JPH03504516A - 潤滑油添加物 - 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】 ｌ１皿並迦１ 本発明は、一般に潤滑油組成物構成に使用する添加物および前記添加物を製造す る方法に関する。更に詳しくは、本発明は、分散剤および粘度指数改良剤として 使用する添加物に関する。

内燃機関の運転は、エンジンのクランクケースおよび油経路におけるピストンワ ニスおよびスラッジの形成を伴う。このスラッジおよびワニスにより、クランク ケースオイルがエンジンを十分に潤滑する能力が大きく制限される。更に、スラ ッジはその補足した水と共にエンジン内に錆を形成するよう作用する傾向がある 。内燃機関においてワニスおよびスラッジと闘うために、潤滑油に分散剤の形態 で添加物を混和することが長年性われてきた０分散剤は、ワニスおよびスラッジ の成分を油全体に渡って分散させるよう作用し、これによりこれらの蓄積を防止 する。

分散剤および／または洗浄剤として窒素含有化合物を使用することが長年知られ ていた。公知の窒素含有分散剤および／または洗浄剤化合物の多くは、アルゲニ ルコハク酸または無水物とアミンまたはポリアミンとの反応を基礎とし、反応体 の性状および反応条件によってアルゲニルスクシンイミドまたはアルケニルスク シナミン酸を生成する。

更に最近では、内燃機関に関する運転上の要求から、分散剤添加物について、添 加物パッケージに対して、粘度指数改良剤として、この種のパッケージにおいて 従来より用いられた粘度指数改良剤添加物の全部または著量の除去を可能とする のに十分に寄与することか望まれるに至った。この関係から、ＧＢ−Ａ−１５６ ５６２７号の特許請求の範囲には、主要量の潤滑粘度の油と少量の１または複数 のカルボキシル誘導体とからなる潤滑組成物が記載され、これは少くとも１つの 置換されたスクシニックアシル化剤と、（ａ）構造内に少くとも１つのＨＮ＜基 を有するアミン、（ｂ）アルコール、（ｃ）反応性金属または反応性金属化合物 、並びに（ｄ）（ａ）乃至（ｃ）のいずれかの２つ以上の組合せから選択される 反応体とを反応させることにより製造され、成分（ｄ）を前記１または複数の置 換されたスクシニックアシル化剤と同時にまたは順序を問わず順次に反応させ、 その際、前記置換されたスクシニックアシル化剤は置換基とスクシニック基とよ りなり、また置換基はポリアルケンから誘導され、前記ポリアルケンは１３００ 〜５０００のＭｎ値と１．５〜４のＭ、／Ｍ、値とを有し、前記アシル化剤はそ の構造内に置換基の等量重量（後記特定する）それぞれについて平均して少くと も１．３のスクシニック基を有する。

またＧＢ−Ａ−１５６５６２７号の特許請求の範囲には、少くとも１４０℃の温 度で、 （Ａ）１３００〜５０００のＭ、値と１．５〜４のＭ、／Ｍ、値とを有するポリ アルケン、（Ｂ）１または複数の次の式の酸性反応体：Ｏ （式中、ＸおよびＸｌは同一または異なるが、ただし剤がカルボキシルアシル化 剤として作用するものとするか、またはＸおよびＸｌは結合して一〇−結合を形 成するものとする）、 （Ｃ）塩素 を加熱することにより、１または複数の前記置換されたアシル化剤を製造する方 法が記載されている。

オレフィンと前記特定した単量体（Ｂ）との共重合体を、潤滑油添加物の製造の アシル化剤として使用し得ることをこの度突き止めた。この結果として、アシル 化剤の製造に塩素を使用しないこととなった。ＧＢ−Ａ−１５６５６２７号の置 換されたアシル化剤およびカルボン酸誘導体を製造する調製手順で塩素を使用す ると、これらの生成物が残余の塩素を含有し得、これは潤滑油の適用に有害たり 得る。

更に、アシル化剤としてのオレフィン／無水マレイン酸共重合体およびスクシン イミドからカルボキシル誘導体を製造することを試みたが、我々の経験によれば 、ある種の状況ではこれに由来する生成物は油不溶性のゲルである。しかしなが ら、高炭素数のアミンの存在下で反応を行うと、優れた粘度指数改良剤の作用を 有する油溶性分散剤が得られることを突き止めた。

よって、本発明によれば、完成品潤滑油組成物にて使用する分散剤／ＶＩ改良剤 の製造方法であって、正常流体である実質的に不活性な有機溶剤中で、 （ａ）オレフィンと次の構造を有する単量体との共重合体＝（式中、ＸおよびＸ ｌは同一または異なるが、ただしＸおよびＸｌの少くとも１つは、共重合体がカ ルボキシルアシル化剤として作用し得るものとする）、（ｂ）スクシンイミド、 並びに （ｃ）第１もしくは第２アミンまたはその混合物を反応させることからなる分散 剤／ＶＩ改良改良層造方法が提供される。

本発明の更なる観点によれば、完成品潤滑油組成物にて使用する分散剤／ＶＩ改 良剤の製造方法であって、正常流体である実質的に不活性な有機溶剤中で、 （ａ）オレフィンと次の＃ｌ造を有する単量体との共重合体＝（式中、Ｘおよび ＸＩは同一または異なるが、ただしＸおよびＸｌの少くとも１つは、共重合体が カルボキシルアシル化剤として作用し得るものとする）、（ｂ）スクシンイミド 、並びに （ｃ）少くとも１ｏの炭素原子を有する第１もしくは第２アミンまたはその混合 物 を反応させることからなる分散剤／ＶＩ改良剤の製造方法が提供される。

分散剤／Ｖｌ改良剤により、主として分散剤として作用するが、粘度指数改良特 性をも有し得る生成物を意図する。

反応＃（ａ）は、オレフィンと構造（Ｉ）を有する単量体との共重合体である。

共重合体におけるオレフィン：単量体のモル比は、好ましくは１：２〜２：１、 更に好ましくは約１；１とする。

オレフィンについては、これは、１以上のエチレン系不飽和基の存在を特徴とす る全ゆる重合性オレフィンとすることができる。このオレフィンは、末端オレフ ィンまたは内部オレフィンのいずれであってもよいが、好ましくは末端オレフィ ンとする。オレフィン系炭化水素を用いるのか好適であるが、このオレフィンは 、非炭化水素基、例えばアルコキシまたは水酸基を含有し得る。適切なオレフィ ン単量体の例には、１−ヘキセン、オクタデセン−１ジイソブチレンが包含され る。オレフィンは好ましくはＣ４〜Ｃ９゜のオレフィンとする。

横道（Ｉ）を有する単量体については、ＸおよびＸＩの少くとも１つおよび好ま しくは両方を、共重合体かアルコールをエステル化し、アンモニアまたはアミン とアミドまたはアミン塩を形成し、反応性金属または基本的に反応する金属化合 物と金属塩を形成し、また従来のカルホン酸アシル化剤として作用するしのとす べきである。よって、Ｘおよび／またはｘｌは、−０Ｈ１−〇−、ヒドロカルビ ル、　Ｎ　Ｈ２、−Ｃ１，Ｂｒとすることができ、または共に酸素原子として無 水物の形成を図ることができる。好ましくはＸおよび／まなはＸＩは一〇Ｈとす るか共に酸素原子とし、更に好ましくはＸおよびＸｌを共に酸素原子とする。す なわち、構造（Ｉ）を有する単量体を無水マレイン酸とする。

構造（Ｉ）の共重合体を有するある範囲の適切なオレフィン／単量体は市販され ている。前記共重合体の分子量は、好ましくは５，０００〜５０，０００の範囲 とする。好適な共重合体は、ポリオクタデセン−１／無水マレイン酸の共重合体 である。

反応体（ｂ）はスクシンイミドとする。好ましくはスクシンイミドは、ヒドロカ ルビル置換スクシンイミドとし、その際、ヒドロカルビル置換体は、ポリアルケ ン、例えば適切には少くとも３０の炭素原子を含有するポリイソブチンから誘導 する。この種のスクシンイミドは当業界で周知であり、市販されている。塩素化 または非塩素化経路により誘導されたスクシンイミドを用いることができるが、 塩素化経路から誘導されたスクシンイミドを使用すると、残余の塩素を含有する 生成物を与える可能性がある。モノ−およびビス−スクシンイミドの両方を本発 明の実施に使用することができる。

スクシンイミド頭部基（すなわち、スクシンイミド環の一部を形成しないスクシ ンイミド環窒素に直接付いた基）は、好ましくは少なくとも１つの第１もしくは 第２アミン基または水酸基を含有し、好ましくは第１アミン基を含有する０頭部 基が第１アミン基を含有する場合、スクシンイミドはモノスクシンイミドである 。

スクシンイミドは、典型的には無水コハク酸と少くとも２つのアミン基を含有し 得るポリアミン（そのいずれも第３アミンではない）との反応から誘導され得る 。この場合、典型的なポリアミンはテトラエチレンペンタミン、およびトリエチ レンテトラミンとし得る。更に、アルコールアミンまたはポリオキシアルキレン ポリアミンを使用することができる。

例えば、商品名シェフアミンとして供給される材料である。

スクシンイミドは、適切には平均分子量５００〜３０００、好ましくは１５００ 〜２０００のＰＩＢＳＡから調製する。

反応体（Ｃ）は第１もしくは第２アミンまたはその混合物とする。前記した第１ および第２アミンは、好ましくは少くとも１０の炭素原子、更に好ましくは１２ 〜１８の炭素原子を有する。芳香族アミンを用いることもできるが、脂肪族アミ ンを使用するのが好適である。飽和および不飽和両方のアミンを用いることがで きる。好適なアミンには脂肪族第１アミンが包含され、これはモノアミンまたは ポリアミンとし得る。ｉ！ｌ切なアミンの例には、オクタデシルアミンおよびド デシルアミンが包含される。アミンの適切な混合物の例は牛油アミン（種として Ｃ１１ｌアミンからなるアミンの部分飽和混合物）である、ポリオキシアルキレ ンポリアミン（例えば商品名シェフアミンとして供給される材料）も適切に使用 し得る。

反応体（ａ）〜（ｃ）を正常流体である実質的に不活性な有機溶剤の存在下に反 応させる。好ましくはこの溶剤は高沸点炭化水素溶剤とする。この種の溶剤には 、比較的高い炭素数のパラフィンおよび液体ポリオレフィンが包含される。生成 物の意図する使用の観点から、溶剤として潤滑粘度の油を使用するのが好適であ る。天然差よび合成潤滑油の両方を使用することができる。

反応は好ましくは昇温下で行い、適切には７５〜３００℃の範囲とし、好ましく は１５０〜２５０℃とする。

反応体（ａ）〜（ｃ）対溶剤の比率は、適切には反応体（ａ）〜（ｃ）の反応の 生成物が溶剤中で濃縮組成物を形成するようにする。この組成物は、適切には生 成物の１０〜８０重量％からなる。

本発明の好適な態様では、アミン（ｃ）は第１もしくは第２アミン基を有するモ ノアミン、少くとも２つのアミン基を有するポリアミン（そのいずれも第３アミ ン基ではない）であり、前記共重合体（ａ）とも反応し、前記モノアミンおよび ポリアミンと共重合体（ａ）との反応に続いて、スクシンイミド（ｂ）を反応媒 体に添加する。この場合、アミン（Ｃ）およびポリアミンにおけるアミン基の合 計数が、共重合体（ａ＞に混和される単量体（Ｉ）の単位数を越えず、前記アミ ン基と共に反応に利用可能であることが重要である。モノアミンおよびポリアミ ンは順次にまたは混合物として添加することができる。

適切なモノアミンの例はオクタデシルアミンであり、適切なポリアミンの例はジ アミノドデカンである。

前記した好適な態様において、スクシンイミドは適切には大過剰に添加し得るが 、好ましくは共重合体、モノアミン並びにポリアミンを合せた量の５倍重址を越 える量とし、更に好ましくは前記量の１０〜２５倍の範囲とする。

本発明の他の観点によれば、主要な割合の潤滑油粘度の油と少量の割合の前記し た生成物とからなる完成品潤滑油組成物か提供される。

適切には完成品潤滑油組成物は、前記しな濃ｉ組成物を潤滑粘度の油で希釈する ことにより得ることかできる。適切にはこの潤滑粘度の油は、全ゆる天然または 合成潤滑油とすることができる。ｍ切な潤滑油は、例えば前記したＧＢ−Ａ−１ ５６５２７号に記載されている。

完成品潤滑油組成物は、従来の添加物、例えば１または複数の耐摩耗添加物、抗 酸化剤、抗精添加物並びに粘度指数改良剤を含有し得る。しかしながら、潤滑油 組成物中に従来は存在した少くとも幾つかのＶＩ改良剤添加物を除くことができ るのが本発明の利点である。前記した従来の添加物は、潤滑油組成物に直接また は濃縮組成物に添加することができる。

以下の実施例を参照して本発明をここに更に説明する。

実施例１〜２１は後記する手順（Ａ）により実施し、実施例２２〜２７は後記す る手順（Ｂ）により実施した。

１１工人上 １、共重合ポリオレフィン−ＭＡ　（ＰＯＭＡ）　、アミン並びにスクシンイミ ドを５Ｎ１５０油中で室温で混合する。

２．１７０”〜１８０℃に０．５〜３時間加熱する。

３．０．５〜１時間ストリップする。

４．５．５％ｗ　／　ｗの活性成分を配合し、粘度測定を行う。

それぞれの実施例１〜２１の詳細を第工表に示し、生成物の粘度の結果を第■表 に示す。

最終反応混合物中の重量％とじて表すＰＯＭＡ、アミン並びにスクシンイミドの 反応からの生成物の量「粗製活性体」。

「活性成分」により最終配合生成物中の前記生成物の量に言及する。

土１１ｉ　（脛工 １．室温で共重合ポリオレフィン−ＭＡ　（ＰＯＭＡ）およびアミンを油中にて 混合する。

２．１／４時間１８５°に加熱する。

３、数分間に渡り油中のポリアミンの熱溶液（１０％濃度）（１００°）を添加 し、１７２時間１８５°で振盪する。

４．１８５℃で１／４時間ストリップする。

５、この中間体生成物を集める。

６、スクシンイミドを１８５°に加熱する。

７、中間体を添加し、２１７２時間１８５°で振盪する。

８．１８５°で１／２時間ストリップする。

９、粘度測定につきサンプルを配合する。

それぞれの実施例２２〜２７の詳細を第■表に示し、生成物の粘度の結果を第■ 表に示す、比較の目的のため、ＡＤＸ２０１およびＡＤＸ２１２についての粘度 測定を行い、同様に第■表に示す。

！」−ム 粘度の結果 ＰＣＴ／ＧＢ　８９１０１２２５ 国際ｖ４資報告 ＧＢ　８９０１２２５ 国際調査報告 ＧＢ　８９０１２２５ ＳＡ　　　　３１９２４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．完成品潤滑油組成物にて使用する分散剤／ＶＩ改良剤の製造方法であって、 正常流体である実質的に不活性な有機溶剤中で、 （ａ）オレフィンと次の構造を有する単量体との共重合体：▲数式、化学式、表 等があります▼（Ｉ）（式中、ＸおよびＸ１は同一または異なるが、ただしＸお よびＸ１の少くとも１つは、共重合体がカルボキシルアシル化剤として作用し得 るものとする）、（ｂ）スクシンイミド、並びに （ｃ）第１もしくは第２アミンまたはその混合物を反応させることからなる分散 剤／ＶＩ改良剤の製造方法。
2. ２．（ｃ）を、少くとも１０の炭素原子を有する第１もしくは第２アミンまたは その混合物とする請求項１記載の方法。
3. ３．モノマーを無水マレイン酸とする請求項１または２記載の方法。
4. ４．（ｃ）を、１２〜１８の炭素原子を有する第１もしくは第２アミンまたはそ の混合物とする請求項１乃至３いずれかに記載の方法。
5. ５．第１アミンをドデシルアミンまたはオクタデシルアミンとする請求項４記載 の方法。
6. ６．スクシンイミドが、第１アミン基、第２アミン基並びに水酸基よりなる群か ら選択される少くとも１つの部分からなる頭部基からなる請求項１乃至５いずれ かに記載の方法。
7. ７．（ｃ）をモノアミンとし、方法が更に、第３アミン基ではない少くとも２つ のアミン基を有するポリアミンを添加することからなり、前記モノアミンおよび 前記ポリアミンを前記共重合体に対し前記スクシンイミドの添加前に添加する請 求項１乃至６いずれかに記載の方法。
8. ８．前記ポリアミンをＣ６〜Ｃ１２のジアミンとする請求項７記載の方法。
9. ９．請求項１乃至８いずれかに記載の方法により得られる生成物。
10. １０．主要な割合の潤滑粘度の油と少量の請求項９記載の生成物とからなる潤滑 油組成物。