om det ikke er påkrevet kan reaksjonen finne sted i et oppløsningsmiddel. Oppløsnings-midlet gir også biproduktsalter, f.eks. KCl, NaCl, NaBr, KBr, osv., som er uoppløslige i reaksjonsmediet og som lett kan fjernes ved filtrering. Mengden av forbindelser av formelen E og F er generelt ekvivalente. Det dannede produktet har

følgende formel

Etter at reaksjonsproduktet mellom (A) og (B) er dannet, kobles disse reaksjonsproduktene fotrinnsvis ved å omsette dem med et (C) aldehyd eller keton (eller en reaksjonssynton ekvivalent av et aldehyd eller keton) av følgende formel

9 10

hvor:R., og R uavhengig av hverandre kan være hydrogen, en alkyl inneholdende fra 1 til 12 karbonatomer, fenyl, eller en alkylsubstituert fenyl inneholdende fra 7 til 12 karbonatomer. Fortrinnsvis er forbindelse (C) et aldehyd, d.v.s. R<10> er H, inneholdende en samlet mengde på 1 til 3 karbonatomer, et karbonatom, d.v.s. formaldehyd eller paraformaldehyd, er meget foretrukket og kan gi metylen og di-metyleneter koblingsgrupper.

Koblingsreaksjonen finner fortrinnsvis sted i nærvær av sterke mineralsyrer eller organiske syrer så som HC1, I^SO^, H^PO^, CH-jSO-jH, p-toluensulfonsyre o.l. Mengden av syrekatalysatoren er generelt fra ca. 0,3 til ca. 1,5 vekt-%, fortrinnsvis fra ca. 0,8 til ca. 1,2%, og foretrukket fra ca. 0,9 til ca. 1,1 vekt-% basert på vekten av det samlede dannede produktet.

Selv om mindre mengder katalysator kan anvendes, er reak-

sjonen generelt langsommere og en mindre andel av det ønskede produktet dannes. Reaksjonen med formel C finner innlednings-vis sted ved en temperatur på fra ca. 80°C til ca. 120°C, og fortrinnsvis fra ca. 80°C til ca. 100°C i en inert atmosfære. Den endelige reaksjonstemperaturen er generelt høyere, så

som fra ca. 100°C til ca. 150°C, og fortrinnsvis fra ca.

125°C til ca. 135°C.

Dersom man alternativt ønsker å stoppe reaksjonen ved karbinol-trinnet, (formel II hvor X = 0) utføres omsetningen mellom A

og B best ved å anvende basiske katalysatorer, d.v.s. NaHCO^, KHCO^, KHC03, Na2C03, K2C03, NaOH, KOH, osv. Denne reaksjonsblandingen kan nøytraliseres med syre og oppvarmes for å fjerne vann; omsettes med H2S, NaHS eller Na2S eller en annen kilde for S~2; eller, NH3 eller R"NH2 hvor R" alternativt er H, alkyl med 1-60 karbonatomer, aryl, alkylsubstituenter, aryl- eller aryl-substituert alkyl med 6-3 0 karbonatomer eller acyl med 1-22 karbonatomer slik at det dannes eter (formel I, X = O),

tio (formel I, X = S) eller amino (formel I, X = N).

Mengden av reaktanter (A) og (B) er fortrinnsvis et 1:1 ekvivalent vektforhold selv om større eller mindre mengder kan anvendes. Et 1:1 ekvivalent vektforhold for de to reaktantene er ønskelig fordi det ellers oppnås et høyere syretall enn ønsket, eller at en av reaktantene bokstavelig talt er bort-kastet. Mengden av reaksjonsprodukt som dannes og omsettes med koblingsmiddel (C) er fra ca. 0,3 til ca. 3,0 vektekvivalenter anvendt pr. vektekvivalent av nevnte (C) aldehyd eller keton-forbindelse, et 1:1 ekvivalent forhold er foretrukket. Koblings-midlet (C) kan være en blanding av forskjellige koblingsmidler og innbefatter fortrinnsvis paraformaldehyd.

Kombinasjonen av formaldehyd og fosforholdig amidforbindelse

som beskrevet ovenfor kan koble to amider eller kan resultere i dannelsen av en -CH20H på nitrogenatomet av amidet. To slike

amider med en -CH2OH gruppe derpå kan deretter omsettes slik at det dannes et koblet amid hvor koblingsgruppen er

En slik koblingsreaksjon kan finne sted under anvendelse av

slike ukoblede forbindelser hvis reaksjon er endoterm. Den endoterme reaksjonen kan være fordelaktig for de masse-bærende smørende egenskapene for det samlede oljepreparatet.

g

Andre koblingsmidler (R i formel I hvor n' er 2 eller 3) og funksjonelle grupper (R 8 i formel I nåor n<1> er 1) kan knyttes til nitrogenatomene for de fosforholdige amidene beskrevet ovenfor ved fremgangsmåter som er kjente innen teknikken.

Som kort omtalt ovenfor er forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse spesielt nyttige som additiver for smørende preparater. Forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt nyttige som additiver for smøring hvor de fungerer hovedsakelig som masse-bærende midler, anti-slitasjemidier for høye eller ekstreme trykk, oksydasjonsinhibitorer, korrosjonsinhibitorer o.l. Smørende preparater som inneholder forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse som additiver innbefatter en hoveddel av en smøreolje og en mindre del av nevnte forbindelse tilstrekkelig til å forbedre den masse-bærende evnen, anti-slittasjeevnen, oksydasjonsinhibitor- eller korr-sjonsinhibitoregenskapene for preparatet. Generelt anvendes forbindelsene i smøremidler i en mengde på fra. 0,01 til ca.

5 vekt-%, og fortrinnsvis fra ca. 0,1 til ca. 1 vekt-% basert på den samlede vekten av smørepreparatet. I tillegg kan forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes i en konsentrert form eller et smøremiddelpreparat i en mengde på

fra ca. 0,5 til ca. 50 vekt-%, og mer ønskelig fra ca. 1 til ca. 25 vekt-%, basert på den samlede vekten av konsentratet.

I tillegg til forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse

kan konsentratet inneholde en eller flere forbindelser så som anti-slitasjemidler, masse-bærende midler, korrosjonsinhibitorer,

oksydasjonsinhibitorer, deemulgeringsmidler, skuminhibitorer,

VI forbedringsmidler, midler for reduksjon av stivnepunktet, rensemidler, dispersjonsmidler o.l. Forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse kan også anvendes som insektisider eller pestisider.

Ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes forskjellige koblingsmidler for å tilveiebringe en rekke forskjellige typer koblede fosforholdige midler. Andre reaksjoner knytter andre funksjonelle grupper til de fosforholdige amidene. Disse ukoblede forbindelsene kan være til stede i en blanding med de paraformaldehyd-koblede amidene i en smøreolje som er nyttig for å tilveiebringe de ønskede egenskapene eller masse-bærende midler, midler for ekstremt trykk, og generelt som additiver i smøre-preparater.

En foretrukket form av foreliggende oppfinnelse er en statistisk blanding av forbindelser som har følgende formel

1 2 Med hensyn til X og X er disse uavhengig av hverandre oksygen eller svovel, og fortrinnsvis svovel, mens X 3 er 0 eller S 1 2 og fortrinnsvis 0. R og R er uavhengig av hverandre en hydrokarbyl-, en hydrokarbyl-basert tio- eller fortrinnsvis en hydrokarbyl-basert oksygruppe hvori hydrokarbyldelen inne-1 2 holder 6 til 12 karbonatomer. Hydrokarbyldelen av R og R inneholder generelt fra 6 til ca. 12 karbonatomer. Når R7 er 8 12

hydrogen og R er metylen vil R og R inneholde 6 til 12 karbonatomer for å tilveiebringe tilstrekkelig oljeoppløslighet

1 2

for forbindelsen (I). Hydrokarbyldelen av R og R kan uavhengig være alkyl eller aromatisk. Selv om hydrokarbyldelen av R"<*>" og R <2>kan være samme type hydrokarbylgruppe, d.v.s. begge alkyl eller begge aromatiske, vil ofte en slik gruppe være alkyl og den gjenværende gruppen kan være aromatisk. Forskjellige for-

bindelser av formel I som fremstilles ved å omsette en blanding av to eller flere forskjellige reaktanter, hver inneholdende en alkylhydrokarbylgruppe, så vel som:sn aromatisk hydrokarbyl (R 1 og R 2) gruppe. Like eller forskjellige forbindelser kobles via forskjellige koblingsgrupper R g slik at det dannes en statistisk blanding av koblede forbindelser eller omsettes med forskjellige forbindelser slik at det tilveiebringes forskjellige funksjonelle grupper R g.

Betegnelsen "hydrokarbylsubstituent" eller "hydrokarbylgruppe" betyr gjennom foreliggende beskrivelse og krav en gruppe som har et karbonatom direkte knyttet til den gjenværende delen av molekylet og som har hovedsakelig hydrokarbonkarakter innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse.

1 2

Hydrokarbylgruppen av R eller R er. fortrinnsvis en alkyl inneholdende fra 6 til 22 (mer foretrukket 8-12) karbonatomer. Eksempler på slike grupper innbefatter heksyl, heptyl, oktyl, nonyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, oktadecyl, behenyl, o.l., 1 2 innbefattende alle isomerer derav. Dersom R eller R hydro-karbylen er en aromatisk gruppe kan den være fenyl eller naftyl. Ofte vil den inneholde en alkylsubstituent. Følgelig kan den alkyl-substituerte aromatiske gruppen ha en alkylsubstituent inneholdende fra 0, d.v.s. fenyl, til ca. 28 karbonatomer, og fortrinnsvis fra ca. 7 til ca. 12 karbonatomer. Når en blanding av forbindelsene av formel I anvendes inneholdende 1 2 betydelige eller effektive mengder av alkyltype R eller R substituenter kan den aromatiske stubstituenten inneholde fortrinnsvis fra 6 til ca. 12 karbonatomer i alkylgruppen derav, d.v.s. den alkyl-substituerte aromatiske gruppen. Dette skyldes at selv om oppløsligheten av fenyl eller lavalkyl-substituerte aromatiske grupper kan være noe lav, økes generelt den samlede oppløsligheten i et smøremiddelpreparat til et

12

ønsket nivå ved anvendelse av R - og R -hydrokarbyldelene som er alkyl og/eller ved anvendelse av R <7> og/eller R <8>grupper som har et stort antall karbonatomer. Anvendelsen av lavere

1 2

alkyler, f.eks. mindre enn 6 karbonatomer ved R og R ovenfor, med en metylen er uønsket med hensyn til oljeoppløslighet.

Vedrørende den alkyl-substituerte aromatiske gruppen er den aromatiske gruppen fortrinnsvis fenyl, mens alkyldelen kan være som angitt ovenfor. Spesifike eksempler på slike alkylgrupper på den aromatiske kjernen innbefatter metyl, etyl, propyl, butyl, pentyl, heptyl, oktyl, decyl, behenyl, o.l. innbefattet isomerer derav.

Følgelig omfatter spesifike eksempler på blandede hydrokarbyl

(R 1 og R 2) deler eller substituenter tolyl og oktyl, tolyl og heksyl, isobutylfenyl og amyl, fenyl og isooktyl, o.l. Blandede 12 o o hydrokarbyl (R og R ) substituenter er også sikret når kresylsyrer anvendes for å danne fosfordelen av forbindelsen av formel I. Kildene, typen og variasjonen av kresylsyrer er kjent for fagmannen. Antallet forskjellige molekylardeler i blandingen økes ytterligere ved de forskjellige koblingsgruppene, R g som definert ovenfor for formel I når n' er 2 eller 3.

Når X 1 og X 2 er svovel og spesielt nåo r X 2 er svovel, inneholder

1 2

alkylhydrokarbylsubstituenten (R eller R ) 6 eller flere

12

karbonatomer. Når imidlertid X eller X er oksygen, og spesielt når X 2 er oksygen, inneholder alkylhydrokarbylsubstituenten

1 2

(R eller R ) 6 til 12 karbonatomer.

Vedrørende R3, R4, R^ og R6 kan hver enkelt uavhengig være hydrogen eller en mettet hydrokarbylgruppe inneholdende opp til 22 karbonatomer, Den mettede hydrokarbylgruppen kan være en alkyl inneholdende fra 1 til 22 karbonatomer, en cykloalkyl inneholdende fra 4 til 22 karbonatomer eller en aromatisk gruppe, en aromatisk-substituert alkyl eller en alkyl-substituert aromatisk gruppe inneholdende fra 6 til ca. 34 karbonatomer.

4 4 5 6

Fortrinnsvis er R , R , R og R hydrogen eller metyl, hydrogen er mest foretrukket. Eksempler på spesifike R<3>, R<4>, R^ og R<6 >alkylgrupper omfatter metyl, etyl, propyl, butyl, pentyl, heksyl, heptyl, oktyl, nonyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, o.s.v., så vel som isomerer derav, mens eksempler på spesifike aromatiske grupper omfatter fenyl, tolyl, naftyl, heptylfenyl, nonylfenyl, dodecylfenyl, voks-substituert fenyl, o.l. Med hensyn til R^-C-R g-gruppen, kan n være 0 eller 1. Fortrinnsvis er n 1. Vedrørende amiddelen av molekylet er R 7 hydrogen eller en alkyl inneholdende fra 1 til 22 karbonatomer, hydrogen er mest foretrukket. Eksempler på spesifike alkylgrupper innbefatter metyl, etyl, propyl, butyl, osv., innbefattende de forskjellige iso-merene derav.

I det følgende illustreres fremstillingen av forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse. Alle deler og prosentangivelser er uttrykt som vektddeler og vekt-% med mindre annet er angitt.

Eksempel 1

Til en blanding av 1 775 deler (4,26 ekvivalenter) av 0,0-di-isooktylfosforditiosyre og 980 deler toluen tilsettes det, under en nitrogenatmosfære, 302 deler (4,26 ekvivalenter) acrylamid. Reaksjonsblandingen oppvarmes eksotermt til ca. 56°C og 77 deler (2,33 ekvivalenter) paraformaldehyd og 215 deler (0,11 ekvivalenter) av p-toluensulfonsyrehydrat tilsettes. Oppvarm-ingen fortsettes ved tilbakestrømning (92-127°C) mens 48 deler vann fjernes. Ved avkjøling av blandingen til 100°C tilsettes 9,2 deler (0,11 ekvivalenter) natriumbikarbonat og avkjøling fortsettes til ca. 30°C. Et vakuum pålegges (15mm Hg) og toluenoppløsningsmidlet fjernes mens temperaturen heves til 110°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 6,86% P (teoretisk 6,74%).

Eksempel 2

Til en blanding av 1 494 deler (3,79 ekvivalenter) av 0,0-di-isooktylfosforditiosyre og 800 deler toluen tilsettes, under en nitrogenatmosfære, 537 deler (3,79 ekvivalenter) av 50% vanndig acrylamidoppløsning i løpet av et tidsrom på 1 time. Reaksjonsblandingen oppvarmes eksotermt til ca. 53°C og 64 deler (1,93 ekvivalenter) paraformaldehyd og 18 deler (0,095 ekvivalenter) av p-toluensulfonsyrehydrat tilsettes. Oppvarm-ingen fortsettes ved tilbakestrømning (91-126°C) i 4 timer mens det oppsamles 305 deler vann. Blandingen avkjøles til ca. 90°C og 7,6 deler (0,095 ekvivalenter) 50% vanndig natrium-hydroksydoppløsning tilsettes. Avkjøling fortsettes til ca.

30°C og et vakuum pålegges (15mm Hg). Toluenoppløsningsmiddel fjernes mens temperaturen heves til 110°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 6,90% P (teoretisk 6,75%) og 2,92% N (2,97% teoretisk).

Eksempel 3

Til en blanding av 984 deler (1,30 ekvivalenter) av 0,0-p-di-dodecylfenylfosforditiosyre og 575 deler toluen under en nitrogenatmosfære tilsettes 100 deler (0,65 ekvivalenter) metylenbisacrylamid. Reaksjonsblandingen oppvarmes isotermt til ca. 40°C og oppvarmes til 80-85°C i 2 timer. Etter av-kjøling av blandingen til 30°C pålegges et vakuum (15mm Hg)

og toluenoppløsningsmidlet fjernes mens temperaturen heves til 100°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel, og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 4,09%

P (teoretisk 4,31%).

Eksempel 4

En reaksjonsbeholder fylles med 820 deler toluen og 930 deler (2,32 ekvivalenter) av en 0,O-di-alkylfosforditiosyre frem-stilt fra en blanding av 20 mol-% isobutylalkohol og 80 mol-% 2-etylheksylalkohol. Til denne blandingen tilsettes det under en nitrogenatmosfære 178,6 deler (1,16 ekvivalenter) metylenbisacrylamid. Blandingen oppvarmes eksotermt til ca. 65°C, og oppvarmes til 80-85°C i 2 timer. Etter avkjøling til 50°C påtrykkes et vakuum (30mm Hg). Toluenoppløsningsmidlet fjernes mens temperaturen heves til 115°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel, og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 7,30% P (teoretisk 7,28%).

Eksempel 5

Til en blanding av 305 deler toluen og 611 deler (1,82 ekvivalenter) av en O,O-di-alkyl-substituert fosforditiosyre frem-stilt fra en blanding av 20 mol-% fenol og 80 mol-% i-oktyl-alkohol tilsettes 258 deler (1,82 ekvivalenter) av en 50% vanndig acrylamidoppløsning i løpet av et tidsrom på 2 0 minutter under en nitrogenatmosfære. Etter en innledende eksoterm oppvarming til 60°C tilsettes 32,1 deler (0,97 ekvivalenter) paraformaldehyd og 7,3 deler (0,038 ekvivalenter) av p-toluensulfonsyrehydrat. Blandingen oppvarmes til tilbakestrømning (91-127°C) i 2 timer mens det fjernes 131 deler vann. Blandingen avkjøles til 80°C og 3,1 deler (0,038 ekvivalenter) 50% vanndig natriumhydroksyd-oppløsning tilsettes. Avkjøling fortsettes til 50°C og et vakuum (3 0mm Hg) påtrykkes. Toluenoppløsningsmiddel fjernes mens temperaturen heves til 110°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 7,09% P (teoretisk 7,42%).

Eksempel 6

Til 1 017 deler (3,0 ekvivalenter) av 0,0-di-4-metyl-2-pentyl-fosforditiosyre under nitrogen tilsettes 213 deler (3,0 ekvivalenter) acrylamid. Reaksjonen oppvarmes eksotermt til 65°C og holdes i 1 til 3 timer ved 65-75°C. Produktet filtreres gjennom et filterhjelpemiddel og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 7,65% P (teoretisk 7,82%), 3,51 N (teoretisk 3,50%) og 16,05% S (teoretisk 16,06%).

Eksempel 7

Til 614 deler (1,5 ekvivalenter) av O,0-di-isooktylfosforditio-syre under nitrogen tilsettes 213 deler (1,5 ekvivalenter) av en 50% vanndig acrylamidoppløsning. Reaksjonen oppvarmes eksotermt til 65°C og holdes i 2 timer ved 70°C. Et vakuum påtrykkes (20mm Hg) mens temperaturen heves til 90°C. Resten filtreres gjennom et filterhjelpemiddel, og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 6,67% P (teoretisk 6,60%), 2,94% N (teoretisk 2,97%) og 14,50% S (teoretisk 13,60%).

Eksempel 8

To 1 340 deler (3,41 ekvivalenter) av 0,0-di-isooktylfosfor-ditiosyre under nitrogen tilsettes 242 deler (3,41 ekvivalenter) acrylamid. Reaksjonsblandingen oppvarmes eksotermt til 60°C

og holdes ved 65-75°C i 1 time. Til denne blandingen tilsettes 400 deler toluen, 14 deler kaliumkarbonat, og 307 deler (3,58 ekvivalenter) 3 5% vanndig formaldehyd. Blandingen oppvarmes under en nitrogenatmosfære ved 35-40°C i 16 timer. Til denne

blandingen tilsettes 18,2 deler iseddiksyre.

Eksempel 9

Fra produktet fra eksempel 8 fjernes vann ved anvendelse av en "Dean Stark" felle ved tilbakestrømning i 6 timer. Etter at 234 deler vann er samlet (temperaturen er 120°C) avkjøles blandingen til 3 0°C. Et vakuum påtrykkes (30mm Hg) mens temperaturen heves til 115°C. Blandingen filtreres gjennom et filterhjelpemiddel, og filtratet er det ønskede produktet. Produktet inneholder 6,71% fosfor.

Som angitt ovenfor er preparatene ifølge foreliggende oppfinnelse nyttige som additiver for smøremidler og funksjonelle fluider. De kan anvendes i en rekke smøremidler basert på diverse oljer med smørende viskositet, omfattende naturlige og syntetiske smøreoljer og blandinger derav.

Disse smøremiddelpreparatene som inneholder additivkonsentratene er effektive som veivkassesmøreoljer for gnisttente og kompressjonstente forbrenningsmotorer, innbefattende bil- og lastebilmotorer, totaktsmotorer, stempelmotorer innen luftfart, marinedieselmotorer, landeveisdieselmotorer og dieselmotorer med lav belastning o.l. Videre kan også automatiske overførings-fluider, transakselsmøremidler, girkassesmøremidler, metall-bearbeidelsessmøremidler, hydrauliske fluider og andre smøre-oljer og smøresammensetninger ha fordel av innbefatning av additivkonsentratene ifølge oppfinnelsen.

Som angitt ovenfor kan de koblede fosforholdige amidtypefor-bindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse tilsettes direkte til smøremidlet i mengder som angitt ovenfor. I tillegg for-tynnes de ofte med et i det vesentlige inert, normalt flytende organiske fortynningsmiddel så som mineralolje, nafta, benzen, toluen, xylen o.l. slik at det dannes et additivkonsentrat. Konsentratene kan videre inneholde et eller flere additiver som er kjent innen teknikken eller beskrevet ovenfor. Den gjenværende delen av konsentratet er et i det vesentlige inert normalt flytende fortynningsmiddel.

Et eksempel på et konsentrat er som følger:

Konsentratet hadde god oppløslighet med hensyn på produkt fra eksempel 2 deri.

Når en vektdel av det ovenfor angitte konsentratet ble benyttet

i 99 vektdeler av en mineralolje og den resulterende oppløs-ningen ble undersøkt med hensyn på en F.Z.G, girtest, ble det registrert en forbedring fra passasje av 10 belastningsstadiet til passasje av 12 belastningsstadiet.

Mens i det foregående en best modus og en foretrukket uførelse er angitt, skal det bemerkes at forskjellige modifikasjoner vil være mulige for fagmannen ved gjennomlesning av beskrivelsen. Det skal derfor understrekes at oppfinnelsen som er beskrevet

er ment å dekke slike modifikasjoner slik at disse faller innenfor rammen av de følgende kravene.

Claims (4)

1. Smøreoljeblanding, karakterisert ved at den omfatter en olje av smøremiddelviskositet og et belastningsbærende middel som er en koblet fosforholdig amidforbindelse med den generell formel I: der X<1>, X<2> og X<3>, uavhengig er 0 eller S; R<1> og R<2>, uavhengig, er en hydrokarbyl-basert oksy, hvis hydrokarbyldel inneholder 6 til 12 karbonatomer, R<3>, R<4>, R<5> og R<6>, uavhengig, betyr hydrogen, eller et alkyl med 1 til ca. 22 karbonatomer, n er 0 eller 1, og R<8> er valgt blant der R uavhengig er alkylen eller alkyliden med 1 til 12 karbonatomer.

2. Smøremiddelblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen er et konsentrat inneholdende 1 til 50 vekt-% belastningsbærende middel.

3. Smøremiddelbaldning ifølge krav 1, karakterisert ved at det belastningsbærende middel er tilstede i en mengde innen området 0,0001 vektdeler til 2,0 vektdeler.

4. Smøremiddelblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at det belastningsbærende middel er tilstede i en mengde innen området 0,0001 vektdeler til 0,5 vektdeler.