JPH03100098A - 潤滑油用多機能添加剤 - Google Patents

潤滑油用多機能添加剤

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JPH03100098A
JPH03100098A JP2232299A JP23229990A JPH03100098A JP H03100098 A JPH03100098 A JP H03100098A JP 2232299 A JP2232299 A JP 2232299A JP 23229990 A JP23229990 A JP 23229990A JP H03100098 A JPH03100098 A JP H03100098A
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dithiocarbamate
lubricating
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Thomas R Halbert
トーマス　リシャー　ハルバート
Edward I Stiefel
エドワード　アイラ　スティーフル
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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】 発明の分野 本発明は改良された潤滑油組成物に関する。実際に、本
発明はモリブデンおよび硫黄のチオキュパン（ｔｈｏｃ
ｕｂａｎｅ）化合物を含む添加剤を含有する潤滑組成物
に関する。
発明の背景 二硫化モリブデンは潤滑油添加剤として知られている。
残念ながら、それはそれが潤滑油中に不溶性である事実
に関連する一定の既知不利益を有する。従って、油溶性
硫化モリブデン含有化合物が潤滑油添加剤として提案さ
れ、研究された。例えば米国特許第２．９５１．０４０
号中に油溶性モリブデンキサンテートが潤滑組成物中に
有用であると開示された。明らかにモリブデンキサンテ
ートが使用の条件下で分解し、潤滑される金属表面上に
油不溶性固体硫化モリブデンを形成する。
米国特許第３．４１９．５８９号は潤滑油添加剤として
一定の「硫化された」ジチオカルバミン酸モリブデン（
ＴＶ）の使用を開示している。これらの添加剤は油溶性
または少くとも油中に容易に懸濁できると記載されてい
る。
米国特許第３．８４０．４６３号は、硫黄およびリンを
含み金属を含まない添加剤と組合わせた一定の金属ジチ
オカルバメートまたはジチオホスフェートの使用を開示
している。
前記特許は非常に多くの既知のモリブデンおよび硫黄を
含む潤滑油添加剤の典型として挙げられる。
当該技術において知られているように、若干の潤滑油添
加剤は耐摩耗剤として、若干は酸化防止剤として、若干
は減摩剤として、また若干は極圧剤として機能する。実
際に若干の添加剤はこれらの機能の１つ以上を満足する
。例えば、金属ジチオホスフェートは酸化防止および対
暦耗特性を示すことが知られている種類の添加剤に相当
する。
この種類中の最も普通に使用される添加剤はジアルキル
ジチオリン酸亜鉛である。これらの化合物はすぐれた抗
酸化性を与え、またすぐれた対磨耗性を示す。残念なが
ら、それらは最も望ましい潤滑性を有しない。従って、
これらの亜鉛化合物を含む潤滑油組成物はまた減摩剤の
含有を必要とする。これは有効な潤滑組成物の配合に他
の問題を生ずる。
さらに、相容性と有効性をともに保証するために種々の
添加剤の組合わせに非常に注意を払わねばならない。例
えば、若干の減摩剤は金属表面に耐摩耗剤とは異なる影
響を及ぼす。冬型の添加剤が潤滑剤組成物中に存在すれ
ば、それぞれが潤滑される金属部分の表面に対して競争
することができる。これは個々の添加剤成分の性質に基
づいて期待されるよりは有効性の少ない潤滑剤を生ずる
ことができる。
従って、標準潤滑油とともに使用でき、他の普通の潤滑
油添加剤と相容性である改良された潤滑油添加剤に対す
る要求が残っている。
発明の概要 本発明によれば、潤滑組成物であって、主要量の潤滑粘
度の油、および少量の、式Ｍｏ、Ｓ４Ｌ６（式中、Ｌは
ジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホス
フィネート、チオキサンテート、およびそれらの混合物
から選ばれる配位子であり、配位子しは添加剤を油中に
溶性にするに足る数の炭素原子をもつオルガノ基をもつ
）を有する添加剤を含む組成物が提供される。一般に、
配位子りのオルガノ基は同一であるが、しかしそれらは
異なることができ、それらは好ましくはアルキノベアリ
ール、置換アリールおよびエーテル基から選ばれる。例
えば、Ｌがジアルキルジチオカルバメートまたはジアル
キルジチオホスフェートであるとき、アルキル基は約１
〜３０個の炭素原子をもつ。
添加剤の量は油の重量を基にして約０．０１〜約１０重
量パーセントの範囲内にあり、好ましくは約０．１〜約
１．０重量パーセントの範囲内にある。
本発明による潤滑剤組成物はすぐれた耐摩耗、酸化防止
および減摩特性を有する。本発明の潤滑剤組成物はまた
市販潤滑組成物の配合に使用される他の標準添加剤と相
溶性である。
発明の詳細な説明 本発明の潤滑剤組成物は主要量の潤滑粘度の油を含む。
この油は天然に存在する鉱油から、または合成油から選
ぶことができる。油は粘度において、軽質留分鉱油ない
し重質潤滑油例えばガスエンジン油、鉱物性潤滑油、車
両用油およびヘビーデユーティ−ディーゼル油の範囲内
であることができる。一般に、油の粘度は１００℃で約
５〜約２６センチスートークの範囲内、殊に１０〜１８
センチスートークの範囲内にある。
本発明の潤滑剤組成物は少量の、式ＭＯ４Ｓ４Ｌ６　（
式中、Ｌはジチオカルバメート、ジチオホスフェート、
ジチオホスフィネート、チオキサンテート、およびそれ
らの混合物から選ばれる配位子であり、配位子し中のオ
ルガノ基は同一かまたは異なることができ、好ましくは
同一であり、アルキル、アリール、置換アリールおよび
エーテル基かち選ばれる）を有する添加剤を含む。重要
なことには、配位子りのオルガノ基は添加剤を油中に溶
性にするに足る数の炭素原子をもつ。例えばアルキル基
中の炭素原子の数は約１〜３０、好ましくは４〜２０の
範囲内にある。実際に、Ｌがジアルキルジチオカルバメ
ートであるとき、配位子のアルキル基中の炭素原子の数
は４より太き（、好ましくは約８〜約１２の間にある。
本発明のジチオカルバメート含有添加剤はヘキサカルボ
ニルモリブデン、Ｍｏ　（ＣＤ）　ｅをジチオカルバメ
ートのジスルフィドと約室温〜約１００℃の範囲内の温
度で反応させることにより製造することができる。例え
ばＭｏ　（ＣＯ）　ｓをトルエン中で１〜１００時間の
範囲内の時間還流することができる。
反応時間および温度は選んだジスルフィドおよび反応を
行なうために用いる溶媒による。生じた生成物は、例え
ば真空下の溶媒の除去により溶液から分離することがで
きる。反応生成物中の主モリブデン含有種は６個の二座
ジチオカルバメート配位子をもつ四量体チオキュパン構
造を有する。
類似操作をジオルカリジチオホスフェートの製造に使用
できる。例えばＭｏ　（ＣＯ）　ｓをジオルガノジチオ
ホスフェートのジスルフィドと反戯させて四量体チオキ
ュパン構造および６個の二座ジオルガノジチオホスフェ
ート配位子をもつ硫化モリブデン化合物を与えることが
できる。
チオキサンテート含有添加剤は類似操作によりＭｏ（Ｃ
Ｄ）ｓおよび配位子のジスルフィドを用いて製造される
。
一般に、前記のように製造された添加剤は、よく知られ
た技術例えば再結晶などにより精製できるが、しかし添
加剤を精製することは必要でない。
実質量の添加剤を含む粗混合物が有効であると認められ
た。
前記のように、添加剤の溶解度は配位子の炭素一原子の
数に依存する。本発明の実施において、Ｍｏ　（Ｃ口）
　ｓ　との反応に選ばれる配位子源は、添加剤を潤滑組
成物の油成分中に溶性にするに足る数の炭素数を有する
モリブデンチオキュパン添加剤ＭＯ４Ｓ４（Ｌ）。中の
配位子を与えるものである。
前記ＭＯ１Ｓ、Ｌ。化合物は、それらが潤滑油の重量を
基にして約０．０１〜１０重量パーセントの範囲内の量
で、好ましくは約０．１〜１．０重量パーセントの範囲
内の濃度で、使用されるときに潤滑組成物中の添加剤と
して有効である。
適当な希釈剤炭化水素担体中の本発明の添加剤の濃度は
、それらの使用前の添加剤の取扱いの便利な手段を与え
る。芳香族炭化水素、殊にトルエンおよびキシレンは添
加剤濃厚液のだめの適当な炭化水素希釈剤の例である。
これらの濃厚液は希釈剤の重量を基にして約１〜約９０
重量パーセントの添加剤を含むことができるが、しかし
添加剤濃度を約２０ル７０ とが好ましい。
望むならば他の既知潤滑油添加剤を本発明の潤滑剤組成
物中に配合するために使用できる。これらには：無灰分
散剤、清浄剤、流動点降下剤、粘度向上剤などが含まれ
る。これらは当該技術において知られた割合で組合わせ
ることができる。
本発明は、その範囲を限定すると解すべきでないその種
々の変形を示す次の実施例を参照することにより一層完
全に理解されよう。
実施例Ｉ ＭＯ４Ｓ４　（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＣ３２Ｅ　ｓの製造テ
トラエチルチウラムジスルフィド０．０２モル（５．９
０ｇ）をトルエン１２ｍ１／ヘプタン３ｍｉ中に溶解し
た。溶液を脱気し、カニユーレを経てヘキサカルボニル
モリブデン０．０１モル（２．６４ｇ）の脱気トルエン
１０ｒｎｌ中の溶液に滴加した。溶液を１１５℃で６時
間加熱還流し、その時間の間に溶液は赤紫色に黒ずんだ
。０℃に冷却すると暗色固体が沈殿した。赤紫色固体を
Ｃ）Ｉ２Ｃβ２　／Ｂｔ２ｏから再結晶した。収率は約
６０％であった。
実施例２ Ｍ０４Ｓ４　〔（ＣｓＨ＋ｔ）２ＮＣ３２〕ｅの製造テ
トラオクチルチウラムジスルフィド０．　０　６　７モ
ル（４２．４８ｇ）をトルエン３０ｄ中に溶解し、脱気
した。この溶液を、カニユーレを経て脱気トルエン８０
ｒｄ中のヘキサカルボニルモリブデン０、　０　３　８
モル（１０．１２ｇ）に滴加した。溶液を１１５℃で７
日間加熱還流し、その時間の間に溶液）ま赤紫色に黒ず
んだ。溶液を排気乾燥し、純生成物は塩化メチレンで溶
離したシリカゲルカラム上で分離された。生成物は捕集
した第１画分であり、ＣＨ，Ｃβ２／ヘキサンから再結
晶した。
実施例３ Ｍ０４Ｓ４　Ｃ（ＣＪｓＯ）ｉＰｓｚＥ　［＋の製造ヘ
キサカルボニルモリブデン０．　１モルをトルエン３０
ｍｊｌｉ中に置き脱気した。トルエン３０ｄ中！：溶解
したジエチルジチオホスフェートジスルフィド（８ｔ０
２ＰＳ２）２ｏ．　０　２モルを脱気し、ヘキサカルボ
ニルモリブデンに加えた。混合物を１１０℃で６時間還
流した。溶液を排気乾燥した。純錯体はＣＨ２Ｃ　Ｒ　
２で溶離したシリカゲルカラム上で分離された。カラム
を去る第２画分を分離し、ＣＨ２Ｃ　ｌ　２／ヘキサン
で再結晶すると約２０％収量が得られた。
実施例４ Ｍ０４Ｓ４　Ｃ（ＣＩ２Ｈ２ＳＳＣ３２）８の製造（Ｃ
＋２８ｚｓＳＣ！．）ｚ　６．　Ｏ　ｇおよびヘキサカ
ルボニルモリブデン１．３ｇをトルエン５０ｍ１および
ヘキサン１５ｍ１中に溶解した。溶液を脱気し、加熱し
た。
錯体をヘキサン／アセトンから再結晶すると約１１％収
量が得られた。
実施例５〜７ これらの実施例において本発明の添加剤を四球摩耗試験
操作（ＡＳＴＭ試験Ｄ２２６６）を用いて摩耗保護につ
いて評価した。実施例５において試験した試料はソルベ
ント１５０ニユートラル（３１５ＯＮ＞潤滑油および実
施例４の方法により製造された添加剤０．５重量パーセ
ントから構成された。実施例６における試料は３１５Ｏ
Ｎおよび実施例４の方法により製造された添加剤１重量
パーセントから構成された。実施例７における試料は３
１５ＯＮおよび実施例２により製造された添加剤１重量
パーセントから構成された。結果は表Ｉ中に示される。
比較実施例８ 比較目的のために四球摩耗試験をソルベント１５０ニユ
ートラル（Ｓ１５ＯＮ）のみを用いて行なった。結果は
表工中に示される。
実施例９ この実施例において、実施例２の方法により製造された
添加剤０．５重量パーセントを、ジアルキルジチオリン
酸亜鉛を低下して０．０８％Ｐを与えたことを除いて市
販配合物の１０Ｗ３０モータ油中に混合した。混合物を
四球摩耗試験（Ａ　Ｓ　ＴＭ試験Ｄ２２６６）にかけた
。結果は表■中に示される。
実施例１０ この実施例はＭｏ４Ｓ、（Ｃ，□Ｈ２Ｓ５Ｃ３２）　ｔ
；の減摩特性を示す。
摩擦測定はボール・オン・シリンダー摩擦試験機中で行
なった。この試験は直径１２．５印の定置法および直径
４３．９　＋ｎｍの回転シリンダーを用いる。
両成分はＡＮＳ　Ｉ　５２１００銅で作られた。鋼球は
８４０のビッカース硬さを有する熱処理状態で用い、シ
リンダーは２１５のビッカース硬さを有する焼ならし状
態で使用した。
シリンダーはシリンダー底部２ｍｍが浸されるに足る量
の潤滑剤を含むカップ内側で回転する。潤滑剤はシリン
ダーの回転により球接触に運ばれる。
９．８Ｎの垂直力が死重により球に加えられ、シリンダ
ーは０．２５ＲＰＭで回転し、境界潤滑状態が優先する
ことを保証した。摩擦力は珠玉の接線力の測定による荷
重変換器により連続的にモニターした。摩擦係数はシリ
ンダーの７〜１０回転後に定常状態値に達する。
試験した試料は５Ｌ５ＯＮ中の０．７５重量パーセント
の添加剤から構成された。結果は表■中に示される。
表−■ 試験ラン　　　　　ＢＯＣ１ｉ４！擦係数実施例１０　
　　　　　０．０８７ 比較実施例１１　　　　　０．３ 比較実施例１１ 比較目的のためにボール・オン・シリンダー試験を添加
剤の存在しない３１５ＯＮで行なった。
結果は表■中に示される。
実施例１２および１３ 示差走査熱量測定（ＤＳＣ）試験を２つの異なる試料を
用いて行なった。実施例１２における試料は５Ｌ５ＯＮ
および添加剤ＭＯ４Ｓ４　［：（Ｃａｎ’ｔ）２ＮＣ３
２）　６０．５重量パーセントから構成された。実施例
１３における試料はジアルキルジチオリン酸亜鉛を低下
して０，０８％Ｐおよび添加剤０．５重量パーセントを
与えたことを除いて市販配合物の１０Ｗ３０モータ油か
ら構成された。このＤＳＣ試験において、油の試料を空
気中でプログラム速度、例えば５℃／分、で加熱し、不
活性標準に相対的な試料温度の上昇を測定する。発熱反
応が起こる温度または酸化発生温度は試料の酸化安定性
の尺度である。これらの試験の結果はまた表■中に示さ
れる。
表−■ 試験ラン　　　　　　ＤＳＣ，℃ 実施例１２　　　　　　２７６゜ 実施例１３　　　　　　２６３゜ 比較実施例１４　　　　２１２゜ 比較実施例１４ ＤＳＣ試験は比較目的のために５１５ＯＮで行なった。
結果は表■中に示される。
７６

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）潤滑組成物であって、主要量の潤滑粘度の油；お
    よび少量の、式Ｍｏ＿４Ｓ＿４Ｌ＿６（式中、Ｌはジチ
    オカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオホスフィ
    ネート、チオキサンテート、およびそれらの混合物から
    選ばれるオルガノ基であり、オルガノ基は添加剤を油中
    に溶性にするに足る数の炭素原子をもつ）を有する添加
    剤を含む組成物。
  2. （２）添加剤の量が油の重量を基にして約０．０１〜約
    １０重量パーセントの範囲内にある、請求項（１）記載
    の組成物。
  3. （３）オルガノ基がアルキル、アリール、置換アリール
    およびエーテル基から選ばれる、請求項（２）記載の組
    成物。
  4. （４）オルガノ基がアルキル基であり、アルキル基中の
    炭素原子の数が約１〜約３０の範囲内にあり、しかしＬ
    がジチオカルバメートであるときにアルキル基中の炭素
    原子の数は４より大きい、請求項（３）記載の組成物。
  5. （５）炭素原子の数が約４〜約２０の範囲内にある、請
    求項４記載の組成物。
  6. （６）Ｌがジチオホスフェートである、請求項（２）記
    載の組成物。
  7. （７）Ｌがチオキサンテートである、請求項（２）記載
    の組成物。
  8. （８）Ｌがジチオホスフィネートである、請求項（２）
    記載の組成物。
  9. （９）潤滑組成物であって、主要量の、１００℃で約５
    〜約２６センチストークの範囲内の粘度を有する天然お
    よび合成の油から選ばれる油、並びに約０．０１〜約１
    ０重量パーセントの、式Ｍｏ＿４Ｓ＿４Ｌ＿６（式中、
    Ｌはジチオカルバメート、ジチオホスフェート、ジチオ
    ホスフィネート、チオキサンテート、およびそれらの混
    合物から選ばれるオルガノ基であり、オルガノ基は約１
    〜約３０個の炭素原子をもち、配位子Ｌがアルキルオル
    ガノ基をもつジチオカルバメートであるときにアルキル
    基は約４個より多い炭素原子をもつ）を有する添加剤を
    含む組成物。
  10. （１０）添加剤が約０．１〜約１．０重量パーセントの
    範囲内の量で存在する、請求項（９）記載の組成物。
  11. （１１）Ｌがジチオカルバメートである、請求項（１０
    ）記載の組成物。
  12. （１２）Ｌがジチオホスフェートである、請求項（１０
    ）記載の組成物。
  13. （１３）Ｌがチオキサンテートである、請求項（１０）
    記載の組成物。
  14. （１４）Ｌがジチオホスフィネートである、請求項（１
    ０）記載の組成物。
  15. （１５）耐摩耗、酸化防止、および減摩特性を有する潤
    滑組成物を与えるために潤滑油と配合するための添加剤
    濃厚液であって、炭化水素希釈剤および、希釈剤の重量
    を基にして約１〜約９０重量パーセントの式、Ｍｏ＿４
    Ｓ＿４Ｌ＿６（式中、Ｌはジチオカルバメート、ジチオ
    ホスフェート、ジチオホスフィネート、チオキサンテー
    ト、およびそれらの混合物から選ばれるオルガノ基であ
    り、オルガノ基は約１〜約３０個の炭素原子をもち、オ
    ルガノ基がアルキルオルガノ基をもつジチオカルバメー
    トであるときにアルキル基は約４個より多い炭素原子を
    もつ）を有する添加剤を含む添加剤濃厚液。
  16. （１６）希釈剤が芳香族炭化水素であり、添加剤が希釈
    剤の重量を基にして約２０〜約７０重量パーセントの範
    囲内にある、請求項（１５）記載の濃厚液。
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