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JPH04224895A - 潤滑油添加物、この製造方法及び使用 - Google Patents

潤滑油添加物、この製造方法及び使用

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Publication number
JPH04224895A
JPH04224895A JP3068637A JP6863791A JPH04224895A JP H04224895 A JPH04224895 A JP H04224895A JP 3068637 A JP3068637 A JP 3068637A JP 6863791 A JP6863791 A JP 6863791A JP H04224895 A JPH04224895 A JP H04224895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
lubricating oil
dispersant
soluble compound
aliphatic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3068637A
Other languages
English (en)
Inventor
William D Carlisle
ウィリアム ダニエル カーライル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lubrizol Adibis Holdings UK Ltd
Original Assignee
BP Chemicals Additives Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB909007313A external-priority patent/GB9007313D0/en
Priority claimed from GB909027825A external-priority patent/GB9027825D0/en
Application filed by BP Chemicals Additives Ltd filed Critical BP Chemicals Additives Ltd
Publication of JPH04224895A publication Critical patent/JPH04224895A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、油可溶性の
分散剤添加物に関し、これは、少なくとも一つの反応性
窒素含有部分と、ポリエポキシドとを有する分散剤の反
応生成物から構成され、更にこれらの製造方法と、濃縮
組成物と、前記油可溶性の分散剤添加物を含む最終潤滑
油組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヒドロキシルアルキル残留基に結合し、
それにより分散性の性質を向上する為のモノエポキシド
と分散剤との反応は、例えば、米国特許第3,373,
111号公報と第4,798,612号公報に記載され
ている。代表的には、米国特許第3,373,111号
公報は、約50℃から分解温度までの範囲内の温度で、
アシル化アミンを、有機エポキシドの少なくとも0.2
当量と処理しすることにより油可溶性窒素含有組成物を
製造する方法を開示しており、前記アシル化アミンは、
約80℃以上で、アルキレンアミンを、酸生成化合物の
約0.2−2当量と反応させることにより製造され、前
記酸生成化合物は、(a)  構造式:
【0003】
【化12】
【0004】(式中、Rは、少なくとも約50個の脂肪
族炭素原子を有する炭化水素基を表す)を有する置換コ
ハク酸、(b)  構造式: R1COOH (式中、R1は、主鎖中に約12−約50個の炭素原子
と、少なくとも一つの脂肪族置換アリール側基とを有す
る有枝炭化水素基を表す)を有するモノカルボン酸、(
c)  (a)のコハク酸と、(b)のモノカルボン酸
と炭素原子約12−約50個有する脂肪族酸とを構成す
るクラスから選択されるモノカルボン酸との混合物、及
び(d)  前記酸類のエステル類と酸無水物類を表す
)を構成するクラスから選択される。
【0005】ポリエポキシドと分散剤との反応により、
低温粘性の性質を高められた分散剤を製造することは、
欧州特許第−A−0317353号公報から公知である
。この公報には、油質組成添加物として有用な油可溶性
分散剤が開示されており、前記油質組成添加物は、(1
)  (i) 油可溶性塩類、アミド類、イミド類、オ
ギザゾリン類、エステル類、又は長鎖ヒドロカルビル置
換モノ−、及びジ−カルボン酸又はこれらの無水物の前
記化合物類の混合物、(ii) 直接に結合するポリア
ミンを有する長鎖炭化水素類、及び(iii) 長鎖ヒ
ドロカルビル置換ヒドロキシ芳香族化合物を、アルデヒ
ドとポリアルキレンポリアミンと縮合することにより形
成されるマンニッヒ縮合生成物により構成される基から
選択される少なくとも一つの窒素又はエステル含有付加
物、前記付加物は、反応性アミノ基と反応性ヒドロキシ
ル基から選択される少なくとも一つの反応性基を含む、
(2)  少なくとも一つのポリエポキシドの反応生成
物からなり、反応に使用の為の好適なポリエポキシドは
、ジエポキシド、即ち、2つのオキシラン環を含む物で
あると言われている。ポリエポキシドは、単一工程反応
で、ヒドロカルビル置換ジカルボン酸のアシル化窒素誘
導体と反応させられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、所望
の粘度指数改良性質を有する改良された分散剤が、脂肪
族ポリエポキシドを、少なくとも一つの反応性窒素含有
部分と、少なくとも2つの逐次工程て反応させる時に結
果することを突き止めるに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、脂肪
族ポリエポキシドと、少なくとも一つの反応性窒素含有
部分を有する分散剤との反応生成物から構成される油可
溶性分散添加物を提供するもので、少なくとも一つの反
応性窒素含有部分を有する分散剤とポリエポキシドとの
反応は、少なくとも2つの逐次工程で完成されることを
特徴とする。
【0008】少なくとも一つの反応性窒素含有部分を有
するどの分散剤も、使用されて良い。従って、第一及び
/又は第二アミノ基を有する分散剤は、使用されて良い
が、しかし、全く第三アミノ基を含む分散剤は使用出来
ない。少なくとも2つの反応性窒素を有する分散剤が好
適で、分散剤が3−7個のこの様な窒素を含むのが更に
好適である。発明者等は、どの理論にも束縛されるのを
望まないけれども、反応は、分散剤の反応性窒素とポリ
エポキシドのオキシラン環との間で起こり、分散剤の異
なる分子が、ポリエポキシド分子により架橋される方法
でオキシラン環を開環すると信じられる。
【0009】少なくとも一つの反応性窒素含有部分を有
するどの分散剤も、使用されて良い。適切な分散剤は、
(i) 長鎖ヒドロカルビル置換モノ−、及びジ−カル
ボン酸又はこれらの無水物の油可溶性アミド類又はイミ
ド類、(ii) 直接に結合するポリアミンを有する長
鎖炭化水素類、及び(iii)  長鎖ヒドロカルビル
置換ヒドロキシ芳香族化合物、例えばアルキルフェノー
ルを、アルデヒドとポリアルキレンポリアミンと縮合す
ることにより形成されるマンニッヒ縮合生成物、この付
加物は、少なくとも一つの反応性アミノ基を含む。
【0010】分散剤は、好適には、ポリアルケン置換コ
ハク酸アシル化剤とアミンとの反応により形成されるイ
ミド又はアミドである。
【0011】スクシンイミド類は、周知な分散剤のクラ
スである。この様な材料に関係する技術の代表的なもの
は、英国特許第−A−1565627号に記載され、従
来技術はこれに知らされている。代表的に、分散剤は、
塩素の存在下に又は不存在下に、ポリアルケンわ、マレ
イン酸、又は好適には無水マレイン酸と反応させて、ポ
リアルケン置換コハク酸又は無水物を生成し、次いでポ
リアルケン置換コハク酸又は無水物を、モノ−,ジ−,
又はポリアミンであって良い窒素性物質、適切にはアミ
ンと反応させる。
【0012】適切なスクシンイミドは、式:−
【001
3】
【化13】
【0014】式中、R2は、ヒドロカルビル基、代表的
にはポリオレフィン基であり、好適にはR2は、炭素原
子30個と300個の間、更に好適には50個と150
個の間の物であり、かつR3は、H2NR3NXYは、
エチレンアミン又はプロピレンアミンの様なアルキレン
アミンであり、例えばR3は、−(CH2CH2NH)
kCH2CH2−(式中、kは、0又は1−7の整数、
好適には2−6の整数を表す様な2価基であり、別案と
して、混合されたエチレンアミン/プロピレンアミン、
例えば、H2N(CH2)3NH(CH2)2NH(C
H2)3NH2も使用して良い。XとYは、独立的に水
素、アルキル又はヒドロキシアルキル基のいずれかであ
り、各々は炭素原子1−6個、例えばメチル、エチル又
はヒドロキシエチル又は共に下記式:−
【0015】
【化14】
【0016】である。
【0017】別案として、式(化11)のR3は、H2
NR3NXYがアルカノールアミン又はポリエーテルア
ミンである様な2価基であって良い。代表的には、この
様なアルカノールアミン類は、=N・CH2CH2NH
・CH2CH2OHの基(即ち、R3=CH2CH2,
X=H,Y=CH2CH2OH)で、かつ代表的にはこ
の様なポリエーテルアミン類は、=NCH2CH2OC
H2CH2・OCH2CH2NH2の基(即ち、R3=
(CH2CH2O)2CH2CH2,X=Y=H)を含
んで良い。有用な工業的に得られるポリエーテルアミン
類は、テキサコ社により市場に出されているジェファミ
ン(Jeffamines)(RTM)である。好適に
は、R3は、アルキレン基、例えば炭素原子2−40個
で、任意的に少なくとも一つのO、又はNH基で割り込
まれ、かつ特に各々が、炭素原子2−4個のアルキレン
オキサ基又はアルキレンアミノ基を含む物である。
【0018】R3はまた、H2NR3NXYが、芳香族
又はアリール脂肪族のアミン、例えばフェニレン、又は
ビフェニレン・ジアミン、又はビス(アミノベンジル)
の様な炭素原子6−20個の様な2価基であって良い。
【0019】適切には、式(化1)において、R2は、
エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−
ヘキセン、1−オクテンなどのいずれかから誘導される
。 別案として、ポリアルケンは、内部オレフィン、例えば
2−ブテン、又は共重合体、例えばエチレン/プロピレ
ン共重合体から誘導されて良い。好適には、ポリアルケ
ンは、ポリイソブテンである。
【0020】スクシンイミドは、モノ−,又はビス−ス
クシンイミドのいずれかであって良い。
【0021】本発明の目的に対して、用語ポリエポキシ
ドは、少なくとも2個のオキシラン環を含む化合物を意
味する。
【0022】本発明の方法の使用に適切なポリエポキシ
ドは、脂肪族である。好適なポリエポキシドは、4個の
オキシラン環まで含む。更に好適なポリエポキシドは、
ジエポキシド、即ち、分子当たり2個のオキシラン環を
含む物である。適切な脂肪族ポリエポキシドの例は、前
記欧州特許第−A−0 317 353号公報に記載さ
れている。適切には、ジエポキシドは、式:−
【0023】
【化15】
【0024】の物であって良く、式中、q=0又は1、
R6は、2価脂肪族ヒドロカルビル基又はヘテロ置換脂
肪族ヒドロカルビル基、例えば炭素原子5−10個のア
ルキレン、シクロアルキレン、又は炭素原子2−20個
のアルケニレン基、R6は、任意的に3個のオキシラン
環まで含んで良く、R4とR5は、独立的に水素又は脂
肪族ヒドロカルビル基のいずれか、例えばアルキル又は
アルケニル基、好適にはアルキル基で、R4又はR5が
、ヒドロカルビル基である場合、好適にはC1−C6、
更に好適にはC1−C3、例えばメチル又はエチルであ
る。R4とR5は、独立的に水素又はメチル基であるの
が好適である。
【0025】R6が、例えば炭素原子1−300個のア
ルキレンの場合、式−[CHRb]rであるのが適切で
、式中、Rbは、水素又はC1−C20、好適にはC1
−C6、更に好適にはメチル又はエチルであり、rは、
1−30、例えば1−8、好適には1−6の整数であり
、各々の−[CHRb]基は、同じ又は異なって良い。 R6基は、適切にはポリオレフィン、例えばポリエチレ
ンから誘導される。
【0026】R6が、ヘテロ、例えばO−置換脂肪族ヒ
ドロカルビル基である場合、ポリエポキシドは、代表的
には、ジオール(例えば、1,4−ブタンジオール、2
,2−ジメチル−1,3−ブロパンジオール)又はグリ
コール(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は
ポリブテングリコール)を、エピクロロヒドリン又は対
応するグリシドールとの2塩化物と反応させることによ
り製造される。
【0027】適切なジエポキシドの例は、1,4−ブタ
ンジオール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサン
ジオール・ジグリシジルエーテル、ポリプロピレンオキ
シド・ジグリシジルエーテル、2,2−ジメチル−1,
3−プロパンジオール・ジグリシジルエーテル(ネオペ
ンチル・ジグリシジルエーテル)である。
【0028】本発明の使用に適切な多くの脂肪族ジエポ
キシドが、工業的に入手出来る。
【0029】R6もまた、式
【0030】
【化16】
【0031】の少なくとも一つ、例えば1−4個の基D
で任意的に置換されたアルキレン基又はアルキレングリ
コール基であって良く、式中、Raは、例えばCH2の
様な炭素原子1−4個のアルキレン基、又は例えば炭素
原子2−40個と少なくとも2個の酸素原子のアルキレ
ングリコール基であり、R4は、前記定義と同じであり
、jは、0又は1である。
【0032】前記定義のR6基を有する適切なポリエポ
キシドの例は、グリセロール・トリグリシジルエーテル
、及びペンタエリスリトール・テトラグリシジルエーテ
ルである。
【0033】分散剤の架橋は、ポリエポキシドとの反応
が、少なくとも2つの逐次工程で達成される場合、粘度
計的性質を高める方法で完成されると信じられる。
【0034】分散剤とポリエポキシドとの反応は、適切
には、第一工程において、高温で分散剤をポリエポキシ
ドと反応させ、次いで別の工程で、前工程からの生成物
を、高温で別の分散剤と反応させることからなる。
【0035】別の分散剤の添加を包含する逐次の工程に
おいて、第一工程において使用される分散剤と異なる分
散剤が使用されることが理解されるであろう。
【0036】本発明の分散剤とポリエポキシドとの反応
は、2つの逐次工程で完成される。適切には、例えば(
i) 分散剤とポリエポキシドが、周囲温度から120
℃までの範囲の温度で混合され、(ii) 次いで、若
し必要ならば、混合物の温度を70℃以上と混合物の分
解温度以下に、例えば10−180分の期間の間、調節
し、  (iii) 混合物を、この温度で、例えば1
5−300分の間保持し、(iv) 分散剤の別の部分
を、(iii)の生成物と、15−220℃の範囲の温
度で混合し、(v) 次いで、若し必要ならば、混合物
の温度を、70−250℃の範囲に調節し、  (vi
) 混合物を、この温度で、例えば15−300分の期
間の間保持する。
【0037】使用されるべき分散剤とポリエポキシドの
量に関しては、第一工程において分散剤中に存在する各
々のアミノ水素に対して、一般的に、適切にはポリエポ
キシドの0.75−1.1当量、更に好適には0.8−
0.95当量が使用される。次いで、続く工程において
、第一工程で使用された分散剤の当量当たり、0.5−
15、好適には1.0−10.0当量の分散剤が添加さ
れる。
【0038】本発明の好適な実施態様において、分散剤
の或る割合は、2つの部分においてポリエポキシドと反
応され;第一工程において、(i) 分散剤の第一部分
が、ポリエポキシドと反応され、この第一工程(i)の
生成物は、第二工程において、少なくとも2つのアミノ
水素を有する化合物(A)と反応される。第二部分の分
散剤の反応は、化合物(A)と前記第一工程の生成物と
の反応と同時に達成されることが出来;この場合、化合
物(A)と分散剤の第二部分とは、適切には反応前に混
合され得る。 別案として、特に好適な実施態様において、分散剤の第
二部分の反応は、化合物(A)と前記第一工程(i)の
生成物との反応の後に達成されても良い。この後者の場
合、製造方法は、少なくとも3つの工程からなる。
【0039】化合物(A)は、適切には、分散剤よりも
低分子量からなる。代表的には、化合物(A)の分子量
は、32−1,000の範囲である。
【0040】化合物(A)のアミノ水素は、同じ窒素原
子に結合され[例えば、H2N(CH2)3N(Me)
2における様に]、又は2つ(又はそれ以上)の異なる
窒素原子に結合される[例えば、MeNH(CH2)3
NHMeにおける様に]。化合物(A)は、ポリアミン
であるのが良く;別案として、化合物(A)は、アミン
末端化ポリアルキレングリコール(ポリアルキレングリ
コールは、一端部においてアミン末端化され、例えば、
H2N(CH2O)nCH2CH2OH、又は両端部に
おいてアミン末端化され、例えば、H2N(CH2O)
nCH2CH2NH2)、アルコールアミン、例えばH
2NCH2CH2OH、ポリオキシアルキレンアミン、
例えばH2N(CH2CH2OCH2CH2NH)nC
H2CH2NH2;各々の場合において、n=1−20
、好適には1−10、更に好適には1−4である。 アミン末端化ポリアルキレングリコール、アルコールア
ミン、及びポリオキシアルキレンアミンは、エチレンオ
キシド、プロピレンオキシド、又は混合したオキシドか
ら誘導されて良い。
【0041】別案として、化合物(A)は、アミンが第
一アミン、例えばH2N(CH2)5CH3であること
を条件として、モノアミンであることが出来る。化合物
(A)は、好適には、ジアミン、例えばエチレンジアミ
ン、ジメチルアミノ・プロピルアミン、トリアミン又は
テトラアミン、例えばトリス(アミノエチル)アミン、
又はポリエーテルの主鎖がプロピレンオキシド、エチレ
ンオキシド、又は混合されたプロピレン/エチレンオキ
シドに基づいているポリエーテル主鎖の末端に結合され
る第一アミノ基を含むポリオキシアルキレンアミンであ
る。
【0042】第一工程の生成物は、一般式:
【0043
【化17】
【0044】の新規な化合物からなり、式中、R8とR
9は、独立的に、2価脂肪族、ヘテロ置換脂肪族、例え
ばR3により定義された様に、かつ炭素原子6−20個
含むどの芳香族基を有する芳香族又はヘテロ置換芳香族
基、R7とR10は、独立的にヒドロカルビル基、又は
下記式の基:
【0045】
【化18】
【0046】
【化19】
【0047】
【化20】
【0048】又は下記式の基のY1:
【0049】
【化21】
【0050】式中、R’とR”の一つは、水素で、かつ
他はヒドロキシル基であり、一方、R3で定義した様に
、R11、R12、及びR13は、独立的に、1価脂肪
族、又はヘテロ(例えば、O)置換脂肪族基であり、R
14は、アルキレン基、又はヘテロ(例えば、O)置換
アルキレン基であり、R6は、2価脂肪族、又は任意的
に2個のオキシラン環まで含む、又は前記R6に対して
更に記載した様なヘテロ(例えば、O)置換脂肪族基、
R4とR5は、独立的に水素、又は前記定義の様なヒド
ロカルビル基、かつxとyは、独立的に、0又は1−1
0の整数であり、qは、0、又は1であり、各々のR8
基と各々のR9基と各々のY1基とは、同じ又は異なっ
て良い。
【0051】R8とR9は、独立的に2価脂肪族;ヘテ
ロ置換脂肪族、芳香族又はヘテロ置換芳香族基である。 R8又はR9が、脂肪族基、例えば炭素原子1−300
個のヒドロカルビルである場合、これは、適切には、[
CHR15]m、式中、R15は、水素又はC1−C2
0、好適にはC1−C10アルキル基、更に好適にはメ
チル又はエチル基、mは、1−12、好適には2−6の
整数で、m個の基−[CHR15]−の各々は、同じ又
は異なって良く;R8又はR9の基は、適切には、オレ
フィンから誘導される。R8又はR9が、ヘテロ置換脂
肪族基である場合、これは、好適には、酸素置換脂肪族
基、例えばエポキシド、例えばエチレンオキシド、プロ
ピレンオキシドから適切に誘導出来るアルキレンオキシ
ドである。R8又はR9が、アルキレンオキシドである
場合、これは、適切には、式:−[CHR16CHR1
7O]PCHR16CHR17−式中、R16とR17
は、独立的に、水素、又はC1−C25、好適にはC1
−C16、更に好適にはC1−C6アルキル基、例えば
メチル又はエチルである。好適には、R16は水素であ
り、かつR17は水素ねメチル、又はエチルである。p
は、1−10、好適には1−4である。R17が、水素
、メチル、又はエチルである場合、アルキレンオキシド
は、普通、夫々、エチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、又はブチレンオキシドから誘導されるだろう。
【0052】R7及び/又はR10が、ヒドロカルビル
基である場合、これは、好適には、少なくとも50個の
炭素原子を有するアルキル基である。アルキル基は、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、1−ヘキセン、1−オクテンなどかせ誘導
されるポリオレフィンであるのが良い。
【0053】好適には、ヒドロカルビル基は、ポリイソ
ブテンから誘導される。
【0054】R7及びR10が、ヒドロカルビル基であ
るか、又はアルキルオキシアルキルであることが出来る
場合、R11,R12,R13の基は、前記R7とR1
0で定義の通りである。
【0055】別案として、R7及びR10が、独立的に
、置換スクシンイミド、即ち下記式:
【0056】
【化22】
【0057】式中、R14は、前記基−[CHR15]
mに対して定義した通りであり;下記式のアミド
【00
58】
【化23】
【0059】又は、ヒドロカルビル置換フェノールとア
ルデヒドとの縮合により形成されるマンニッヒ縮合生成
物、例えばホルムアルデヒドとポリアルキレン・ポリア
ミンとの縮合物:
【0060】
【化24】
【0061】R7とR10が、基Y1であって良く、Y
1は、
【0062】
【化25】
【0063】式中、R’とR’’の一つが、水素である
場合、他はヒドロキシル基であり、R6は、前記定義の
通りの脂肪族又はヘテロ置換脂肪族基であり、R6は、
任意的に3つのオキシラン環まで含むことが出来る。R
4とR5は、独立的に、水素又は脂肪族ヒドロカルビル
基であり、R4又はR5が、ヒドロカルビル基である場
合、これは、アルキル、又はアルケニル基、好適にはア
ルキル基である。好適には、ヒドロカルビル基は、C1
−C6、更に好適にはC1−C3のアルキル基、例えば
メチル又はエチルである。好適には、R4とR5は、独
立的に、水素、又はメチルであり、前記の各式から誘導
される基であることが出来る。
【0064】xとyは、独立的に、0、又は1−10の
整数であり、好適には、x+yは、少なくとも1、好適
には2−6である。
【0065】qは、0、又は1であるる工程(i)の生
成物が、前記定義の通りの低分子量のアミン(化合物A
)と反応された後に、続いて分散剤の第二部分が添加さ
れる場合、工程(i)における分散剤とポリエポキシド
の反応は、適切には、60−120℃、好適には80−
100℃の範囲の温度で、15分−3時間、好適には3
0分−1.5時間の期間で実施される。低分子量アミン
と工程(i)の生成物との反応はまた、60−120℃
、好適には80−100℃で、15分−3時間、好適に
は30分−1.5時間の期間で実施される。
【0066】化合物(A)が、添加される場合、前記化
合物(A)のモル数は、適切には、工程(i)で反応さ
れる分散剤のモル数未満であり、好適には、工程(i)
で反応される分散剤のモル当たり、0.1−0.95、
好適には0.2−0.7の範囲である。  化合物(A
)が、工程(i)の生成物に添加され、次いで分散剤の
第二部分が、前記第三工程で反応される場合、分散剤の
第二部分は、適切には、100−200℃、更に好適に
は130−170℃の範囲の温度で、1−6時間、好適
には2−4時間の期間反応される。この場合、分散剤の
第二部分は、分散剤の第二部分のモル/工程(i)で添
加されるジエポキシドのモルの比が、0.5−8.0、
好適には1.0−4.0である。
【0067】工程(i)の生成物が、化合物(A)と反
応される所の工程(ii)の生成物は、一般式:
【00
68】
【化26】
【0069】の新規な化合物からなり、式中、Zは:

0070】
【化27】
【0071】であり、式中、式中、R’とR’’の1つ
と、R’’’R’’’’の1つとは、水素、他はヒドロ
キシル基であり、R4,R5,R6,R7,R8,R9
,R10,Y1,x,y,及びqは、総て前記定義の通
りであり、R18は、2個のアミノ水素を有する化合物
から前記アミノ水素を除去することにより誘導される2
価基である。
【0072】2価基は、前記定義の通り、化合物(A)
から2つのアミノ水素の除去により誘導され[例えば、
H2N(CH2)5CH3から=N(CH2)5CH3
]。
【0073】2つ(又はそれ以上)の工程反応は、好適
には、反応物に対する溶剤中で実施される。潤滑油は、
溶剤として好適であり、その理由は、(i) 工業的に
入手出来るスクシンイミドは、一般的に、潤滑油溶液の
形態で市販されており、かつ(ii)反応生成物の意図
する用途は、潤滑油添加物としてであるからである。天
然と合成潤滑油の両方が、使用されて良い。適切には、
潤滑油は、鉱油、例えばSN150油であって良い。所
望ならば、不活性希釈剤を使用することも可能である。 適切な不活性希釈剤は、液体炭化水素、例えばキシレン
、トルエンなどを包含する。
【0074】潤滑油溶剤中で実施された反応生成物は、
油可溶性分散剤添加物を含む濃縮組成物である。
【0075】前記方法で分散剤組成物を製造する利点は
、塩素が反応物として使用される別の経路の方法と異な
り、残留塩素で汚染される生成物の可能性がないことで
ある。その結果、生成物は、潜在的に、より環境的に受
け入れ可能なものである。もう一つの観点において、本
発明は、組成物が、大部分の潤滑油と小部分の本発明の
分散剤添加物からなる潤滑油組成物を提供するものであ
る。
【0076】潤滑油は、天然又は合成のどの潤滑油であ
っても良い。
【0077】潤滑油組成物に、普通に使用されるどの従
来の添加物も組み込んで良く、この添加物は、酸化防止
剤、洗剤、極圧/耐摩耗剤、及び粘度指数向上剤を包含
する。本発明の分散剤組成物は、粘度指数向上剤を有し
、従来の粘度指数向上剤を殆ど必要としないから、この
ことは、本発明の利点である。
【0078】潤滑油組成物は、自動車と船舶の使用を含
めて、どの潤滑油の用途にも使用されて良い。
【0079】自動車の使用に対して、潤滑油組成物は、
適切には、本発明の分散剤添加物の10重量%まで(例
えば、0.1−10重量%、又は2−10重量%)含ん
で良い。
【0080】
【実施例】本発明を、以下、次の実施例と図面を参照し
て説明する。実施例1−8(本発明による)は、工程(
i)の反応生成物が、前記定義した通りの化合物(A)
と反応される実施例である。実施例9(本発明による)
は、工程(i)の反応生成物に化合物(A)を添加しな
かった実施例である。
【0081】総ての実施例において、ポリイソブテン(
Mn約1000)−置換無水コハク酸と、テトラエチレ
ン・ペンタ−アミンとの反応により形成されるADX2
01(工業的に入手出来るスクシンイミド分散剤)、又
はポリイソブテン(Mn約2,000)−置換無水コハ
ク酸と、トリエチレン・テトラ−アミンとの反応により
製造されるADX212(工業的に入手出来るスクシン
イミド分散剤)が使用された。用語「スクシンイミド」
が実施例と図面において使用される場合、それは、AD
X201に関するものである。
【0082】方法  1:適切には、ポリエポキシド(
適切には、0.75又はそれ以上、好適には、0.75
−1.1、更に好適には、0.8−0.95当量のポリ
エポキシドが、一般的に、分散剤中に存在する各々の反
応性N−H基に対して使用される)が、少なくとも一つ
の窒素含有部分(これは、第一又は第二アミノ窒素)を
有する分散剤誘導体に、周囲温度−120℃の範囲の温
度で、添加される。次いで、混合物の温度は、若し必要
ならば、60−120℃まで、例えば15分−1時間の
期間に亙り、調節される。混合物は、この温度で、例え
ば15分−2時間の期間保持される。少なくとも2個の
反応性アミノ窒素(N−H)基を含む低分子量アミンに
添加される(好適には、MW31−1000)が、15
℃−その沸点の範囲の温度で、工程(i)で添加された
分散剤のモル当たり0.1−0.95モル当量、適切に
は0.2−0.7モル当量)。温度は、若し必要ならば
、60℃と120℃の間まで調節される。混合物は、こ
の温度で、例えば15分−3時間の期間保持される。少
なくとも一つの反応性窒素基(N−H)を含む分散剤誘
導体の別の部分(前記と同じ物である必要がなく;一般
的に、工程(i)で添加された分散剤のモル当たり0.
5−6.0モル当量、好適には1.0−4.0モル当量
)が、15−220℃の範囲の温度で、混合物に添加さ
れる。混合物の温度は、若し必要ならば、70−250
℃、好適には100−200℃の範囲まで調節され、か
つ混合物は、この温度で、例えば15−300分、好適
には1時間−4時間の期間保持される。
【0083】実施例  1:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150油中
のADX201の25%活性溶液の200gへ添加した
。 混合物を、90℃まで加熱し、次いでこの温度で1時間
攪拌した。N,N−ジメチル−3−アミノプロピルアミ
ン(0.55当量)を、この混合物に添加し、次いで9
0℃で、更に1時間の期間攪拌した。SN150油中の
ADX201の50%活性溶液の第二部分(276g)
を添加し、次いで混合物を、150℃で4時間攪拌した
【0084】実施例  2:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150油中
のADX201の25%活性溶液の100gへ添加した
。 混合物を、90℃まで加熱し、次いでこの温度で1時間
攪拌した。N,N−ジメチル−3−アミノプロピルアミ
ン(0.50当量)を、この混合物に添加し、次いで9
0℃で、更に1時間の期間攪拌した。SN150油中の
ADX201の73%活性溶液の第二部分(100g)
を添加し、次いで混合物を、150℃で4時間攪拌した
【0085】方法  2:適切には、ポリエポキシド(
適切には、0.75又はそれ以上、好適には、0.75
−1.1、更に好適には、0.8−0.95当量のポリ
エポキシドが、一般的に、分散剤中に存在する各々の反
応性N−H基に対して使用される)が、少なくとも一つ
の窒素含有部分(これは、第一又は第二アミノ窒素)を
有する分散剤誘導体に、周囲温度−120℃の範囲の温
度で、添加される。次いで、混合物の温度は、若し必要
ならば、60−120℃まで、例えば15分−1時間の
期間に亙り、調節される。混合物は、この温度で、例え
ば15分−3時間の期間保持される。少なくとも2個の
反応性アミノ窒素(N−H)基を含む工程(i)で添加
された分散剤のモル当たり0.1−0.95モル当量、
適切には0.2−0.7モル当量の範囲で、低分子量ア
ミン(好適には、MW31−1000)が、少なくとも
一つの反応性窒素含有部分を含む分散剤誘導体の他の部
分(前記と同じ必要はない)と混合される。次いで、混
合物を、15℃−220℃の範囲の温度で、中間物へ添
加される。 混合物の温度は、若し必要ならば、70−250℃、好
適には100−200℃の範囲まで調節され、かつ混合
物は、この温度で、例えば15−300分、好適には1
時間−4時間の期間保持される。
【0086】実施例  3:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%活性溶液(100g)へ添加した
。混合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いで
この温度で35分攪拌した。ADX201の50%油溶
液(250g)中のジメチルアミノプロピルアミン(4
.4g)の混合物246gを添加し、次いで反応物を1
20℃で、1時間攪拌した。
【0087】実施例  4:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%活性溶液(100g)へ添加した
。混合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いで
この温度で35分攪拌した。ADX201の50%油溶
液(250g)中のジメチルアミノプロピルアミン(8
.9g)の混合物243gを添加し、次いで反応物を1
20℃で、1時間攪拌した。
【0088】実施例  5:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%活性溶液(100g)へ添加した
。混合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いで
この温度で35分攪拌した。ADX212の50%油溶
液(250g)中のジメチルアミノプロピルアミン(4
.3g)の混合物242gを添加し、次いで反応物を1
20℃で、1時間攪拌した。
【0089】実施例  6:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%活性溶液(100g)へ添加した
。混合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いで
この温度で35分攪拌した。ADX212の50%油溶
液(250g)中のエチレンジアミン(2.5g)の混
合物232gを添加し、次いで反応物を120℃で、1
時間攪拌した。
【0090】実施例  7:6モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%活性溶液(100g)へ添加した
。混合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いで
この温度で35分攪拌した。ADX201の50%油溶
液(250g)中のジメチルアミノプロピルアミン(4
.5g)の混合物243.6gを添加し、次いで反応物
を120℃で、1時間攪拌した。
【0091】実施例  8:4モル当量のブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテルを、20℃でSN150中の
ADX201の50%溶液(100g)へ添加した。混
合物を、30分に亙り、90℃まで上昇し、次いでこの
温度で35分攪拌した。ADX201の50%油溶液(
250g)中のエチレンジアミン(2.5g)の混合物
237gを添加し、次いで反応物を120℃で、1時間
攪拌した。
【0092】実施例1−8の生成物の各々に対して、−
20,40,及び100℃で粘度を測定した。出発分散
剤と工業的に入手出来る分散剤LZ6420のデータを
表1に示す。LZ6420は、ルブリゾール(Lubr
izol)により販売される合格証明付き粘度指数(V
I)を有する分散剤であり、以下の比較目的の為に比較
試験に使用される。
【0093】
【表1】
【0094】比較試験  1:スクシンイミドと芳香族
ジエポキシドとを1工程で反応させることによる分散剤
添加物の製造ソルベント  ニュートラル(SN)15
0中のスクシンイミドの50重量%を、125℃まで加
熱した。ジエポキシド[エピコート(Epikote)
(RTM)828)]を、15分に亙りスクシンイミド
溶液に添加し、次いで得られた混合物を、130℃まで
加熱し、次いでこの温度で90分保持した。前記エピコ
ート(RTM)828は、下記式:
【0095】
【化28】
【0096】の化合物である。
【0097】反応は、ジエポキシドのスクシンイミドに
対するモル比の範囲に亙り実施された。生成物溶液の1
1.0重量%の粘度が、−20,40,及び100℃で
記録された。ジエポキシドのスクシンイミドに対するモ
ル比の関数として、100℃での粘度のグラフが、図1
に示される。グラフは、溶液の粘度が、約0.7−0.
8の範囲のジエポキシド:スクシンイミドのモル比にお
いて顕著に増大し、最大粘度が、約0.8のモル比で観
察されることを示している。
【0098】0.8を越えるモル比で、油に不溶性であ
るゲルを生成した。
【0099】生成物の一つ(0.79モル比)の粘度と
、未反応スクシンイミド出発物質との間の比較は、表2
に示される。
【0100】
【表2】
【0101】表2の数値は、−20℃の粘度が、比較的
に変わらない(3.5%の増大)のに比較的にして、1
00℃の粘度が、実質的に増大(21.9%)したこと
を示す。
【0102】比較試験  2:スクシンイミドと脂肪族
ジエポキシドとを1工程で反応させることによる分散剤
添加物の製造SN150油中のスクシンイミドの50重
量%を、125℃まで加熱した。1,4−ブタンジオー
ル・ジグリシジルエーテル(BDGE)を40分に亙り
滴下した。次いで、反応混合物の温度を、更に60分、
125℃に保持した。SN150油中のスクシンイミド
生成物の11.0%溶液の粘度を、100℃で記録した
【0103】反応は、ジエポキシドのスクシンイミドに
対する各種モル比の範囲に亙り実施された。生成物溶液
の11.0重量%の粘度が、40,及び100℃で記録
された。
【0104】ジエポキシドのスクシンイミドに対するモ
ル比の関数として、100℃での生成物の粘度の間の比
較が、図1と図2に示される。
【0105】実施例  9:スクシンイミドと脂肪族ジ
エポキシドとを2つの逐次工程で反応させることによる
分散剤添加物の製造スクシンイミドを、周囲温度で、1
,4−ブタンジオール・ジグリシジルエーテル(BDG
E)の4当量と結合させた。混合物を、30分に亙り9
0℃まで加熱し、次いで更に30分この温度で保持した
。スクシンイミドの別の部分を、75℃の温度で添加し
た。 混合物の温度を、120℃まで上昇し、次いでこの温度
で1時間保持した。この反応は、ジエポキシドの各種モ
ル比範囲で実施された。
【0106】スクシンイミドと1,4−ブタンジオール
・ジグリシジルエーテルとの1工程反応(比較試験2)
と2工程反応(実施例9)からの結果の総括が、表3に
示される。11.0%溶液としての100℃での生成物
の粘度間の相違が、図2に強調されている。図3は、生
成物の粘度指数に対する、脂肪族ジエポキシドの、比較
試験2と実施例9からのスクシンイミドに対する比の増
大の効果を対比している。
【0107】
【表3】
【0108】図3に関して、2工程反応に比較して、合
格証明付き粘度指数が、対応する1工程反応により殆ど
得られないことが分かる。
【0109】薄層クロマトグラフィー(TLC)分散性
試験 このテーブル試験は、分散剤が、どれ位い、使用した油
を動かすことが出来るかを測定する。
【0110】試験される分散剤が、(i) スクシンイ
ミドが、1工程反応(比較試験1)において、モル比1
:0.82にて、エピコート(RTM)828(芳香族
ジエポキシド)と反応され、かつ(ii) スクシンイ
ミドが、2工程反応(実施例9)において、モル比1:
4:3にて、別のスクシンイミドにより継続されたBD
GE(比較試験1)と反応された。スクシンイミド自体
が試験され、LZ6420もまた同じく試験された。
【0111】試験結果を表4に示す。
【0112】
【表4】
【0113】表4に報告される結果によると、試験は、
芳香族(1工程)の生成物(i)は、劣等分散剤である
べきことが、これと対照的に、脂肪族(2工程)生成物
(ii)は、良好分散剤であるべきことが予知される。
【0114】芳香族(1工程)の生成物(i)は、ペー
ターAVBエンジン試験において評価された。この評価
は、全レーティング15であり、これは、不良不合格で
あった  (ベース油レーティング=30,合格レーテ
ィングは、60以上である)。
【0115】
【発明の効果】本発明の分散剤組成物は、所望の粘度指
数に改良出来る性質を有する改良された分散剤の使用を
特徴とし、この分散剤は、脂肪族ポリエポキシドを、少
なくとも一つの反応性窒素含有部分と、少なくとも2つ
の逐次工程て反応させて得られる新規化合物で、反応は
、潤滑油溶剤中で実施出来る。この製造方法の利点は、
従来方法の様に、塩素が反応物として使用される経路の
方法と異なり、残留塩素で汚染される生成物の可能性が
なく、その結果潜在的により環境的に受け入れ可能であ
り、油、特に潤滑油の粘度指数向上剤として、従来の粘
度指数向上剤を殆ど必要としない利点があり、自動車と
船舶の使用を含めて、どの潤滑油の用途にも、0.1−
10重量%の少量の使用で目的を達成出来る。
【図面の簡単な説明】   【図1】ジエポキシドのスクシンイミドに対するモ
ル比の関数として、比較試験1と2に記載のスクシンイ
ミド誘導体の11%油溶液の、100℃における粘度の
グラフである。 【図2】BDGEのスクシンイミドに対するモル比の関
数として、実施例9と比較試験2に記載のスクシンイミ
ド誘導体の11%油溶液の、100℃における粘度のグ
ラフである。 【図3】BDGE:スクシンイミドのモル比の関数とし
て、実施例9と比較試験2に記載のスクシンイミド誘導
体の11%油溶液の、粘度指数のグラフである。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  分散剤添加物として使用する為に適し
    た潤滑油可溶性化合物において、この化合物は、高温で
    、脂肪族ポリエポキシドを、少なくとも一つの反応性窒
    素含有成分を有する分散剤と、少なくとも2つの逐次工
    程で反応させることにより得られることを特徴とする潤
    滑油可溶性化合物。
  2. 【請求項2】  分散剤が、ポリアルケン置換コハク酸
    アシル化剤とアミンとの反応により形成されるイミド又
    はアミドであることを特徴とする請求項1記載の潤滑油
    可溶性化合物。
  3. 【請求項3】  イミドが、式Iのスクシンイミド:【
    化1】 (式中、R2は、炭素原子30個以上有するポリアルケ
    ン基であり、R3は、H2NR3NXYが、アルキレン
    アミン、アルカノールアミン、ポリエーテルアミン、芳
    香族アミン又はアリール脂肪族アミンであり、XとYは
    、独立的に水素、アルキル又はヒドロキシアルキル基、
    又は共に下記式: 【化2】 を形成する基である様な2価基を表す)であることを特
    徴とする請求項1又は請求項2に記載の潤滑油可溶性化
    合物。
  4. 【請求項4】  R2が、ポリイソブテン基であること
    を特徴とする請求項3記載の潤滑油可溶性化合物。
  5. 【請求項5】  R3基が、式: −(CH2CH2NH)kCH2CH2−(式中、kは
    、2−6の整数を表す)の2価基であることを特徴とす
    る請求項3又は請求項4に記載の潤滑油可溶性化合物。
  6. 【請求項6】  分散剤が、3個と7個の間の活性窒素
    を含むことを特徴とする請求項1−5のいずれか1項に
    記載の潤滑油可溶性化合物。
  7. 【請求項7】  ポリエポキシドが、式:【化3】 (式中、qは、0又は1、R6は、2価脂肪族ヒドロカ
    ルビル基又はヘテロ置換脂肪族ヒドロカルビル基、R4
    とR5は、独立的に、水素又は脂肪族ヒドロカルビル基
    を表す)を有することを特徴とする請求項1−6のいず
    れか1項に記載の潤滑油可溶性化合物。
  8. 【請求項8】  q=1であり、かつR6が、式:−(
    CHRb)r−(式中、r=1−6、かつRbが、水素
    、メチル、又はエチル、かつ各々の−(CHRb)−基
    が、同じ又は異なる)のアルキレン基であることを特徴
    とする請求項7記載の潤滑油可溶性化合物。
  9. 【請求項9】  R6が、ヘテロ置換脂肪族ヒドロカル
    ビル基であり、かつポリエポキシドが、ジオール又はグ
    リコールと、エピクロロヒドリンとの反応により、又は
    対応する2塩化物とグリシドールとの反応により製造さ
    れることを特徴とする請求項7記載の潤滑油可溶性化合
    物。
  10. 【請求項10】  ポリエポキシドが、1,4−ブテン
    ジオール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジ
    オール・ジグリシジルエーテル、ポリプロピレンオキシ
    ド・ジグリシジルエーテル、2,2−ジメチル−1,3
    −プロパンジオール・ジグリシジルエーテル、の一つで
    あることを特徴とする請求項9記載の潤滑油可溶性化合
    物。
  11. 【請求項11】  R6が、基D: 【化4】 (式中、jは、0又は1、Raは、アルキレン又はアル
    キレングリコール基、かつR4は、請求項7で定義した
    と同じ)で置換されたアルキレン又はアルキレングリコ
    ール基であることを特徴とする請求項7記載の潤滑油可
    溶性化合物。
  12. 【請求項12】  R4とR5が、独立的に、水素又は
    メチルである請求項7−11のいずれか1項に記載の潤
    滑油可溶性化合物。
  13. 【請求項13】  分散剤添加物として使用する為に適
    した潤滑油可溶性化合物を製造する方法において、この
    潤滑油可溶性化合物が、高温で、脂肪族ポリプロピレン
    オキシドを、少なくとも一つの反応性窒素含有部分と、
    少なくとも2つの逐次工程で反応させることにより得ら
    れることを特徴とする製造方法。
  14. 【請求項14】  前記ポリプロピレンオキシドが、前
    記逐次工程の第一工程で使用される分散剤中に存在する
    アミノ水素に対して、0.85−1.1等量の範囲内の
    ポリエポキシド量で使用されることを特徴とする請求項
    13記載の製造方法。
  15. 【請求項15】  分散剤の第一部分が、第一工程にお
    いて、ポリエポキシドと反応され、次いで第二工程にお
    いて、第一工程の生成物が、前記分散剤よりも低い分子
    量を有し、かつ少なくとも2個のアミノ水素を有する化
    合物(A)と反応させられ、分散剤の第二部分は、化合
    物(A)と第一工程の生成物との反応と同時に又はすぐ
    後に添加されることを特徴とする請求項13又は請求項
    14に記載の製造方法。
  16. 【請求項16】  分散剤の前記第二部分が、化合物(
    A)と第一工程の生成物との反応のすぐ後に添加される
    ことを特徴とする請求項15に記載の製造方法。
  17. 【請求項17】  化合物(A)が、ポリアミン、アミ
    ン末端化ポリアルケングリコール、アルコールアミン、
    又はポリオキシアルキレンアミンであることを特徴とす
    る請求項15又は請求項16に記載の製造方法。
  18. 【請求項18】  式IV: 【化5】 (式中、R8とR9は、独立的に、2価脂肪族、ヘテロ
    置換脂肪族、芳香族、又はヘテロ置換芳香族基であり、
    R7とR10は、独立的に、ヒドロカルビル基、又は【
    化6】 【化7】 【化8】 又は下記式の基Y1 【化9】 式中、R’とR”の一つは、水素で、かつ他はヒドロキ
    シル基であり、R11、R12、及びR13は、独立的
    に、1価脂肪族、又はヘテロ置換脂肪族基であり、R1
    4は、2価脂肪族又はヘテロ置換脂肪族基であり、xと
    yは、独立的に、0又は1−10の整数であり、各々の
    R8基と各々のR9基と各々のY1基とは、同じ又は異
    なって良く、R4、R5、R6、及びqは、請求項7で
    定義したと同じ)を有する化合物。
  19. 【請求項19】  式: 【化10】 式中、zは: 【化11】 であり、(式中、R’とR’’の1つと、R’’’R’
    ’’’の1つとは水素、他はヒドロキシル基、R18は
    、2個のアミノ水素を有する化合物から前記アミノ水素
    を除去することにより誘導される2価基であり、R4、
    R5、R6、及びqは、請求項7で定義したと同じ、か
    つR7、R8、R9、R10、Y1、x、及びyは請求
    項18で定義したと同じ)を有する化合物。
  20. 【請求項20】  大部分の潤滑油と、請求項1−12
    のいずれか1項に記載の潤滑油可溶性化合物の小部分と
    からなるか、又は請求項13−17のいずれか1項に記
    載の製造方法により得られる潤滑油組成物。
  21. 【請求項21】  大部分の潤滑油と、請求項18−1
    9のいずれか1項に記載の潤滑油可溶性化合物の小部分
    とからなる潤滑油組成物。
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