JPH0142997B2 - - Google Patents

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JPH0142997B2
JPH0142997B2 JP55065190A JP6519080A JPH0142997B2 JP H0142997 B2 JPH0142997 B2 JP H0142997B2 JP 55065190 A JP55065190 A JP 55065190A JP 6519080 A JP6519080 A JP 6519080A JP H0142997 B2 JPH0142997 B2 JP H0142997B2
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oil
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friction
linear
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JP55065190A
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Jooji Papei Andoryuu
Piitaa Oburaien Josefu
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Edwin Cooper Inc
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Edwin Cooper Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は潤滑油添加剤に関し、特に内燃機関用
クランクケースに添加して稼動エンジンの摩擦低
減を与える潤滑油添加剤に関する。 エネルギー節減のため、自動車は目下、従来の
ものに較べてガソリンの走行哩数が改善されるよ
うに設計されている。合衆国においては、自動車
製造業者に規定のガソリン走行哩数を強制してい
る規則に照らしても、これを達成することは非常
に緊急を要することである。これらの規則は原油
を節約するためのものである。所要の走行哩数を
達成するため、新しい車は小型化され、非常に軽
量に作られている。しかしながら、このアプロー
チには限界があつて、それを超えると標準家族が
乗り切れない車になつてしまうであろう。 燃料の走行哩数を改善する別の方法は、エンジ
ン摩擦を低減させることである。本発明はこの後
者のアプローチに関する。 本発明は、油溶性のC16〜24の脂肪族ヒドロカ
ルビルスクシンイミドまたはスクシンアミドを潤
滑油に混入すると、摩擦低減効果が得られるとい
う発見を利用している。異性化されて内部オレフ
インの混合物を形成している線状α―オレフイン
から、脂肪族炭化水素基が誘導されるのが必要で
ある。また、この添加剤は、エンジン燃料中に用
いることもできる。 本発明の好ましい態様は、約16ないし24個の炭
素原子を有する脂肪族炭化水素置換基を含む油溶
性のスクシンイミドとスクシンアミドとそれらの
混合物とからなる群から選ばれる添加剤の摩擦低
減量を含む潤滑油組成物である。 スクシン基上の脂肪族置換基は、炭素数約16な
いし24の任意の脂肪族炭化水素基であつてよく、
アルキル、アルケニルおよびポリ不飽和炭化水素
基が含まれる。脂肪族炭化水素基はスクシン基の
第二級炭素原子に結合する。これらの化合物は、
式:
【式】または
【式】 〔上記の式中、Zは基:
【式】(式中、R1 およびR2は分枝および直鎖の炭化水素基からな
る群から、R1およびR2に含まれる合計炭素原子
数が約15ないし23となるように独立して選ばれ
る)である〕を有する。これらの添加剤の例は、
次のとおりである。 1―エチルテトラデシルスクシンイミド 1―メチルペンタデセニルスクシンイミド 1,2―ジメチルオクタデセニルスクシンアミ
ド 1―メチルエイコシルスクシンイミド きわめて好ましい態様のR1およびR2は、直鎖
の脂肪族炭化水素基である。これらの添加剤は、
潤滑油に対する溶解度がすぐれている。例を挙げ
ると、次のとおりである。 1―メチルペンタデシルスクシンイミド 1―プロピルトリデセニルスクシンイミド 1―ペンチルトリデセニルスクシンイミド 本発明の添加剤は、炭素数約16ないし24の線状
のα―オルフインを異性化して内部オルフインの
混合物を形成し、この内部オルフインの混合物を
マレイン酸、無水物またはエステルと反応させて
中間生成物を形成し、そしてこの中間生成物をア
ンモニアと反応させてアミド、イミド、またはそ
れらの混合物を形成することによつて調製するの
が必要である。 異性化した線状α―オレフインから作つた添加
剤は、単に線状α―オレフインを用いて作つたも
のに比較して、非常にすぐれた油溶性を有する。 線状α―オレフインの異性化は、常用の方法を
用いて実施できる。適当な方法の一つは、線状α
―オレフインを酸性触媒と共に加熱することであ
る。特に有用な酸性触媒は、スルホン化スチレン
―ジビニルベンゼン共重合体である。この種の触
媒は、市販されており、カチオン交換樹脂として
従来用いられている。本方法にあつては、それら
の酸の形において使用に供される。代表的な樹脂
は、Rohm and Haas Companyから販売されて
いるAmberlyst15、XN―1005およびXN―1010
(登録商標)である。線状α―オレフインの異性
化用にこの種の樹脂を用いることは、本明細書の
一部として参照すべきである米国特許第4108889
号明細書に記載されている。 以下の例によつて、本添加剤の製造法を説明す
る。 例 1 185gのオクタデセニル無水コハク酸を反応容
器に入れた。これを60℃に加熱して溶融し、
NH3を注入した。発熱反応が進行して、温度が
160℃に上昇した。反応終結後、約737mm(29イン
チ)Hg減圧下に、生成物を180℃に熱して揮発分
を除去した。生成物はオクタデセニルスクシンイ
ミドであつた。 例 2 1000gの線状α―オクタデセンを反応容器に入
れた。これに187gのAmberlyst15(含水量5%)
を加えた。混合物を窒素の下で撹拌し120℃に3
時間加熱した。異性化された生成物は、3.6重量
%のオレフイン二量体を含み、残りはC18の内部
オレフインであつた。生成物を樹脂から分離し
た。 上記の異性化されたC18オレフイン504gとヘプ
タン300mlとを二番目の反応容器に入れた。減圧
下にヘプタンを留去して水を除去した。次に2.4
gのトリー(3,5―ジ―tert―ブチル―4―ヒ
ドロキシベンジル)メシチレン安定化剤を加え
た。混合物を窒素下225℃に加熱した。次に溶融
無水マレイン酸160gを、2.5時間かけて徐々に添
加した。さらに2時間混合物を225℃で撹拌し、
そして次に反応混合物を200℃に保ちながら、762
mm(30インチ)Hgの減圧にして未反応の無水マ
レイン酸を留去した。生成物は、主として第二級
C18アルキレン無水コハク酸であつた。 上記の異性化オクタデセニル無水コハク酸
532.5gを別の反応器に入れた。これを窒素下165
℃に加熱し、次にアンモニアを注入して温度を
180℃に上昇させた。発熱が止まるまでアンモニ
ア注入を続けた。減圧下に混合物を170℃に加熱
して水を除去し、異性化オクタデセニルスクシン
イミド(これは前記式中のZの規定を満足する)
を得た。 例 3 線状α―エイコセン1005gとAmberlyst15(含
水量5%)187gとを反応容器に入れた。混合物
を窒素下110〜125℃に6時間加熱した。生成物
は、エイコセン二量体3.3%を含む内部不飽和の
エイコセンであつた。 上記の異性化エイコセン560gとヘプタン200ml
とを別の反応容器に入れた。ヘプタンを留去して
エイコセンを乾燥させた。140℃において、トリ
―(3,5―ジ―tert―ブチル―4―ヒドロキシ
ベンジル)メシチレン安定化剤3.1gを加え、混
合物を210℃に加熱した。2.5時間かけて、無水マ
レイン酸156.8gの添加を約225℃で行なつた。こ
の後、未反応の無水マレイン酸を減圧下210℃で
留去したところ、異性化されたエイコセニル無水
コハク酸が残つた。 上記の異性化エイコセニル無水コハク酸570g
を別の反応器に入れた。これを160℃に加熱し、
アンモニア注入を開始した。温度が175℃に上昇
した。温度が低下するまで、アンモニア注入を
175℃で続けた。次に、徐々に762mm(30インチ)
Hgに圧力を下げて水とアンモニアとを留去した。
アンモニアの追加注入を行なつて、残留無水物を
完全になくした。もはやそれ以上反応が起こらな
くなつたところで、762mm(30インチ)Hg減圧下
において170℃でこのアンモニアをストリツピン
グして除去し、異性化エイコセニルスクシンイミ
ド(これは前記式中のZの規定を満足する)を得
た。 例 4 線状α―C16〜C18α―オレフイン混合物1100g
を反応容器に入れた。例3の手順に従つて、この
オレフイン混合物を異性化した。 上記の異性化オレフイン485g(2モル)を別
の容器に入れた。762mm(30インチ)Hg減圧下
100℃にこれを加熱して水を除去した。次に、ト
リ―(3,5―ジ―tert―ブチル―4―ヒドロキ
シベンジル)メシチレン2.4gをそれに加えた。
窒素下225℃にその混合物を加熱し次に3時間か
けて溶融無水マレイン酸152gの添加を行なつた。
混合物を225℃で30分撹拌し、無水マレイン酸50
gを追加して加えた。この混合物を225℃で30分
撹拌し、その後未反応の無水マレイン酸を762mm
(30インチ)Hg減圧下200℃で留去した。 上記の異性化C16〜C18アルケニル無水コハク酸
598gを別の反応容器に入れた。アンモニア注入
を140℃で開始したところ、温度が145℃に上昇し
た。アンモニアがもはや吸着されない時点までア
ンモニア注入を130℃で続けた。次に混合物を180
℃に加熱して水とアンモニアとを留去して、異性
化されたC16〜C18アルケニルスクシンイミド(こ
れは前記式中のZの規定を満足する)を得た。 これらの添加剤を、クランクケース内の潤滑油
で稼動するエンジン摩擦を低減させるような量に
て油に添加する。有効な濃度は、約0.05ないし3
重量%である。より好ましい範囲は、約0.1ない
し1.0重量%である。 上述の記載から、本発明により、改良されたク
ランクケース用潤滑油の提供されることがわか
る。従つて、本発明の一態様は、本明細書に記載
の摩擦低減添加剤を、エンジンの燃料消費を低減
させるに充分な量で含有することを特徴とする、
内燃エンジンにおけるクランクケースの潤滑油用
に配合された改良モーター油組成物である。 きわめて好ましい態様においては、この種の改
良モーター油は、無灰分散剤および石油スルホン
酸またはアルカリールスルホン酸(例えばアルキ
ルベンゼンスルホン酸)のアルカリ土類金属塩も
含む。 これら添加剤は、内燃エンジンのクランクケー
ス内で用いるに適する粘度をもつた鉱油または合
成油中に用いることができる。クランクケース潤
滑油は、100℃(210〓)において約80SUSまで
の粘度を有する。 鉱油には、ガルフコースト、ミツドコンチネン
ト、ペンシルバニア、カリホルニア、アラスカ等
を含むすべての源泉からの原油を精製して得た好
適な粘度のものが含まれる。鉱油の加工には、
種々の標準精製操作を用いることができる。 合成油には、炭化水素合成油および合成エステ
ルの両者が含まれる。有用な合成炭化水素油には
適正粘度のα―オレフインの液状重合体が含まれ
る。C6〜C12α―オレフインの水素化液状オリゴ
マー、例えばα―デセン三量体が特に有用であ
る。同様に、適正粘度を有するアルキルベンゼ
ン、例えばジドデシルベンゼンも用いることがで
きる。 有用な合成エステルは、モノカルボン酸および
ポリカルボン酸の両者ならびにモノヒドロキシア
ルカノールおよびポリオールのエステル類を包含
する。代表的な例は、ジドデシルアジペート、ト
リメチロールプロパントリペラルゴネート、ペン
タエリトリトールテトラカプロエート、ジ(2―
エチルヘキシル)アジペート、ジラウリルセバセ
ート等である。また、モノおよびジカルボン酸と
モノおよびポリヒドロキシアルカノールとから製
造した複合エステル類も用いることができる。 鉱油と合成油との混合物は特に有用である。例
えば、水素化α―デセン三量体5〜25重量%と粘
度が38℃(100〓)において150SUSの鉱油75〜
95重量%との混合物は、卓越した潤滑剤となる。
同様に、ジ(2―エチルヘキシル)アジペート約
5〜25重量%と適正粘度の鉱油との混合物は優秀
な潤滑油となる。また、合成炭化水素油と合成エ
ステル類との混合物も用いることができる。鉱油
と合成油との混合物は、過剰の揮発性を起こすこ
となく粘度を低下させることができるので、低粘
度油(例えばSAE5W20)を製造する際に特に有
用である。 より好ましい潤滑油組成物は、ジヒドロカルビ
ルジチオ燐酸亜鉛(ZDDP)を本発明の添加剤と
共に含有する。ジアルキルジチオ燐酸亜鉛とジア
ルカリールジチオ燐酸亜鉛との両者ならびにアル
キル―アリール混合ジチオ燐酸塩を用いることが
できる。アルキル型ZDDPの例は、ヒドロカルビ
ル基がイソブチルおよびイソアミルアルキル基の
混合物のものである。ジ―(ノニルフエニル)―
ジチオ燐酸亜鉛は、アリール型ZDDPの一例であ
る。亜鉛が約0.01〜0.5重量%となるに充分なジ
ヒドロカルビルジチオ燐酸亜鉛を用いると、良好
な結果が得られる。望ましい濃度は、亜鉛約0.05
〜0.3重量%の範囲である。 油組成物中に用いられる他の添加剤は、アルカ
リ土類金属の石油スルホン酸塩またはアルカリ土
類金属のカルカリールスルホン酸塩である。これ
らの例には、石油スルホン酸カルシウム、石油ス
ルホン酸マグネシウム、アルカリールスルホン酸
バリウム、アルカリールスルホン酸カルシウムま
たはアルカリールスルホン酸マグネシウムがあ
る。中性のスルホン酸塩および塩基数が約400ま
での過塩基化スルホン酸塩の両者を有利に用いる
ことができる。これらは、約0.05〜1.5重量%、
より好ましくは約0.1〜1.0重量%のアルカリ土類
金属となるような量で用いられる。 ポリアルキルメタクリレート型またはエチレン
―プロピレン共重合体型のような粘度指数向上情
を含有させることができる。同様に、スチレン―
ジエン粘度指数向上剤も使用できる。ホスホ硫化
ポリイソブチレンのアルカリ土類金属塩が有用で
ある。また、好ましいクランクケース油は、ポリ
オレフインスクシンアミドおよびポリエチレンポ
リアミン、例えばテトラエチレンペンタミンのス
クシンイミドのような無灰分散剤も含有する。ポ
リオレフインスクシン置換基は、約800〜5000の
分子量を有するポリイソブテン基であるのが好ま
しい。この種の無灰分散剤については本明細書の
一部として参照すべきである米国特許第3219666
号明細書に、より詳しく記載されている。 他の有用な無灰分散剤には、ポリオレフイン―
置換フエノール、ホルムアルデヒドおよびポリエ
チレンポリアミンのマンニツヒ縮合生成物が含ま
れる。ポリオレフインフエノールとしては、ポリ
イソブチレン基の分子量が約800〜5000であるポ
リイソブチレン―置換フエノールが好ましい。好
ましいポリエチレンポリアミンはアトラエチレン
ペンタミンである。この種のマンニツヒ無灰分散
剤については、米国特許第3368972号、第3413347
号、第3442808号、第3448047号、第3539633号、
第3591598号、第3600372号、第3634515号、第
3697541号、第3703536号、第3704308号、第
3725480号、第3726882号、第3736357号、第
3751365号、第3756953号、第3793202号、第
3798165号、第3798247号および第3803039号各明
細書に、より詳しく記載されている。 本発明の摩擦低減添加剤は、燃料組成物中に用
いても有効である。燃焼室内に噴射または導入さ
れた燃料はシリンダー壁を湿潤させる。本添加剤
を少量含有する燃料は、シリンダー壁に向い合つ
てすべるピストンリングによる摩擦を低下させ
る。 これらの添加剤は、内燃エンジンの運転に用い
られるジーゼル燃料にも、またガソリンにも使用
できる。約0.001〜0.25重量%の摩擦低減添加剤
を含有する燃料を用いることができる。 本発明の添加剤と共に使用される燃料は、この
種の燃料に従来用いられた任意の添加剤を含むこ
とができる。ガソリンの場合には、染料、酸化防
止剤、洗浄剤、アンチノツク剤(例えば、四エチ
ル鉛、メチルシクロペンタジエニルマンガントリ
カルボニル、希土金属キレート類、メチルtert―
ブチルエーテル等)を含有できる。ジーゼル燃料
の場合には、流動点降下剤、洗浄剤、助燃剤(例
えば、ヘキシル硝酸エステル)等を含有できる。 1977年の米国製自動車を用いて試験を行なつ
た。これらの試験は、Federal EPAの市街地サ
イクルを簡素化して準用したものであつて、「ホ
ツト505」サイクルと呼ばれるものである。この
サイクルは、冷却エンジンの代わりに、温め終つ
たエンジンで出発したFederal EPA市街地サイ
クルの最初の5.8Km(3.8マイル)で構成される。
完全配合のSE級の油をクランクケースに入れた
車を、約88Km/時(55mph)で約1時間シヤーシ
ーダイナモメーター上で運転して油温を安定させ
る。次に4回の連続する「ホツト505」サイクル
で運転して、基油の燃料経済性を測定する。4サ
イクルの結果を平均する。次にクランクケースか
ら基油の半分を抜き取り、用量の倍量の試験添加
剤を含む同一基油を補充する。次に車を約88Km/
時(55mph)で約1時間運転し、温度を再度安定
させる。4連続「ホツト505」サイクルの第2シ
リーズの運転を行なつて、試験添加剤を含有する
基油の当初燃料経済性を測定する。次に、約88
Km/時(55mph)の一定速度で車を約805Km(500
マイル)走らせる。次いで4連続「ホツト505」
サイクルの第3シリーズの運転を行なつて、試験
添加剤を含有する油についての約805Km(500マイ
ル)運転後の燃料経済性を測定する。次にクラン
クケースの熱排油を行ない、フラツシングオイル
を充填し、フラツシングオイルで短時間運転した
後排油する。次にクランクケースに基油を充填
し、それで短時間運転してから排油する。次にク
ランクケースに再度基油を充填する。約88Km/時
(55mph)で約1時間運転をして安定温度にする。
次に4連続「ホツト505」サイクルの第4シリー
ズの運転を行なつて、燃料経済性を測定する。こ
れによつて第2のベースラインが得られ、摩擦低
減添加剤を用いて行なつた試験が、二つのベース
ライン試験の間にブラケツト(bracket)される
ことになる。 次の表は、1重量%の摩擦低減添加剤を用いて
得られた基油の燃料経済性における改良百分率を
示す。
【表】 アルケニルス
クシンイミド
燃料消費量の低下は小さいとはいうものの有意
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 約16〜24個の炭素原子を含む線状α―オ
    レフインまたはその混合物のオレフイン性二重
    結合を異性化して内部オレフインの混合物を
    得、 (b) 前記の内部オレフインの混合物をマレイン
    酸、無水物またはエステルと反応させて中間生
    成物の炭化水素置換コハク酸、無水物またはエ
    ステルを得、そして(c)前記の中間生成物をアン
    モニアと反応させてアミド、イミドまたはそれ
    らの混合物を形成することによつて製造される
    ことを特徴とする構造: 【式】もしくは【式】 〔上記の式中、Zは構造: 【式】 (式中、R1およびR2は、直鎖および分枝鎖炭化
    水素基からなる群から、R1およびR2に含まれる
    合計炭素原子数が約15〜23となるように独立して
    選ばれる)を有する〕を有する内燃機関の摩擦を
    低減するため潤滑油に添加する油溶性の摩擦低減
    用添加剤。 2 線状α―オレフインが、主としてα―ヘキサ
    デセン、α―オクタデセンまたはα―エイコセン
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載する油溶性の摩擦低減用添加剤。
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