JPS59190996A

JPS59190996A - ホウ素化されたエポキシドおよびそれらを含有する潤滑剤および燃料

Info

Publication number: JPS59190996A
Application number: JP6629083A
Authority: JP
Inventors: アンドリユ−・ジ−ン・ホロデイスキ−
Original assignee: Mobil Oil AS
Current assignee: Mobil Oil AS
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1984-10-29

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】本発明は新規化合物群および減摩剤、酸化防止剤あるい
は耐摩耗性の腐食防止剤（例えば銅の防錆剤）として潤
滑剤あるいは液体燃料におけるそれらの使用に関するも
のである。

滑りあるいは摩擦金属あるいはその他の固体表面は極め
て高圧の状態では腐食しやすいことは知られている。高
温、高接触圧力が広く行なわれている現代的なエンジン
では腐食は特に激しい。このような状態下では、耐久用
添加剤あるいは腐食防止添加剤が存在しない限り、現世
代の潤滑剤があるとしても激しい金属表面の侵食が進行
する。

２つの表面が滑りあるいは摩擦接触している場合はいつ
でも、摩擦もまた問題となる。それは内燃機関および関
連した動力用列車の構成において、１ガロンの燃料から
得られるはずの理論的延マイル数のかなりの量の損失は
摩擦に直接帰因するから、摩擦は重大な意味を持つ。

ある種のエポキシドは潤滑剤に使用されてきた。

例えば、米国特許第４，２４４，８２９号に潤滑油にお
ける潤滑性物質として、エポキシ化された脂肪酸エステ
ル類の使用についての記載がある。

本発明は一般式：％式％（式中、Ｒ，Ｒ’、Ｒ２およびＲ３は水素あるいはＣ８
−Ｃ３ｏハイドロカルビル基であり、少なくともこのう
ち１つはハイド８０カルビル基である）で示されるエポ
キシド８を、ホウ酸、酸化ホウ素あるいは一般式％式％（）で示されるアルキルボレート（式中、Ｘは１ないし６で
あり、ｙはＯないし２であり、Ｘおよびｙの合計は３で
あり、Ｒは１ないし６個の炭素原子から成るアルキル基
である）と反応させることにより製造される化合物を提
供する。

本発明は潤滑剤あるいは燃料および減摩剤として適量の
本生成物から成る潤滑剤あるいは液体炭化水素燃料組成
物をも提供する。

上述したように、本発明の化合物はエポキシドをホウ酸
またはアルキルボレートと反応させることにより作られ
る。これらの生成物は主としてホウ酸エステルであり、
同時に含まれる可能性のある生成物はエポキシドデカン
体あるいは低重合体とホウ素化合物との反応による相当
するボレートエステルである。上述したエポキシドゝの
範囲には、１．２−エポキシデカン、１．２−エポキシ
ドデカン、１．２−エポキシテトラデカン、１，２−エ
ポキシにンタデカン、１，２−エポキシヘキサデカン、
１．２−エポキシヘプタデカン、１．２−エポキシオク
タデカン、１．２−エポキシエイコサン、およびこれら
の混合物を含む。ハイドロカルビル基は８ないし３０個
の、好ましくは１０ないし２２個の炭素原子から成るア
ルキル、アリ−１し、シクロアルキルあるいはシクロア
ルケニル基を意味する。好ましくは、ハイド８０カルビ
ル基はアルキル基である。

上述したように、使用するホウ素化合物はホウ酸、酸化
ホウ素あるいはアルキルボレートであり、このうちホウ
酸が好ましい。アルキルボレートはモノ−、ジーおよび
トリエチルボレートのようなモノ−、ジーおよびトリア
ルキルボレートを包含する。

反応は約８０ｔＺ’ないし約２６０Ｃ１好ましくは約１
１ＤＣないし約１８Ｏｎにて行なわれる。反応温度の選
択はほとんどの場合側々の反応原料および溶剤の使用の
有無によって決定される。本反応を実行するに当って、
反応原料の量はエポキシド？ニホウ素化合物のモル比は
０２：１ないし４：１、好ましくは０５：１ないし２：
１となるように選択するのが好ましい。例えば、実施例
１に例示した反応においては、モル比は約６：２である
。

エポキシドは部分的にホウ酸塩化されるか、又は過剰の
ホウ素化試剤と反応して、０，１重量％ないし１０重重
量％るいはそれ以北のホウ素を含有する組成物を形成す
る。

一般には大気圧が望ましいが、この反応は１０１ないし
５０６　ｋＰａにて行なうと利点がある。更に、条件が
許されるなら、溶剤を使用してもよい。一般に、比較的
非極性な、反応性のない溶剤（ベンゼン、トルエン、キ
シレンおよび１，４−ジオキサンが含まれる）を使用す
ることができる。他の炭化水素およびアルコール系溶剤
（プロパ／　−／ｌ／　。

ズタノール等を含む）も使用することができる。

アルコール系および炭化水素系溶剤の混合物も使用する
ことができる。

反応時間は臨界的ではない。従って、どのような系の本
工程も１ないし２０時間行なうことができる。

特に重要なことは、本発明に従って、鉱油、合成油ある
いはこれらの混合物の形であるいはグリース（上述の油
が担体として使用されている）の形で液状の油から成る
潤滑性媒体のような油状物質の抗酸化、および腐食およ
び高温に抗する性質を向上することができることである
。一般的に潤滑剤あるいはグリースの担体として用いら
れる鉱油（パラフィン系石油およびナフテン系石油、ま
たこれらの混合物も含む）は、例えば３８ｔｒにて５．
８　ｃｓ（４５ＳＳＵ）ないし１３００　ｃｓ（６００
０ＳＳＵ）　、好ましくは９９ｔＴにてＺ６ないし５４
ｃｓ（５０ないし２５０５ＳＵ）、のような適当な潤滑
の粘度範囲をもつ。これらの油は約１００またはそれ以
上の粘度指数を有する。約７０ないし約９５の粘度指数
が望ましい。これらの油の平均分子量は約２５０ないし
約８００である。潤滑剤がグリースの形で用いられる時
は、増粘剤およびグリース製剤に含める他の添加成分の
必要量をはつきりさせたのち、潤滑油は一般に、全体の
グリース組成物に釣合うのに十分な量を使用する。

本発明のグリースには種々の増粘剤が使用できる。これ
らの増粘剤には一分子当り１２ないし約６０個の炭素原
子を有する脂肪酸および脂質のアルカリおよびアルカリ
土類金属の石ケンが含まれる。典型的な金属はナトリウ
ム、リチウム、カルシウムおよびバリウムである。脂質
の例はステアリン酸、ヒトゝロキシステアリン酸、ステ
アリン、綿実油酸、オレイン酸、パルミチン酸、ミリス
チン酸および水素添化した魚油である。

その他の増粘剤にはステアリン酸カルシウム−酢酸カル
シウム（米国特許第２，１９７，２６３号）、ステアリ
ン酸バリウム−酢酸バリウム（米国特許第２，５６４，
５６１号）、ステアリン酸カルシウム−カプリル酸カル
シウムー酢酸カルシウム複合体（米国特許第２．９９９
，０６５号）、カプリル酸カルシウムー酢酸カルシウム
（米国特許第２．９９９，０６６号）および低−１中−
１高分子量の酸および堅未油酸のカルシウム塩および石
けんのような塩および塩−石けん複合体が含まれる。

その他の増粘剤の群は置換尿素、フタロシアミン、イン
ダントレン、色素（Ｒリルイミトゝ、ピロメリットジイ
ミドおよびアミリンのような）から成る。

グリース組成物に使用される好ましい増粘ゲル化剤は本
質的に疎水性の粘土である。このような増粘剤は最初は
その性質は親水性であった粘度から、これを疎水性の状
態に変換することにより製造できる。即ち、例えばオニ
ウム化合物のような有機陽イオン界面活性剤での前処理
に付すことなどにより、グリース組成物の成分として使
用するのに先立って、粘土の粒子の表面に長鎖の炭化水
素基を導入することにより製造できる。典型的なオニウ
ム化合物としてはジメチルジオクタデシルアンモニウム
クロライト８、ジメチルジベンジルアンモニウムクロラ
イトゝおよびこれらの混合物のような４級アルキルアン
モニウムフロライト８が挙げられる。この変換の手段は
当業者にはよ（知られている。

合成油を用いてもうまく行なわれる。典型的な合成油媒
体はポリイソブチレン、ポリブテン、水素添加したポリ
デセン、ポリプロピレングリコール、ｙｙ＋）エチレン
クリコール、トリメチロールプロパンエステル、ネオは
ンチルおよび投ンタエリスリトールエステル、）（２−
エチルヘキシル）セバケート、ジ（２−エチルヘキシル
）アジメート、ジブチルフタレート、フルオロカーボン
、シリケートエステル、シラン、リンを含む酸のエステ
ル、液体尿素、フェロラセン誘導体、水素添加した合成
油、鎖状ポリフェニル、シロキサンおよびシリコン（ポ
リシロキサン）、ブチル置換ビス（ｐ−フェノキシフェ
ニル）エーテルに代表されるアルキル置換ジフェニルエ
ーテル、フェノキシフェニルエーテルである。

しかしながら本発明において意図される潤滑剤組成物は
他の物質も含みうろことが理解されるべきである。例え
ば、腐食抑制剤、極圧添加剤、粘度指数向上剤、酸化防
止助剤、減摩擦剤等が使用できる。また、フェルレート
、スルホネート、コハク酸イミド８、ジアルキルジチオ
リン酸亜鉛、加硫オレフィン、塩素化炭化水素、塩基性
（ｏｖｅｒ−ｂａｓｅｄ　）カルシウムおよび（または
）マグネシウム組成物、ヒンダード９フエノール、アミ
ン酸化防止剤等も使用できるが、これらに制限されるも
のではない。これらの物質は本発明の組成物の価値を減
じるものではない。これらの物質は、むしろ、それを添
加することによりその組成物に注文の性質を添えるのに
役立つ。

本発明に従って特に意図される鉱油熱交換液体は次の％
微：高い熱安定性、高い初留点、低粘性、高い耐熱性お
よび低い腐食傾向を有する。

更に、本発明によるトランスミッション液は、制御され
た摩擦あるいは潤滑性特性を有するように、高度に精製
した石油基剤にｖ１向上剤、洗浄剤、脱泡剤および特別
な添加剤をブレンドシである。

種々のトランスミッション設計概念により著しく異なる
摩擦特性を有する液体が必要となり、単一の液体ではす
べての要求を満たすことができなくなった。乗用車や軽
トラツク用の自動トランスミッションに使用する液体は
ＡＳＴＭ研究報告Ｄ−２；″自動トランスミッション液
／動カドランスミッション液特性および性能規定″につ
いてのＲＲ１００５に定義されている。低温および航空
機用液についての規格は米国政府規格Ｍ工Ｌ−Ｈ’−５
６０６Ａに決められている。

加うるに、圧媒液のような機能性流体の、特に高温での
耐酸化、耐腐食性は本発明の付加体により向上される。

本発明の目的に使用される燃料は（１）ディーゼル油、
燃料油およびガソリンのような液体炭化水素油、（２）
メタノールおよびエタノールのようなアルコール系燃料
、および（３）それらの混合物が含まれる。

概して、本発明の反応生成物は所望の程度の減摩活性、
腐食防止活性、抗酸化活性、高温安定性あるいは防錆活
性を付与するのに有効な量を使用する。しかしながら、
多くの応用例において本化合物は組成物全重量の約０．
０１％ないし約１０係（重量）、好ましくは約１％ない
し約５％の量を用いるのが有効である。

実施例　１混合物）約２４４ｇの１，２−エポキシ−アルカン（Ｃ１５−Ｃ
１８混合物）（バイキングケミカルカンパニーからＶｊ
、ｋｏｌ、○ｘ１５−１８　として市販されており、次
に示ｔ１．２−エポキシアルカンを含んでいる：１．２
−工丹ぞキシＣＩ５アルカン（２８％）、１，２−エポ
キシＣ１６アルカン（２８％）、１．２−エポキシＣ１
６アルカン（２８％）、１，２−エポキシＣ１６アルカ
ン（１６％））、１００ｇのトルエンおよび４２ｇのホ
ウ酸を攪拌装置、ヒーターおよびディーンースターク管
（冷却管付）の付いた１１反応容器に加えた。この内容
物を、攪拌下、Ｎ２を通じながら約５時間水の生成が止
まるまで加熱した。溶媒を１５５Ｃにて真空で蒸留する
ことによって除き、生成物を１２０１：でケイソウ土を
通して口過した。冷却すると、この生成物は透明なコハ
ク色のゲル様のろうの様な固体となった。

実施例　２約２１２ｇの１．２−エポキシテトラデカン（バイキン
グケミカルカンパニーのＶｊ、ｋｏｌ−ｏｘ　１４とし
て市販に得られる）、１００！９のトルエン溶媒および
４２．９のホウ酸を実施例１に述べたような装置の伺い
た１１反応容器に加えた。この内容物を、攪拌下、Ｎ２
を通じながら水の生成が止むまで、約６時間加熱した。

溶媒を１６０Ｃで真空蒸留により除き、この生成物を１
６ＤＣでケイソウ土を通して口過した。冷却すると、こ
の生成物は透明の粘性のある液体であり、冷却するとろ
うの様な固体になった。

実施例　３ホウ酸塩化された１、２−工討ソキシヘキサデカン約１
４４０．９の１，２−エポキシヘキサデカン（クーニオ
ンカーバイド社から市販に得られる）、４００ｇのトル
エンおよび２４８ｇのホウ酸を実施例１に述べたような
装置の付いた１１反応容器に加えた。この内容物を攪拌
下、Ｎ２を通じながら水の生成が止むまで、５時間１８
０Ｃで加熱した。溶媒を１ｓｏｃにて真空蒸留により除
き、この生成物は１２０Ｃでケイソウ十を通して口過し
た。冷却すると生成物はコハク色のろうの様な固体とな
った。

実施例　４ホウ酸塩化された１、２−エポキシヘキサデカン１．２
−エポキシヘキサデカンを実施例乙に述べた一般的方法
にてホウ酸塩化した。但し、反応原料の比は次に示すと
おりである：１４４０．９の１．２−エポキシヘキサデ
カン、５００Ｉのトルエンおよび３７５ｇのホウ酸。生
成物は冷却するとコハク色のろうの様な固体となった。

実施例　５ −Ｃ１８混合物）約６６６ｇの１，２−エポキシ−アルカン（Ｃ１゜−Ｃ
１８混合物）（実施例１に示したもの）、２５０ｇのト
ルエン、６８０ｇの希釈用プロセス油および１８８ｇの
ホウ酸を実施例１に述べたような装置の付いた反応容器
に加えた。この内容物を攪拌下、Ｎ２を通じながら水の
生成が止むまで、５時間、１７０ｔ：：に加熱した。溶
媒を真空蒸留により除き、生成物をケイソウ十を通して
口過した。生成物は冷却するとろうの様になった。

実施例　６Ｃ１８混合物）１．２−エポギシーアルカン（Ｃ］　５　　’＋　８混
合物）を実施例５に一般的に記載したようにホウ素化し
た。但し次の反応原料を用いる：３６６ｇの１，２−エ
ポキシ−アルカン（Ｃ１，−Ｃ１８混合物）、４００ｇ
のトルエン、４ろ５！ｊの希釈用プロセス油、２５５ｇ
のホウ酸および１０ｍ１のツタノール。この生成物は冷
却するといくらかううのようになった。

本発明の化合物の評価化合物は酸化防止剤、分散剤および洗浄剤から成る添加
・ミツケージを含む調製された５Ｌ−２０自動車用合成
エンジンオイルにて、低速摩擦装置（ＬＶＦＡ）を用い
て評価した。被験化合物は油全体重量の１％、２％およ
び４重量％にて用いた。

説明低速摩擦装置（ＬＶＦＡ）は種々の負荷、温度、および
すべる速度の下で、被験潤滑剤の摩擦係数を測定するた
めに使用される。ＬＶＦＡは平らなＳＡＥ　　１０２０
鋼鉄表面（直径３．８　ｃｒｒｔ　）から成り、この表
面は駆動軸に接続しており、静止した上げ底の狭い輪状
のＳＡＥ　　１０２０鋼鉄表面（５２，４ｍｍ２）の上
を回転する。両表面は被検潤滑剤に没している。鋼鉄表
面間の摩擦は潤滑剤の温度１２１Ｃですべる速度の関数
として測定する。すり合わさる表面の摩擦はトルクアー
ムストレインゲージシステムを用いて測定する。ストレ
インゲージの出力は、これは摩擦；糸数に等しくなるよ
うに検量してあり、Ｘ−Ｙブロック−のＹ軸とする。タ
コメータージェネレーターからの速度シグナルはＸ軸と
しである。外部からの摩擦を最少にするために、ピスト
ンはエアーベアリングで支持されている。

すり合わせ表面への通常の力の負荷はピストンの底部の
空気圧によって調節する。駆動システムば３７３　Ｗ　
（’／２ＨＰ（馬力））電気モーターによって動く無限
可変速度水圧トランスミッションから成る。すべる速度
を変えるには、トランスミッションの出力スヒ０−トゝ
をレバ−カムモーターアレンジメントにより調節する。

方法すり合わせ表面および１２〜１３ｍ１の被験潤滑油をＬ
ＶＦＡ上に置く。１６５６　ｋＰａ　（２４０ｐｓｉ）
の負荷をかげ、すべる速度を２〜６分間分間適温度で０
．２　ｍ／ｓ　（４０ｖｐｍ）に保つ。速度に対して摩
擦係数のプロットは１６５６，２０７０．２７６０およ
び３４５０ｋＰａ（２４０，ろＤｏ、４００　および５
０　Ｄ　ｐｓｉ）にて調べた。各試験毎に新たにみがか
れた鋼鉄サンプルを使用した。表１の結果は未処理のオ
イルに比較して摩擦の％減少を記しである。

つまり、上記の処方は本発明の化合物を加えないで試験
し、これを比較のための基準とした。結果は１２１Ｃ１
３４５０ｋＰａ　（５００ｐｓｉ　）にて得られた。

表　　　１実施例１　　　　　２　　　　　１９　　　　　１１実
施例２２’１５　　　　　　９実施例３　　　　　２　　　　　１３　　　　　　７実
施例５　　　　４　　　　３０　　　　　２２銅ストリ
ップ腐食試験もＡＳＴＭ　Ｄ１３０−８０に従って行な
った。この結果を表２に示しである。

２００″−ξラフイン系中性鉱油溶剤において腐食防止
作用があることが観察された。

表　　　２本生成物は更に酸化安定度について評価を行なった。多
くの場合において、基剤油よりも酸化安定度の向上が見
られた。基本的には、試験潤滑油に２１９Ｃにて２４時
間、毎時５１の割合で空気の流れを吹き込んだ。組成物
中に存在するのはエンジン製造の際に普通用いられる金
属のサンプル、すなわち鉄、銅、アルミニウムおよび鉛
である。

米国特許第６，６８２，９８０号にこの試験方法が詳細
に開示されている。粘度指数あるいは中和価（あるいは
共に）の向上より制御に有効であることが示される。表
６に結果を示しである。

表　　　６％許出願人　　　モービル・オイル・コーポレーション
（外４名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式：（式中、Ｒ２Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は水素あるいは８な
いし３０個の炭素原子を有するハイドロカルビル基であ
り、このうち少なくとも１個は・・イドロカルビル基で
ある）のエポキシドと、ホウ酸、酸化ホウ素および一般
式：％式％（）（式中、Ｘは１ないしろであり、ｙはＯないし２であり
、Ｘとｙの合計は６であり、Ｒは１ないし６個の炭素原
子を有するアルキル基である）のアルキルボレートから
選択されるホウ素化合物とを反応させることにより得ら
れる反応生成物。
（２）ハイドロカルビル基がアルキル、アリール、シク
ロアルキルあるいはシクロアルケニル基である特許請求
の範囲第（１）項に記載の生成物。
（３）　　エポキシド９が１，２−エポキシデカン、１
，２−工＋（’キシドゝデカン、１，２−エポキシテト
ラデカン、１．２−エポキシＲンタデカン、１．２−エ
ポキシヘキサデカン、１，２−工ｄでキシヘプタデカン
、１．２−エポキシオクタデカン、１，２−エポキシエ
イコサンまたはこれらの混合物である特許請求の範囲第
（１）項に記載の生成物。
（４）エポキシドをホウ酸と反応させる特許請求の範囲
第（１）項に記載の生成物。
（５）潤滑剤あるいは燃料と上記特許請求の範囲のいず
れかの項に記載の減摩性添加剤からなる、潤滑剤あるい
は液体燃料組成物。
（６）潤滑剤が鉱油、合成油、グリースあるいはこれら
の混合物である特許請求の範囲第（５）項に記載の組成
物。
（７）液体燃料が液体炭化水素燃料である特許請求の範
囲第（５）項に記載の組成物。
（８）液体炭化水素燃料がディーゼル油、燃料油あるい
はガソリンである特許請求の範囲第（７）項に記載の組
成物。
（９）液体燃料がアルコール燃料である特許請求の範囲
第（５）項に記載の組成物。００）　　アルコール燃料がメタノールあるいはエタノ
ールである特許請求の範囲第（９）項に記載の組成物。