【発明の詳細な説明】
有機‐置換ジフェニルスルフィドを含む潤滑剤および燃料組成物
本発明は、こはく酸イミドおよびジチオホスフェート添加物と組合せた置換ジ
フェニルスルフィドをベースとする燃料および潤滑剤組成物に関する。この潤滑
剤組成物は、基礎原料として、特定の添加剤と組合せた時に特別良好な実用性能
、特に改善された耐摩耗性と極圧性を実現するアルキル置換ジフェニルスルフィ
ドを使用している。
アルキルジアリールスルフィド高温潤滑剤、ジチオホスフェート(或いはホス
ホルジチオエート)耐摩耗剤および高分子‐置換こはく酸誘導体無灰界面活性剤
が、それぞれ、潤滑剤組成物の成分として、この技術分野で知られている。
米国特許第3,172,892および3,272,746号明細書には、潤滑
剤組成物中で有用で、高分子‐置換こはく酸若しくはこはく酸無水物とアルキレ
ンポリアミンを反応させることにより合成される、高分子‐置換こはく酸アミド
類およびこはく酸イミド類が開示されている。
米国特許第3,194,812号明細書は、潤滑剤中の分散剤として、高分子
量アルケニル‐n‐p‐アミノフェニルこはく酸イミドを使用することを教示し
ている。
米国特許第3,216,936号明細書には、高分子‐置換こはく酸若しくは
酸無水物と脂肪族炭化水素モノカルボン酸とアルキレンアミンを反応させること
により合成される、主としてアミドおよびイミドである潤滑剤添加物が開示され
ている。これら化合物は、金属ホスホルジチオエートと共に使用するのに適して
いる。
米国特許第3,691,220号明細書には、潤滑油用添加剤として用いられ
る、イソプロピルアルコールの存在下で、対応する酸と塩基性亜鉛化合物とから
合成されたジオルガノホスホルジチオエート類が記載されている。
米国特許第3,804,763号明細書には、少くとも30個の炭素原子を有
するカルボキシル型アシル化剤、例えば高分子‐置換こはく酸、酸無水物若しく
はエステルを、ヒドロキシ化合物、ポリオキシアルキレンポリアミンおよびアル
キレンアミンと反応して合成される潤滑油用添加剤として有用な分散剤組成物が
開示されている。
米国特許第4,153,564号明細書は、アルケニルこはく酸無水物と芳香
族アミン‐アルデヒド樹脂との反応により合成される、潤滑剤組成物用の乳化剤
、界面活性剤および酸化防止剤として作用する化合物を教示している。
米国特許第4,234,435号明細書には、その数平均分子量(Mn)が1
300から5000で、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が1
.5から4である、ポリアルケンとマレイン酸のような二塩基性カルボン酸若し
くはその誘導体から誘導したアシル化剤と、ポリエチレンポリアミンとの反応に
より合成される、潤滑剤添加物が記載されている。
米国特許第4,255,271号明細書には、潤滑剤に添加して、摩擦および
摩耗を低下させるための、ホスホスルフリル化ヒドロカルビルオキサゾリンを窒
素含有化合物およびオレフィンと反応させることにより合成されるホスホルジチ
オエート添加剤が示されている。
米国特許第4,522,736号明細書には、潤滑剤中で使用すると分散剤お
よび/または腐食防止剤として有用である、ポリアルケニルこはく酸化合物を芳
香族第2アミン若しくはヒドロキシアルキル基を含むヒンダードフェノールと反
応させ、次いでアルカノールアミン若しくはアミノメタンと反応させることによ
り合成される生成物が開示されている。
米国特許第4,652,387号明細書には、アルケニルこはく酸化合物、芳
香族アミンおよびアミノアルコールの反応生成物のホウ酸塩処理物が教示されて
おり、この生成物は、潤滑剤組成物用の非常に有効な分散剤および酸化防止剤/
腐食防止添加物であると説明されている。
米国特許第4,840,744号明細書には、潤滑油中での分散剤として有用
な、カルバメート官能基を含むポリアミノアルケニル若しくはアルキルこはく酸
イミド類が記載されている。
米国特許第4,895,579号明細書には、アルケニルこはく酸化合物を芳
香族アミンおよびヒンダートアルコールと反応させて合成される、潤滑剤組成物
に分散剤活性および酸化防止剤活性を付与する生成物が開示されている。
米国特許第5,171,915号明細書には、粘度指数の大きいポリ‐α‐オ
レフィン(HVI‐PAO)の製造時の副生成物として得られる、オレフィンの
モノオレフィン性二量体をアルキル化剤として用いて、ジフェニルスルフィドを
含む非常に多様な芳香族化合物の任意の物をアルキル化することが教示されてい
る。このアルキル化反応は、アルキル化触媒としてのフリーデル‐クラフツ化合
物或いはゼオライトの存在下で行われる。このアルキル化芳香族化合物は、酸化
防止性および耐摩耗性を付与する潤滑剤用添加剤として有用であると述べられて
いる。
英国特許第1,093,945号明細書には、潤滑剤などの高温機能性流体と
して有用なアルキルジアリールスルフィド類が開示されている。
本発明の方法により、潤滑剤および燃料中で使用するのに適した、1)有機環
‐置換ジフェニルスルフィド;2)こはく酸系分散剤成分;および3)ホスホル
ジチオエートとしても知られているジチオホスフェート;を含んでなる組成物が
提供される。このこはく酸系分散剤は、高分子‐置換こはく酸誘導体:即ち、高
分子‐置換こはく酸イミド、こはく酸アミド若しくはこはく酸エステル(そのエ
ステル基のアルコール或いはフェノール部位は、場合によりアミド、イミド若し
くはアミン窒素官能基含むこともある)または、そのアミド、イミドおよび/ま
たはエステルの混合物である。
潤滑剤基礎原料として、なるべくならアルキル化ジフェニルスルフィドを使用
してあり、上記の三つの成分を含んでなる潤滑剤組成物は、思いがけなく良好な
耐摩耗性と極圧性、さらにまた腐食耐久性および高温清浄性のような他の望まし
い性質を有している。
環置換ジフェニルスルフィド中の有機の基は、環の炭素原子に結合している水
素原子が置換されている。このような有機の基は、例えば、アルキル、アルケニ
ル、アリールアルキル、アルキルアリール、若しくはアリールであり、その中の
脂肪族の基は、環状でも、直鎖でも或いは分岐していてもよい。さらに、そのよ
うな基中の一つまたはそれ以上の水素および/または炭素原子が、S、N、O、
Pおよび/またはFで置換されていてもよい。この有機‐置換ジフェニルスルフ
ィドは、例えば1から8個、望ましくは1から2個の環に置換した有機の基を含
んでおり、各置換有機基は、例えば、1から500望ましくは5から50、そし
て最も望ましくは10から30個の炭素原子を含んでいる。望ましくは、全ての
環置換有機基は、前に列記した炭化水素基、望ましくはアルキル基から選ばれる
。最も望ましいジフェニルスルフィド類はモノ‐或いはジアルキル化ジフェニル
スルフィドで、その中のアルキル基は直鎖で、5から40個の炭素原子含んでい
る。或る種の潤滑剤および/または燃料用用途では、この置換ジフェニルスルフ
ィドは、望ましくは、そのアルキルが10から20個の炭素原子を含むモノアル
キル置換ジフェニルスルフィドである。
この有機‐環置換ジフェニルスルフィドは、一般に、アルキル化触媒の存在下
で、それが、そのジフェニルスルフィドの環の炭素原子に結合することになる、
なるべくなら末端二重結合を含んでいることを除いて、置換されるべき有機の基
と同じ構造を有する有機の置換反応体とジフェニルスルフィドを反応させること
により合成される。かくして、n‐アルキルジフェニルスルフィドを得るために
、そのジフェニルスルフィドは、そのn‐アルキル置換基と同じ数の炭素原子を
含むα‐オレフィンと反応される。末端二重結合炭素原子を含む異なる各種有機
置換反応体の混合物さらにまた末端二重結合炭素原子を含む反応体と内部二重結
合炭素原子を含む反応体との混合物も使用される。一般的に言って、有機置換反
応体とジフェニルスルフィドのモル比は、0.5:1.0から10.0:1.0
そして望ましくは1.0:1.0から4.0:1.0の範囲で変えられる。
この有機置換ジフェニルスルフィドを合成するために用いられるアルキル化触
媒は、例えば三塩化アルミニウム若しくは三フッ化硼素のようなフリーデル‐ク
ラフツ触媒である。しかし実質的にモノ‐置換のジフェニルスルフィドを得るた
めには、この反応はゼオライト触媒の存在下で行われるの望ましい。かかるゼオ
ライト触媒は、その反応に酸性度を供給するために、少くとも部分的に酸性形(
H)であるべきであるが、アンモニウム(NH4 +)のような他のカチオンも含ん
でおり、そしてファウジャサイト(faujasite)のような孔の大きいゼ
オライト、例えばゼオライトX、Y、USY、UHP‐Y、ZSM‐20若しく
はゼオライト・ベータが望ましい。用いられる他のゼオライトは、ゼオライトM
CM‐22(米国特許第4,954,325;5,100,534および5,
103,066号)である。この反応は普通、室温から350℃、望ましくは1
00℃から250℃、そして最も望ましくは180℃から240℃の範囲の温度
で行われる。この反応は、例えば、回分式若しくは、触媒または有機置換反応体
をジフェニルスルフィドに、連続的或いは一部ずつ添加する半回分式方式で行わ
れる。触媒は、1g/芳香族成分1モルから100g/芳香族成分1モル、望ま
しくは5g/芳香族成分1モルから50g/芳香族成分1モル、そして最も望ま
しくは10から30g触媒/芳香族成分1モル、の範囲の添加水準で用いられる
。この触媒は、スチーム処理した物、か焼処理した物または新鮮な物である。
このモノ‐有機置換ジフェニルスルフィド、例えばゼオライト触媒で得られた
モノアルキルジフェニルスルフィドは、AlCl3および他のプロトン酸および
ルイス酸の存在下で、有機置換反応体、例えばα‐オレフィンとの反応で合成し
た有機‐置換ジフェニルスルフィドに比べて優れた性質を示す。
ゼオライト系アルキル化触媒を用いて得られたモノ置換ジフェニルスルフィド
は、ガスクロマト法で証明されるように、実質的に、即ち100%まで、そして
少くとも95から98%モノ‐置換、例えばモノアルキル化されている。
この有機‐置換ジフェニルスルフィドは、潤滑剤中の主要基礎原料油として、
若しくは燃料組成物の主成分として、または他の合成および/または鉱物油液と
組合せて用いられる。どの場合にも、それは、一般に、例えば100℃で2から
100cSt(センチストークス)、望ましくは3から100cSt、そしてよ
り望ましくは3から30cStの範囲内の粘度を有し、そしてその組成物中に、
例えば0.5から95wt%若しくはそれ以上、望ましくは2から90wt%の
範囲に存在し、幾つかの用途では2から20wt%の濃度であるのが望ましく、
他の用途で、特にもう一つの基礎原料油がこの置換ジフェニルスルフィドと用い
られる場合には、25から90wt%の濃度であるのが望ましい。
この分散剤成分を構成する化合物は、単独若しくは組合せであり、詳しく言え
ば、1)こはく酸イミド;2)こはく酸アミド;若しくは3)そのエステル基の
アルコール或いはフェノール部位が場合によりアミド、イミド若しくはアミン窒
素官能基を含んでいるこはく酸エステル;であるところの、高分子置換こはく酸
誘導体で、個々の反応成分の縮合反応生成物の非常に複雑な混合物である。この
混合物の成分の数種の物は、次の構造のいずれかを有する。
式中、Rは、エチレン系不飽和単量体の単独重合体若しくは共重合体の残基であ
り、例えば、アルキル基または、例えば2から20個の炭素原子を含むアルケン
のポリアルケンの残基であるアルケニル基であり、そしてRは、少くとも20、
望ましくは少くとも50、そして300まで、若しくはそれ以上の炭素原子を含
んでおり、そして例えば、300から10,000、望ましくは500から2,
000の数平均分子量(Mn)を有し;Zは、[式2)では別々に]水素または
、炭素、水素および場合によっては窒素および/または酸素を含む脂肪族或いは
芳香族の有機の基、および/または高分子置換こはく酸誘導体系アシル化剤と反
応されるアミノ化合物の残基であり、そしてYは、炭素、水素、窒素および場合
によっては酸素を含む脂肪族或いは芳香族の基、および/または高分子置換こは
く酸誘導体系アシル化剤と反応されるアミド、イミド若しくはアミン窒素官能基
を含むアルコールの残基である。
この分散剤は、例えば、マレイン酸無水物或いはマレイン酸と、適当な重合体
:例えば2から20個の炭素原子を含み、二重結合または塩素などのハロゲンを
含んでいるアルケンの重合体を反応させることにより、高分子置換こはく酸若し
くはこはく酸無水物型アシル化剤を得ることにより調製される。次いで、後者を
適したヒドロカルビル置換アミン、または、場合によりアミド、イミド若しくは
アミン窒素官能基を含むアルコール或いはフェノールと反応させて、希望の分散
剤を得る。幾つかの適した分散剤を以下に列記する:米国特許第3,172,8
92号明細書に開示されている高分子‐置換こはく酸アミドおよびこはく酸イミ
ド、その中でZは、次式を有するエチレンポリアミンの反応性窒素原子に付いて
いる残基で:
式中、xは、例えば1から5の整数で、Rは水素或いは低級アルキル基である;
米国特許第3,194,812号に開示されているポリイソブテニル置換こはく
酸イミド、その中でZは、p‐アミノフェニル基である;米国特許第3,272
,746号に開示されている高分子‐置換こはく酸アミド類、その中でZは、多
様な窒素を含む、および窒素を含まない基で、望ましくは、次式を有するアルキ
レンポリアミンの反応性窒素原子に付いている残基で:
式中、nは、望ましくは、10未満の整数で、Aは、水素若しくは炭化水素基で
、そしてアルキレン基は8個未満の炭素原子を有する;米国特許第3,216,
936号に開示されている高分子‐置換こはく酸アミド類およびこはく酸イミド
類、その中で、そのイミド中のZとそのアミド中の少くとも一つのZは、次式を
有するアルキレンポリアミン若しくはアルキレンポリアミン類の混合物の反応性
窒素原子に付いている残基で:
式中、xは、望ましくは6未満の整数で、アルキレン基は,例えば4個未満の炭
素原子を含む低級アルキレンおよび、例えばピペラジンのようなアミンの環式同
族体である;米国特許第3,804,763号に開示されている高分子‐置換こ
はく酸アミド類、こはく酸イミド類およびこはく酸エステル類、その中で、その
イミド中のZとアミド中の少くとも一つのZは、多様なポリアルキレンポリアミ
ン類およびアルキレンポリアミン類の任意の物の反応性の窒素原子に付いている
残基で、そして、そのエステル中のYは、多様な窒素を含む、および窒素を含ま
ないヒドロキシ化合物、例えば一価および多価アルコールおよびフェノール、ポ
リアルキレングリコール、多価アルコール化合物のモノエステル、アミノアルコ
ール、アミノフェノール、などの任意の化合物のヒドロキシ基に付いている残基
である;米国特許第4,153,564号に開示されている高分子‐置換こはく
酸イミド類、その中でZは、芳香族アミン‐アルデヒド樹脂またはそれと、芳香
族トリアゾールおよびアルデヒドとの反応生成物の反応性窒素原子に付いている
残基である;米国特許第4,234,435号に開示されている高分子‐置換こ
はく酸アミド類およびこはく酸イミド類、その中で、高分子置換基Rは、大きい
群の多様なエチレン系不飽和単量体、望ましくは炭化水素単量体の単独重合体お
よび共重合体[1300から5000の数平均分子量(Mn)を有し、重量平均
分子量(Mw)とMnの比は1.5から4]の任意の物から誘導され、そして、
そのイミド類中のZとアミド類中の少くとも一つのZは、この章の中で引用され
ている他の数件の特許に開示されているアルキレンポリアミンのようなポリアミ
ンの反応性窒素原子に付いている残基である;米国特許第4,522,736号
に開示されている高分子‐置換こはく酸アミド類、こはく酸イミド類或いはこは
く酸エステル類、その中でこはく酸アミド類およびこはく酸イミド類の場合、少
くとも一つのZは、次いでアルカノールアミン或いはアミノメタンと反応される
芳香族第2アミンの反応性窒素原子に付いている残基であり、また、こはく酸エ
ステル類の場合には、Yは、次いでアルカノールアミン或いはアミノメタンと反
応されるヒドロキシ基を含むヒンダードフェノールのヒドロキシ基に付いている
残基である;米国特許第4,652,387号に開示されている高分子‐置換こ
はく酸アミド類、こはく酸イミド類或いはこはく酸エステル類の硼酸化混合物、
その中で、こはく酸アミド類およびこはく酸イミド類の場合、そのイミド中のZ
とアミド中の少くとも一つのZは、ジアリールアミンおよび/またはアミノアル
コールの反応性窒素原子に付いている残基であり、そしてこはく酸エステル類の
場合、Yはアミノアルコールのヒドロキシ基に付いている残基である;米国特許
第4,840,744号に開示されている高分子‐置換こはく酸イミド類、その
中で、Zは、カーバメート官能基を含んでいる;および、米国特許第4,895
,579号に開示されている高分子‐置換こはく酸アミド類およびこはく酸イミ
ド類、その中で、そのイミド中のZとアミド中の少くとも一つのZは、さらにヒ
ンダード・アルコールと反応される、芳香族アミンの反応性窒素原子に付いてい
る残基である。
この高分子‐置換こはく酸から誘導される分散剤は、この組成物中に、例えば
その組成物の重量を基に、0.1から25wt%、望ましくは0.15から10
wt%、そして最も望ましくは1から7wt%の量存在する。
本発明の組成物のジチオホスフェートは、大半の場合、次式4)を有するオル
ガノジチオリん酸から誘導される:
式中、R1とR2は、別々にヒドロカルビル基であるか、または、りん原子および
酸素原子と共に単量体状環構造或いは高分子鎖状構造を形成する。望ましくは、
このジチオホスフェートは、ジヒドロカルビルジチオリん酸の金属塩で、その金
属は、周期律表II族の一員、特に亜鉛およびバリウム、望ましくは亜鉛である
。無灰のジチオホスフェート、例えばこの技術分野で良く知られているようなア
ルキレンオキシド、アミンまたはオレフィンと有機ジチオリん酸との反応生成物
、も用いられる。上記の式を参照して酸を規定すると、R1とR2基は同一若しく
は異なり、3から30個の炭素原子を有するアルキル、シクロアルキル、アリー
ル、アルカリールおよびアラルキル基である。このR1とR2基は、例えばn‐プ
ロピル、イソ‐プロピル、n‐ブチル、イソ‐ブチル、アミル、ヘキシル、デシ
ル、ドデシル、オクタデシル、アイコシル、ペンタコシル、ベンジル、フェネチ
ル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、トリル、t‐アミルフェニル、ジド
デシルフェニル、ワックス部分が24個の炭素原子を含むワックスフェニル基、
および類似の基である。2,2‐ジメチル‐1‐プロピル、2,2,4‐トリメ
チル‐1‐ブチル、2,2‐ジメチル‐1‐デシルおよび2,2,4‐トリメチ
ル‐1‐ヘキサデシル基を用いることも考えられる。
使用することが可能で、R1とR2が同一である酸の例は、ジプロピル、ジブチ
ル、ジヘキシル、ジドデシル、ジオクタデシル、ジシクロヘキシル、ジベンジル
、ジフェネチル、ジフェニル、ジトリル、ジドデシルフェニル、ジワックスフェ
ニル、ジ(2,2‐ジメチル‐1‐プロピル)、ジ(2,2,4‐トリメチル‐
1‐ブチル)、ジ(2,2‐ジメチル‐1‐デシル)およびジ(2,2,4‐
トリメチル‐1‐ヘキサデシル)ジチオリん酸である。
R1とR2が異なる有用な酸の例を次に例示すると:n‐プロピルアミル、アミ
ルデシル、ヘキシルドデシル、デシルシクロヘキシル、ベンジルフェニル・ジチ
オリん酸および類似のジチオリん酸である。
望ましくは、R1とR2は、1から50個の炭素原子、より望ましくは3から2
0個の炭素原子を含むアルキル基である。
これらの金属ジチオホスフェートは、例えば、米国特許第3,216,936
および3,691,220号明細書に示されているように、既知である。R1と
R2が一緒になって単量体環構造または高分子鎖構造を規定するジチオリん酸の
例は、米国特許第4,255,271号明細書に示されているような、一つまた
はそれ以上のオキサゾリン基を含むような物である。
このジチオホスフェート成分は、組成物の重量を基に、例えば、0.05から
10wt%、望ましくは0.1から5wt%、そして最も望ましくは0.2から
3wt%の量、その組成物中に存在する。
本発明はの組成物は、他の合成油および/または鉱物油と、特に合成ポリ‐α
‐オレフィン(PAO)と組合せて、或いはブレンドして用いられる。他の合成
油および/または鉱物油と置換ジフェニルスルフィドは、任意の適したブレンド
比で用いられるが;例えば、20wt%の置換ジフェニルスルフィドと80wt
%のPAOの基礎原料混合物が、非常に有利であることが見いだされた。しかし
、置換ジフェニルスルフィドが、基礎原料油の100%までの主要部分を構成し
ていても良い。
一般に、潤滑剤、若しくはグリース・ビヒクル中の基礎原料油の一部として用
いられる、鉱物油、パラフィン系、ナフテン系の両者およびそれらの混合物は、
任意の適した潤滑油粘度範囲の物であり、例えば、100℃で1.0cStから
100℃で1000cSt、そして望ましくは100℃で2.0から60cSt
である。推奨される油は150までの範囲の粘度指数を有する。これら油の平均
分子量は、250から800の範囲である。
適した合成油は、ポリ‐α‐オレフィン、例えばポリイソブチレン、ポリブテ
ン、若しくは水素化ポリデセン、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリ
コール、トリメチルプロパンエステル類、ネオペンチル、例えばペンタエリトリ
トール・エステル類、ジ(2‐エチルヘキシル)セバケート、ジ(2‐エチルヘ
キシル)アジペート、ジブチルフタレート、フルオロカーボン類、けい酸エステ
ル類および、りんを含む酸のエステル類およびアルキル置換ジフェニルエーテル
類である。
本発明の組成物は、グリース中、または適当な増粘剤若しくはゲル化剤で増粘
された前述の任意の合成および/または鉱物性原料油の中、でも用いられる。こ
れら増粘剤は、任意の常用の金属塩若しくは石けんであり、グリース生成量で、
得られるグリース組成物に希望の粘性を付与する量、潤滑油ビヒクル中に分散さ
れる。このグリースの調合に利用される他の増粘剤は、表面修飾粘土およびシリ
カ、アリール尿素、カルシウム錯体および類似の材料のような、非石けんタイプ
の増粘剤である。一般に、特別の環境中で要求される温度で使用される場合には
、融解および溶解しないグリース増粘剤が用いられが、しかし、全ての他の態様
では、普通、グリースを調製するための液体の炭化水素を増粘若しくはゲル化す
るのに普通用いられる任意の材料が、本発明はの方法で、グリース調製に使用さ
れる。
本発明の組成物に、置換ジフェニルスルフィドに加えて、潤滑油粘度の鉱物油
若しくは合成油系基礎原料油が用いられる場合、それは、全組成物を基に、例え
ば2から98wt%、望ましくは5から98wt%の量存在する。
本発明の組成物のこれら三種の基本成分と追加の合成若しくは鉱物系基礎原料
油に加えて、使用するなら、普通、潤滑剤および他の機能性流体中で用いられる
様々な組合せの他の成分も含まれていてもよい;例えば、追加の分散剤、金属塩
系界面活性剤(フェノラート、スルホン酸塩および/またはサリチル酸塩)、酸
化防止剤(例えば、ヒンダードフェノール類、芳香族アミン類、ジチオカーバメ
ート類、など)、高分子系粘度指数向上剤(ポリイソブチレン、スチレン‐ジエ
ン共重合体、ポリメタクリレート類、など)、耐摩耗助剤若しくは極圧剤(ヘテ
ロ環状トリアゾール類、ジメルカプトチアジアゾール類、ジチオカーバメート類
、ホスファイト類、ホスホナート類、アシッドホスフェート類、チオホスフェー
ト類、ホスホノチオナート類、ほう酸塩類、など)、腐食禁止剤、乳化剤、乳化
破壊剤、シール膨潤剤、汚染防止用添加剤およびそれらの類似物である。潤滑剤
として調合される場合、本発明の組成物は、出力‐特性を阻害する微粒子状の煤
を大量に発生するジーゼル油のような、要求の過酷な用途に、または、タービン
油、循環油若しくは流体動力油、またはグリースのような増粘潤滑油、のような
幾分要求度が低い用途に用いられる。
本発明の組成物の推奨される用途は、潤滑油用途であるが、燃料に使用しても
同じ性能的利点の多くが提供される。燃料1000バレル当たり1から1,00
0ポンドの成分濃度が推奨される。燃料組成物は、炭化水素燃料、含酸素燃料、
および炭化水素燃料と含酸素燃料の混合物である。燃料では、芳香族流体と分散
剤の混合物を使用するのが特に便利である。
以下の実施例により、本発明がさらに例示される。対照例A〜G
この実施例は、代表的な潤滑性鉱物油に異なる量の有機‐置換ジフェニルスル
フィドを混合することが、潤滑性に及ぼす効果を例示している。
熱電対と還流凝縮器を備えたフラスコ中で、激しく撹拌している、ジフェニル
スルフィド(186.2g、1.0モル)と1‐ヘキサデセン(224.4g、
1.0モル)の混合物に、19.1gのFCCオクタキャットR(Octaca
tR)USY触媒を添加した。この混合物を、撹拌しながら、6時間200℃に
加熱した。室温まで冷却後、触媒を除去するために、この混合物を濾過し、未反
応の出発材料を除去するために0.5〜1.5mmHgで。170℃まで、減圧
溜去した。
前述のように実質的にモノアルキル化されているこのジフェニルスルフィド(
ADPS)を、異なる量で、40℃で100セーボルト(Saybolt)秒の
粘度を有するパラフィン系中性潤滑基礎原料鉱物油と混合した。この混合物と、
純粋なADPSおよび鉱物油の潤滑性を、ASTM D2266の試験法および
/または米国特許第4,761,482号明細書に説明されている四球摩耗試験
を用いて調べた。
結果を、摩損径(wear scar diameter)および“K”係数
[摩耗体積の関数であり、(摩耗体積と金属の硬度の積)を(走行距離と荷重の
積)で割った無次元の数値]を用いて示している。この“K”係数は、有効な潤
滑が維持されているなら、比較的試験条件に依存しない。この“K”係数は、ヘ
ルツ直径を考慮し、そして、様々な操業条件および冶金条件下での機械の寿命に
関連付けることができる摩耗速度の計算を可能にする。
表1の結果から分かるように、通常のパラフィン系の中性の潤滑鉱物油に、他
の如何なる追加成分なしに、1、2および5%のアルキル化ジフェニルスルフィ
ドを混合しても摩耗挙動は殆ど改善されない。実施例1および2、および対照例H〜L
これら実施例は、その対照例に記した添加量のADPSをブレンドした対照実
施例A〜Gで説明した鉱物油の潤滑性に及ぼす、ポリイソブチレンこはく酸イミ
ド分散剤、および/または混合アルコール誘導ジチオリん酸亜鉛(ZnDTP)
の効果を例示している。このポリイソブチレンこはく酸イミド分散剤は、前に引
用した米国特許第4,234,435号に説明したようにして合成され、その成
分について、前に示した式1)中の基“R”は、その特許で規定されいる分子量
を有するポリイソブチレンの残基であり、そしてその式中の基“Z”は、その特
許に規定されているポリエチレンポリアミンの残基であり、そしてジチオリん酸
亜鉛は、これら化合物に対して前に与えられた式4)中のR1とR2が、C3〜C8
のアルキル基の混合物であるジチオリん酸の亜鉛塩である。これらの組成物を、
対照例AからG中で説明したような、四球摩耗試験に掛けた。これら組成物の構
成と試験結果を表2に示した。
表2の結果は、置換ジフェニルスルフィドを、分散剤とジチオホスフェート(
実施例1および2)の存在下で、鉱物油に10および25%の濃度で添加すると
摩耗特性が改善されることを示している。これと対照的に、0.05%のジチオ
ホスフェートは存在するが高分子分散剤が存在しない条件で、10および25%
のジチオホスフェートを使用した場合(実施例KおよびL)、得られる改善の程
度は、かなり小さい。実施例3および4、および対照実施例MおよびN
これらの実施例は、高分子置換こはく酸イミド系無灰分散剤およびジチオホス
フェートを含む、ある程度使用している鉱物油系潤滑剤の潤滑性に及ぼす有機‐
置換ジフェニルスルフィド添加の効果を例示している。
鉱物油基礎原料から調製され、高分子‐置換こはく酸イミド系無灰分散剤とジ
チオリん酸亜鉛の両方を含む、完全調合の市販のジーゼルエンジン油をGMの6
.2リットルのジーゼルエンジン中で、1,000rpmで、50時間、冷却剤
および油のギャラリー温度(gallery temperature):12
0℃、燃料流速:9kg/時間、および燃料温度と吸気温度:それぞれ35℃お
よび32℃で試験した。絶対吸気圧および背圧は、それぞれ97kPaおよび1
0‐3kPaであった。この期間の時間中に、この油の耐摩耗性は、一部は燃焼
で生じる副生成物(煤)により、そしてその潤滑剤の劣化により、有意に低下す
る。(ある程度)損耗した分散剤とジチオリん酸亜鉛を含むこの油の摩耗保護性
を、前の実施例の方法を用いて、二つの別の測定実験(実施例MaおよびMb)
で評価した。先行実施例で、0.5wt%の量使用されたADPSを、このある
程度損耗した油に添加し、再び、二つの別の耐摩耗性評価試験(実施例3aおよ
び3b)を行った。結果を表3に示したが、摩損径とK係数に加えて、摩損径/
ヘルツ直径として定義される摩耗比の値を含めて示した。荷重40kgの場合、
推定平均ヘルツ直径=0.30(mm)である。
異なる市販の鉱物油をベースにし、高分子‐置換こはく酸イミド系分散剤とジ
チオリん酸亜鉛も含むジーゼルエンジン油で、実施例3および対照実施例Mの方
法を繰返した。ただ、ADPSを含まない(対照実施例N)および、5wt%の
ADPSを含む(実施例4)或る程度損耗した油で一回だけの摩耗性評価を行っ
た。結果を表4に示す。
表3および4中のデータから明らかなように、無灰分散剤とジチオホスフェー
トの両方を含む油中に置換ジフェニルスルフィドが存在すると、摩損径または得
られる“K”係数および摩耗比によって判断されるように、四球摩耗試験におけ
る摩耗損傷は、有意に低減される。摩耗体積(“K”係数)は、置換ジフェニル
スルフィドを含まない同じ油に比べた場合、それらの対応値の1/6に低減され
ることが見いだされた。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Lubricants and fuel compositions containing organic-substituted diphenyl sulfides
The present invention relates to substituted diimides in combination with succinimide and dithiophosphate additives.
The invention relates to fuel and lubricant compositions based on phenyl sulfide. This lubrication
Excellent practical performance when combined with specific additives as base material
, Especially alkyl-substituted diphenyl sulphides for improved wear resistance and extreme pressure
You are using
Alkyldiaryl sulfide high temperature lubricants, dithiophosphates (or
Fordithioate) antiwear agent and polymer-substituted succinic acid derivative ashless surfactant
Are each known in the art as a component of a lubricant composition.
U.S. Pat. Nos. 3,172,892 and 3,272,746 disclose lubrication.
Polymer-substituted succinic acid or succinic anhydride and alkyl
Polymer-substituted succinic amide synthesized by reacting polyamine
And succinimides are disclosed.
U.S. Pat. No. 3,194,812 discloses a polymer as a dispersant in a lubricant.
Teach the use of alkenyl-n-p-aminophenyl succinimide
ing.
U.S. Pat. No. 3,216,936 discloses a polymer-substituted succinic acid or
Reacting an acid anhydride with an aliphatic hydrocarbon monocarboxylic acid and an alkyleneamine
Disclosed are lubricant additives, primarily amides and imides, synthesized by
ing. These compounds are suitable for use with metal phosphordithioates
I have.
U.S. Pat. No. 3,691,220 discloses that it is used as an additive for lubricating oil.
From the corresponding acid and the basic zinc compound in the presence of isopropyl alcohol
Synthesized diorganophosphordithioates are described.
U.S. Pat. No. 3,804,763 has at least 30 carbon atoms.
Carboxyl-type acylating agents such as polymer-substituted succinic acids, acid anhydrides or
Represents an ester with a hydroxy compound, a polyoxyalkylene polyamine and
Dispersant compositions useful as additives for lubricating oils synthesized by reacting with kilenamine
It has been disclosed.
U.S. Pat. No. 4,153,564 discloses alkenyl succinic anhydrides and aromatics.
Emulsifier for lubricant composition, synthesized by reaction with aliphatic amine-aldehyde resin
Teach compounds that act as surfactants and antioxidants.
U.S. Pat. No. 4,234,435 discloses that its number average molecular weight (Mn) is one.
300 to 5000, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 1
. A dibasic carboxylic acid such as polyalkene and maleic acid, which is 5 to 4
Or the reaction of acylating agents derived from its derivatives with polyethylene polyamines
Lubricant additives are described which are more synthetic.
U.S. Pat. No. 4,255,271 teaches friction and friction in addition to lubricants.
Nitrogenation of phosphosulfurylated hydrocarbyl oxazoline to reduce wear
Phosphorditi synthesized by reacting with olefins containing compounds
Oate additives are shown.
U.S. Pat. No. 4,522,736 discloses that when used in lubricants, dispersants and
A polyalkenyl succinic acid compound useful as a corrosion inhibitor and / or
Hindered phenols containing aromatic secondary amines or hydroxyalkyl groups
Reaction with alkanolamine or aminomethane.
A synthesized product is disclosed.
U.S. Pat. No. 4,652,387 discloses alkenyl succinic compounds,
Borated products of reaction products of aromatic amines and amino alcohols are taught
This product is a highly effective dispersant and antioxidant for lubricant compositions /
It is described as a corrosion inhibitor additive.
U.S. Pat. No. 4,840,744 discloses useful as a dispersant in lubricating oils.
Polyaminoalkenyl or alkyl succinic acids containing carbamate functional groups
Imides are described.
U.S. Pat. No. 4,895,579 discloses alkenyl succinic compounds.
Lubricant composition synthesized by reaction with aromatic amine and hindered alcohol
Dispersant and antioxidant activities.
U.S. Pat. No. 5,171,915 discloses poly-α-O having a large viscosity index.
Olefin obtained as a by-product during the production of refin (HVI-PAO)
Using a monoolefinic dimer as an alkylating agent, diphenyl sulfide
It is taught to alkylate any of a wide variety of aromatic compounds, including
You. This alkylation reaction is a Friedel-Crafts compound as an alkylation catalyst.
It is carried out in the presence of an object or zeolite. This alkylated aromatic compound is oxidized
It is stated that it is useful as an additive for lubricants to provide anti-wear and anti-wear properties
I have.
British Patent 1,093,945 discloses high temperature functional fluids such as lubricants.
Useful alkyldiaryl sulfides are disclosed.
According to the method of the present invention, 1) an organic ring suitable for use in lubricants and fuels
-Substituted diphenyl sulfide; 2) succinic dispersant component; and 3) phosphor
A dithiophosphate, also known as a dithioate;
Provided. This succinic acid-based dispersant is a polymer-substituted succinic acid derivative:
Molecule-substituted succinimides, succinamides or succinates
The alcohol or phenol moiety of the ster group may be amide, imide or
Or an amine nitrogen functional group) or its amide, imide and / or
Or a mixture of esters.
Use alkylated diphenyl sulfide as basic lubricant material if possible
Lubricant composition comprising the above three components, unexpectedly good
Other desirable properties such as wear resistance and extreme pressure, as well as corrosion resistance and high temperature cleanliness
Has the property of
The organic group in the ring-substituted diphenyl sulfide is water bound to a ring carbon atom.
An element atom has been substituted. Such organic groups include, for example, alkyl, alkenyl
, Arylalkyl, alkylaryl, or aryl, wherein
The aliphatic group may be cyclic, linear or branched. In addition
One or more hydrogen and / or carbon atoms in such groups may be S, N, O,
It may be substituted with P and / or F. This organic-substituted diphenyl sulf
The hydride includes an organic group substituted with, for example, 1 to 8, preferably 1 to 2 rings.
And each substituted organic group is, for example, 1 to 500, preferably 5 to 50, and
And most preferably contains from 10 to 30 carbon atoms. Preferably all
The ring-substituted organic group is selected from the hydrocarbon groups listed above, preferably an alkyl group
. The most preferred diphenyl sulfides are mono- or dialkylated diphenyls
A sulfide in which the alkyl group is straight-chain and contains 5 to 40 carbon atoms
You. In certain lubricant and / or fuel applications, the substituted diphenyl sulf
Is preferably a monoalkyl whose alkyl contains 10 to 20 carbon atoms.
It is a kill-substituted diphenyl sulfide.
This organic-ring-substituted diphenyl sulfide is generally used in the presence of an alkylation catalyst.
And it will be attached to the carbon atom of the diphenyl sulfide ring,
Organic group to be substituted, preferably except that it contains a terminal double bond
Reacting an organic substitution reactant having the same structure with diphenyl sulfide
Are synthesized by Thus, to obtain n-alkyldiphenyl sulfide
The diphenyl sulfide has the same number of carbon atoms as the n-alkyl substituent.
React with α-olefin containing. Different organics containing terminal double bonded carbon atoms
Mixtures of substituted reactants as well as reactants containing terminal double bonded carbon atoms and internal double bonds
Mixtures with reactants containing combined carbon atoms are also used. Generally speaking, organic substitution anti
The molar ratio of the reactant to diphenyl sulfide is from 0.5: 1.0 to 10.0: 1.0
Preferably, it can be changed in the range of 1.0: 1.0 to 4.0: 1.0.
Alkylation catalyst used to synthesize this organic substituted diphenyl sulfide
The medium may be a Friedelck such as aluminum trichloride or boron trifluoride.
Rafts catalyst. However, substantially mono-substituted diphenyl sulfides were obtained.
For this purpose, this reaction is preferably carried out in the presence of a zeolite catalyst. Such a zeo
Light catalysts are at least partially acidic in order to provide acidity to the reaction.
H) but ammonium (NHFour +Also includes other cations such as
And large holes such as faujasite
Olites, such as zeolites X, Y, USY, UHP-Y, ZSM-20 or
Is preferably zeolite beta. Another zeolite used is Zeolite M
CM-22 (U.S. Pat. Nos. 4,954,325; 5,100,534 and 5,
103,066). The reaction is usually carried out at room temperature to 350 ° C., preferably
Temperatures in the range of 00 ° C to 250 ° C, and most preferably 180 ° C to 240 ° C
Done in The reaction may be performed, for example, in a batch or catalyst or organic displacement reactant.
Is added to diphenyl sulfide continuously or partly by semi-batch method.
It is. The catalyst may comprise from 1 g / mole aromatic component to 100 g / mole aromatic component,
Or 5 g / mol of aromatic component to 50 g / mol of aromatic component, and most desirable
Or 10 to 30 g of catalyst / one mole of aromatic component.
. The catalyst may be steamed, calcined or fresh.
This mono-organic substituted diphenyl sulfide, for example obtained with zeolite catalyst
Monoalkyl diphenyl sulfide is AlClThreeAnd other protonic acids and
Synthesized by reaction with an organic displacement reactant, such as an α-olefin, in the presence of a Lewis acid.
It shows superior properties as compared to organic-substituted diphenyl sulfide.
Monosubstituted diphenyl sulfide obtained using zeolite-based alkylation catalyst
Is substantially, ie, up to 100%, as evidenced by gas chromatography, and
At least 95 to 98% mono-substituted, for example monoalkylated.
This organic-substituted diphenyl sulfide is used as the primary base stock in lubricants.
Or as a main component of a fuel composition or with other synthetic and / or mineral oil liquids
Used in combination. In each case, it is generally, for example, 2 to 100 ° C.
100 cSt (centistokes), preferably 3 to 100 cSt, and more
More preferably, it has a viscosity in the range of 3 to 30 cSt, and in the composition:
For example, 0.5 to 95 wt% or more, preferably 2 to 90 wt%
Preferably in a range of 2 to 20 wt% for some applications,
In other applications, especially another base stock is used with this substituted diphenyl sulfide.
If desired, a concentration of 25 to 90 wt% is desirable.
The compounds constituting the dispersant component may be used alone or in combination.
For example, 1) succinimide; 2) succinamide; or 3) the ester group
The alcohol or phenol moiety may be amide, imide or amine nitrogen
Succinic acid esters containing elemental functional groups; the polymer-substituted succinic acids
Derivatives are very complex mixtures of the condensation reaction products of the individual reaction components. this
Some of the components of the mixture have any of the following structures:
In the formula, R is the residue of a homopolymer or copolymer of an ethylenically unsaturated monomer.
For example, alkyl groups or alkenes containing, for example, 2 to 20 carbon atoms
An alkenyl group that is the residue of a polyalkene of
Desirably containing at least 50 and up to 300 or more carbon atoms.
And, for example, 300 to 10,000, preferably 500 to 2,
Has a number average molecular weight (Mn) of 000; Z is [separately in Formula 2] hydrogen or
Aliphatic containing carbon, hydrogen and optionally nitrogen and / or oxygen or
Not compatible with aromatic organic groups and / or polymer-substituted succinic acid derivative acylating agents
Is the residue of the corresponding amino compound and Y is carbon, hydrogen, nitrogen and optionally
Oxygen containing aliphatic or aromatic groups, and / or polymer substitution
Amide, imide or amine nitrogen functional groups which are reacted with acyl derivatives of acylate
Is the residue of an alcohol containing
The dispersant may be, for example, maleic anhydride or maleic acid and a suitable polymer
: Containing, for example, 2 to 20 carbon atoms and double bond or halogen such as chlorine
By reacting the polymer of the alkene contained, the polymer substituted succinic acid
It is prepared by obtaining an succinic anhydride type acylating agent. Then the latter
A suitable hydrocarbyl-substituted amine or, optionally, an amide, imide or
React with alcohol or phenol containing amine nitrogen functional group to obtain desired dispersion
Get the agent. Some suitable dispersants are listed below: US Pat. No. 3,172,8
Polymer-substituted succinic amides and succinic imis disclosed in US Pat.
Where Z is the reactive nitrogen atom of ethylene polyamine having the formula
At the residue:
Wherein x is, for example, an integer from 1 to 5, and R is hydrogen or a lower alkyl group;
Polyisobutenyl-substituted ambers disclosed in U.S. Pat. No. 3,194,812
Acid imide, wherein Z is a p-aminophenyl group; US Pat. No. 3,272
Polymer-substituted succinamides disclosed in U.S. Pat.
Such nitrogen-containing and non-nitrogen-containing groups, preferably having the formula
The residue attached to the reactive nitrogen atom of lenpolyamine:
Wherein n is preferably an integer less than 10, and A is hydrogen or a hydrocarbon group.
And alkylene groups have less than 8 carbon atoms; US Pat.
No. 936, polymer-substituted succinamides and succinimides
, Wherein Z in the imide and at least one Z in the amide are
Of alkylene polyamines or mixtures of alkylene polyamines with
At the residue attached to the nitrogen atom:
Wherein x is preferably an integer less than 6, and the alkylene group is, for example, less than 4 carbon atoms.
Lower alkylene containing a hydrogen atom and a cyclic ring of an amine such as piperazine.
Group-substituted polymers disclosed in US Pat. No. 3,804,763.
Succinamides, succinimides and succinic esters, among which
Z in the imide and at least one Z in the amide are various polyalkylenepolyamides.
Attached to the reactive nitrogen atom of any of the compounds and alkylene polyamines
Y at the residue and in the ester contains various nitrogens and contains nitrogen
Hydroxy compounds such as monohydric and polyhydric alcohols and phenols,
Polyalkylene glycol, monoester of polyhydric alcohol compound, amino alcohol
Residue attached to the hydroxy group of any compound such as phenol, aminophenol, etc.
The polymer-substituted amber disclosed in US Pat. No. 4,153,564.
Acid imides, wherein Z is an aromatic amine-aldehyde resin or
Attached to the reactive nitrogen atom of the reaction products with aromatic triazoles and aldehydes
Residue; a polymer-substituted polymer disclosed in US Pat. No. 4,234,435.
Succinamides and succinimides, wherein the polymer substituent R is large
A group of various ethylenically unsaturated monomers, preferably homopolymers and
And a copolymer [having a number average molecular weight (Mn) of 1300 to 5000 and a weight average
The ratio of molecular weight (Mw) to Mn is derived from any of 1.5 to 4], and
Z in the imides and at least one Z in the amides are referred to in this section.
Polyamines such as the alkylene polyamines disclosed in several other patents
A residue attached to the reactive nitrogen atom of an amino acid; US Pat. No. 4,522,736.
-Substituted succinamides, succinimides or succinimides disclosed in
In the case of succinic esters, of which succinamides and succinimides,
At least one Z is then reacted with an alkanolamine or aminomethane
It is a residue attached to the reactive nitrogen atom of the aromatic secondary amine.
In the case of steles, Y is then reacted with alkanolamine or aminomethane.
Attached to hydroxy groups of hindered phenols containing hydroxy groups
Residue; a polymer-substituted polymer disclosed in US Pat. No. 4,652,387.
Borated mixtures of succinamides, succinimides or succinates,
Among them, in the case of succinamides and succinimides, Z in the imide
And at least one Z in the amide is a diarylamine and / or an aminoalkyl
Residue on the reactive nitrogen atom of coal, and of succinates
Where Y is the residue attached to the hydroxy group of an amino alcohol; US Pat.
No. 4,840,744, polymer-substituted succinimides,
Wherein Z contains a carbamate function; and US Pat. No. 4,895.
-Substituted succinamides and succinic acid imidates disclosed in U.S. Pat.
And wherein Z in the imide and at least one Z in the amide further comprise
On the reactive nitrogen atom of the aromatic amine, which is reacted with
Residue.
The dispersant derived from the polymer-substituted succinic acid may be present in the composition, for example,
0.1 to 25 wt%, preferably 0.15 to 10 wt%, based on the weight of the composition
wt%, and most preferably from 1 to 7 wt%.
The dithiophosphates of the compositions of the present invention will most often have the formula:
Derived from ganodithiophosphoric acid:
Where R1And RTwoIs independently a hydrocarbyl group, or a phosphorus atom and
Together with oxygen atoms, they form a monomeric ring structure or a polymer chain structure. Preferably,
This dithiophosphate is a metal salt of dihydrocarbyldithiophosphoric acid,
The genus is a member of group II of the periodic table, especially zinc and barium, preferably zinc
. Ashless dithiophosphates, such as those well known in the art.
Reaction product of alkylene oxide, amine or olefin with organic dithiophosphoric acid
Are also used. Defining the acid with reference to the above formula, R1And RTwoThe group is the same young
Different from alkyl, cycloalkyl, aryl having 3 to 30 carbon atoms
Alkaryl and aralkyl groups. This R1And RTwoThe group is, for example, n-
Propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, amyl, hexyl, decyl
, Dodecyl, octadecyl, eicosyl, pentacosyl, benzyl, phenethyl
, Cyclohexyl, phenyl, naphthyl, tolyl, t-amylphenyl, zide
Decylphenyl, a waxphenyl group in which the wax moiety contains 24 carbon atoms,
And similar groups. 2,2-dimethyl-1-propyl, 2,2,4-trime
Tyl-1-butyl, 2,2-dimethyl-1-decyl and 2,2,4-trimethyl
It is also conceivable to use a ru-1-hexadecyl group.
Can be used, R1And RTwoExamples of acids wherein are the same are dipropyl, dibutyl
, Dihexyl, didodecyl, dioctadecyl, dicyclohexyl, dibenzyl
, Diphenethyl, diphenyl, ditolyl, didodecylphenyl, diwaxfe
Nil, di (2,2-dimethyl-1-propyl), di (2,2,4-trimethyl-
1-butyl), di (2,2-dimethyl-1-decyl) and di (2,2,4-
Trimethyl-1-hexadecyl) dithiophosphoric acid.
R1And RTwoIllustrative examples of useful acids differing from: n-propyl amyl, amide
Rudecyl, hexyldecyl, decylcyclohexyl, benzylphenyl dithi
Oric acid and similar dithiophosphoric acids.
Preferably, R1And RTwoIs from 1 to 50 carbon atoms, more preferably 3 to 2
An alkyl group containing zero carbon atoms.
These metal dithiophosphates are described, for example, in US Pat. No. 3,216,936.
And as shown in US Pat. No. 3,691,220. R1When
RTwoTogether form the dithiophosphoric acid that defines the monomeric or macromolecular chain structure
Examples are one or more, as shown in U.S. Pat. No. 4,255,271.
Are those containing more oxazoline groups.
The dithiophosphate component can be, for example, from 0.05, based on the weight of the composition.
10 wt%, preferably 0.1 to 5 wt%, and most preferably 0.2 to
An amount of 3 wt% is present in the composition.
The composition of the present invention may be used with other synthetic and / or mineral oils, especially synthetic poly-α
Used in combination with or blended with olefins (PAO). Other synthesis
The oil and / or mineral oil and the substituted diphenyl sulfide may be any suitable blend
For example, 20 wt% substituted diphenyl sulfide and 80 wt%
% PAO base material mixture has been found to be very advantageous. However
, Substituted diphenyl sulfides make up the major part of the base stock up to 100%
May be.
Generally used as a lubricant or as part of a base stock in a grease vehicle
Mineral oils, both paraffinic and naphthenic, and their mixtures,
Any suitable lubricating oil viscosity range, for example, from 1.0 cSt at 100 ° C.
1000 cSt at 100 ° C., and preferably 2.0 to 60 cSt at 100 ° C.
It is. Recommended oils have a viscosity index ranging up to 150. Average of these oils
The molecular weight ranges from 250 to 800.
Suitable synthetic oils are poly-α-olefins such as polyisobutylene, polybutene.
Or hydrogenated polydecene, polypropylene glycol, polyethylene glycol
Coal, trimethylpropane esters, neopentyl, for example, pentaerythritol
Tall esters, di (2-ethylhexyl) sebacate, di (2-ethylhexyl) sebacate
Xyl) adipate, dibutyl phthalate, fluorocarbons, silicate ester
And esters of acids containing phosphorus and alkyl-substituted diphenyl ethers
Kind.
The composition of the present invention may be thickened in grease or with a suitable thickener or gelling agent.
It is also used in any of the aforementioned synthetic and / or mineral feedstocks mentioned. This
These thickeners are any conventional metal salts or soaps, and in grease yield,
Amount to impart the desired viscosity to the resulting grease composition, dispersed in the lubricating oil vehicle
It is. Other thickeners used in the formulation of this grease include surface modified clays and silicones.
Non-soap types, such as mosquitoes, aryl ureas, calcium complexes and similar materials
Is a thickener. Generally, when used at the required temperature in a particular environment
Grease thickeners that do not melt and dissolve are used, but all other aspects
Usually thickens or gels the liquid hydrocarbons used to prepare the grease.
Any of the materials commonly used to prepare greases may be used in the method of the present invention to prepare greases.
It is.
The composition of the invention may further comprise, in addition to the substituted diphenyl sulfide, a mineral oil of lubricating oil viscosity.
Alternatively, if a synthetic oil base stock is used, it may be based on the total composition, for example,
For example, it is present in an amount of 2 to 98 wt%, preferably 5 to 98 wt%.
These three basic components of the composition according to the invention and additional synthetic or mineral base materials
In addition to oil, if used, it is commonly used in lubricants and other functional fluids
Other components of the various combinations may also be included; for example, additional dispersants, metal salts
Surfactant (phenolate, sulfonate and / or salicylate), acid
Antioxidants (for example, hindered phenols, aromatic amines, dithiocarbamine
, High molecular viscosity index improver (polyisobutylene, styrene-die)
Copolymers, polymethacrylates, etc.), antiwear agents or extreme pressure agents
B cyclic triazoles, dimercaptothiadiazoles, dithiocarbamates
, Phosphites, phosphonates, acid phosphates, thiophosphates
, Phosphonothionates, borates, etc.), corrosion inhibitors, emulsifiers, emulsification
Breaking agents, seal swelling agents, stain control additives and the like. lubricant
When formulated as, the compositions of the present invention provide a particulate soot that inhibits power-properties.
For demanding applications, such as diesel oil, which produces large amounts of
Oil, circulating oil or fluid power oil, or thickening lubricating oil, such as grease,
Used for somewhat less demanding applications.
The recommended use of the composition of the present invention is for lubricating oil applications, but also when used for fuels.
Many of the same performance benefits are provided. 1 to 1,000 per 1000 barrels of fuel
A component concentration of 0 pounds is recommended. The fuel composition comprises a hydrocarbon fuel, an oxygenated fuel,
And a mixture of a hydrocarbon fuel and an oxygen-containing fuel. In fuels, aromatic fluids and dispersion
It is particularly convenient to use a mixture of agents.
The following examples further illustrate the present invention.Controls A to G
This example illustrates the use of different amounts of organic-substituted diphenylsulphate in a representative lubricating mineral oil.
The effect of mixing the sulfide on lubricity is illustrated.
In a flask with thermocouple and reflux condenser, vigorously stirred, diphenyl
Sulfide (186.2 g, 1.0 mol) and 1-hexadecene (224.4 g,
1.0 mol) in a mixture of 19.1 g of FCC octacatR(Octaca
tR) USY catalyst was added. The mixture is brought to 200 ° C. with stirring for 6 hours.
Heated. After cooling to room temperature, the mixture was filtered to remove the catalyst and dried.
0.5-1.5 mmHg to remove corresponding starting materials. Reduced pressure to 170 ° C
Distilled.
This diphenyl sulfide, which is substantially monoalkylated as described above (
ADPS) in different amounts at 40 ° C. for 100 Saybolt seconds.
It was mixed with a paraffinic neutral lubricating base stock mineral oil having viscosity. This mixture,
The lubricity of pure ADPS and mineral oil was determined by the test method of ASTM D2266 and
And / or the four-ball wear test described in U.S. Pat. No. 4,761,482.
It investigated using.
The results were taken as the wear scar diameter and the "K" factor.
[It is a function of the wear volume and the product of the wear volume and the hardness of the metal]
Dimensionless numerical value divided by the product). This "K" coefficient is
If lubrication is maintained, it is relatively independent of test conditions. This “K” coefficient is
Take into account the ruth diameter and extend the life of the machine under various operating and metallurgical conditions.
Enables calculation of wear rates that can be associated.
As can be seen from the results in Table 1, other paraffinic neutral lubricating mineral oils
1, 2 and 5% of alkylated diphenyl sulphides without any additional components
The wear behavior is hardly improved by mixing the alloy.Examples 1 and 2, and Controls HL
These examples are comparative examples in which the amount of ADPS described in the control example was blended.
Effect of Polyisobutylene Succinate Imi on the Lubricity of Mineral Oils Described in Examples AG
Dispersant and / or mixed alcohol derived zinc dithiophosphate (ZnDTP)
Is illustrated. This polyisobutylene succinimide dispersant is
And synthesized as described in U.S. Pat. No. 4,234,435,
In formula (I), the group "R" in Formula 1) is a molecular weight as defined in that patent.
And the group "Z" in the formula is a residue of polyisobutylene having
Is the residue of a polyethylenepolyamine as defined in
Zinc is represented by R in formula 4) given above for these compounds.1And RTwoBut CThree~ C8
Is a zinc salt of dithiophosphoric acid, which is a mixture of alkyl groups. These compositions are:
Four ball abrasion tests were performed as described in Controls A to G. The composition of these compositions
Table 2 shows the results and the test results.
The results in Table 2 show that the substituted diphenyl sulfide was treated with dispersant and dithiophosphate (
In the presence of Examples 1 and 2) added to mineral oil at a concentration of 10 and 25%
This shows that the wear characteristics are improved. In contrast, 0.05% dithio
10 and 25% in the presence of phosphate but no polymeric dispersant
When using the dithiophosphate of Examples (Examples K and L), the degree of improvement obtained was
The degree is quite small.Examples 3 and 4, and Control Examples M and N
In these examples, a polymer-substituted succinimide-based ashless dispersant and dithiophos
Effects of organics on the lubricity of mineral oil-based lubricants used to some extent, including fate
The effect of the addition of substituted diphenyl sulfide is illustrated.
A polymer-substituted succinimide ashless dispersant prepared from mineral oil
A fully formulated commercial diesel engine oil containing both zinc thiophosphate was added to GM's 6
. Coolant in a 2 liter diesel engine at 1,000 rpm for 50 hours
And oil gallery temperature: 12
0 ° C, fuel flow rate: 9 kg / hour, fuel temperature and intake air temperature: 35 ° C
And 32 ° C. Absolute intake pressure and back pressure are 97 kPa and 1 respectively.
It was 0-3 kPa. During the time of this period, the wear resistance of this oil is partially
Significantly reduced by the by-products (soot) produced in the process and by the degradation of the lubricant
You. Wear protection of this oil containing (somewhat) worn dispersant and zinc dithiophosphate
Was determined using the method of the previous example in two separate measurement experiments (Examples Ma and Mb).
Was evaluated. In the previous example, the ADPS used in an amount of 0.5 wt%
It was added to the partially worn oil and again tested in two other wear resistance evaluation tests (Examples 3a and 3a).
And 3b). The results are shown in Table 3. In addition to the diameter of wear and the K coefficient, the diameter of wear /
The values are shown including the value of the wear ratio defined as the Hertz diameter. For a load of 40 kg,
The estimated average Hertz diameter = 0.30 (mm).
Based on different commercial mineral oils, polymer-substituted succinimide dispersants and di
A diesel engine oil that also contains zinc thiophosphate, which is better for Example 3 and Control Example M
The method was repeated. However, no ADPS was contained (Control Example N) and 5 wt%
(Example 4) Evaluation of abrasion only once with oil that has been worn to some extent including ADPS
Was. Table 4 shows the results.
As is evident from the data in Tables 3 and 4, the ashless dispersant and the dithiophosphate
The presence of substituted diphenyl sulfides in oils containing both
In the four-ball wear test, as determined by the "K" factor and wear ratio
Wear damage is significantly reduced. The wear volume (“K” coefficient) is determined by substituted diphenyl
When compared to the same oil without sulfide, it is reduced to 1/6 of their corresponding value
Was found.
【手続補正書】
【提出日】1998年3月6日
【補正内容】
[請求の範囲]
1.1)有機の環置換ジフェニルスルフィド;2)ポリマー置換こはく酸イミ
ド、こはく酸アミドおよび/またはこはく酸エステルを含んでなる分散剤成分、
並びに3)ジチオホスフェートを含んでなる潤滑剤または燃料組成物。
2.該有機置換ジフェニルスルフィドが、モノアルキル若しくはジアルキルジ
フェニルスルフィドであって、各アルキル基が5〜40個の炭素原子を含んでい
る請求の範囲第1項に記載の組成物。
3.該有機置換ジフェニルスルフィドが、実質的にモノアルキルジフェニルス
ルフィドであって、そのアルキル基が10〜20個の炭素原子を含んでいる請求
の範囲第2項に記載の組成物。
4.該こはく酸エステルのエステル基のアルコール若しくはフェノール部位が
、イミド、アミド若しくはアミン窒素官能基を含んでいる請求の範囲第1項に記
載の組成物。
5.該分散剤が、少なくとも一種の、次式1)を有する化合物を含んでなるこ
はく酸イミド:
および/または、少なくとも一種の、次式2)を有する化合物を含んでなるこは
く酸アミド:
(式中、Rは、アルキル基またはそのアルケンが2〜20個の炭素原子を含むポ
リアルケンの残基であるアルケニル基であり、そしてRは少なくとも20個の炭
素原子を含んでおり、そして
Zは水素、または炭素、水素および場合によっては窒素および/若しくは酸素
を含む脂肪族若しくは芳香族の有機の基、並びに/または、ポリマー置換こはく
酸誘導体系アシル化剤と反応されるアミノ化合物の反応性窒素原子に付いている
残基である)である請求の範囲第1項または第2項に記載の組成物。
6.式1)中のZおよび/または、式2)中の少くとも一つのZが、次式:
(式中、nは、10未満の整数で、Aは、水素若しくは炭化水素基で、そしてア
ルキレン基は8未満の炭素原子を有する)を有するアルキレンポリアミンの活性
な窒素原子に付いている残基である請求の範囲第5項に記載の組成物。
7.該アミノ化合物が、次式:
(式中、nは、10未満の整数で、Aは、水素若しくは炭化水素基で、そしてア
ルキレン基は8個未満の炭素原子を有する)を有するアルキレンポリアミンであ
る請求の範囲第6項に記載の組成物。
8.該ジチオホスフェートが、次式:
(式中R1およびR2は、別々に、3〜30個の炭素原子を含むアルキル基である
)を有するジチオリん酸の亜鉛塩である請求の範囲第1項〜第7項の任意の一項
に記載の組成物。
9.0.5〜95重量%の有機‐置換ジフェニルスルフィド、0.1〜25重
量%の分散剤成分、および0.05〜10重量%のジチオホスフェートを含んで
なる請求の範囲第1項に記載の組成物。
10.2〜95重量%の有機‐置換ジフェニルスルフィド、0.15〜10重
量%の分散剤成分、および0.1〜5重量%のジチオホスフェートを含んでなる
請求の範囲第9項に記載の組成物。[Procedural amendment] [Date of submission] March 6, 1998 [Content of amendment] [Claims] 1.1) Organic ring-substituted diphenyl sulfide; 2) Polymer-substituted succinimide, succinamide and / or amber A dispersant component comprising an acid ester; and 3) a lubricant or fuel composition comprising dithiophosphate. 2. The composition of claim 1, wherein said organic substituted diphenyl sulfide is a monoalkyl or dialkyl diphenyl sulfide, wherein each alkyl group contains from 5 to 40 carbon atoms. 3. 3. The composition according to claim 2, wherein said organic substituted diphenyl sulfide is substantially a monoalkyl diphenyl sulfide, wherein said alkyl group contains from 10 to 20 carbon atoms. 4. 2. The composition according to claim 1, wherein the alcohol or phenol moiety of the ester group of the succinic ester contains an imide, amide or amine nitrogen functional group. 5. Wherein the dispersant comprises at least one compound having the formula 1): And / or succinamides comprising at least one compound having the formula 2): Wherein R is an alkyl group or an alkenyl group whose alkene is the residue of a polyalkene containing from 2 to 20 carbon atoms, and R contains at least 20 carbon atoms, and Z is Hydrogen or an aliphatic or aromatic organic group containing carbon, hydrogen and optionally nitrogen and / or oxygen, and / or reactive nitrogen of an amino compound which is reacted with a polymer-substituted succinic acid derivative-based acylating agent 3. The composition according to claim 1, wherein the composition is a residue attached to an atom. 6. Z in formula 1) and / or at least one Z in formula 2) is Wherein n is an integer less than 10, A is a hydrogen or hydrocarbon group, and the alkylene group has less than 8 carbon atoms. The composition according to claim 5, which is: 7. The amino compound has the formula: 7. An alkylene polyamine according to claim 6, wherein n is an integer less than 10, A is a hydrogen or hydrocarbon group, and the alkylene group has less than 8 carbon atoms. Composition. 8. The dithiophosphate has the formula: 8. The zinc salt of dithiophosphoric acid having the formula wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group containing 3 to 30 carbon atoms. A composition according to claim 1. 9. The composition according to claim 1, comprising 0.5-95% by weight of the organic-substituted diphenyl sulfide, 0.1-25% by weight of the dispersant component, and 0.05-10% by weight of dithiophosphate. A composition as described. 10. The composition of claim 9 comprising 10.2 to 95% by weight of the organic-substituted diphenyl sulfide, 0.15 to 10% by weight of the dispersant component, and 0.1 to 5% by weight of dithiophosphate. Composition.
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
C10M 149/06 C10M 149/06
161/00 161/00
// C10N 30:06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10M 149/06 C10M 149/06 161/00 161/00 // C10N 30:06