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公開番号2024127889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024092270,2021536094
出願日2024-06-06,2019-12-19
発明の名称鉱油を含まない潤滑剤および鉱油を含まない潤滑剤の製造方法
出願人カヨゲーエムベーハー
代理人弁理士法人浅村特許事務所
主分類C10M 177/00 20060101AFI20240912BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】本発明は、潤滑剤を製造する方法に関する。
【解決手段】本発明は、潤滑剤を製造する方法に関し、最初に、過塩基性スルホン酸カルシウムが生成または提供され、次にこれがバテライトから方解石形態に変換され、最後に、混合物を加熱することによってスルホン酸カルシウムグリースが生成される。本発明はさらに、この方法によって製造される潤滑剤に関し、および少なくとも1つのエステル組成物、炭酸カルシウム、および少なくとも1つの過塩基性アルキルベンゼンスルホネートを含む潤滑剤に関する。本発明によれば、混合物の塩基性は、過塩基性スルホン酸カルシウムの合成中に最大550mg KOH/gのTBNに、およびカルシウムスルホン酸塩の変換中に最大450mg KOH/gのTBNに制限される。本発明による方法は、特に、スルホン酸カルシウムおよびそれを含むグリースの両方がエステルベースでのみ生成され、したがって最終生成物は鉱油を全く含まず、したがって容易かつ完全に生物学的に分解可能であるという点で、特徴がある。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
以下の工程を含む、潤滑剤の製造方法：
ａ）以下の工程を含む、過塩基性カルシウムスルホネートの調製：
－少なくとも１つのアルキル基が（Ｃ３－Ｃ３０）－アルキル基である少なくとも１つのモノ－、ジ－、またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸を、少なくとも１つのエステル組成物中に溶解し、ここで、エステル組成物は、少なくとも１つのエステルを含む；
－水酸化カルシウムと酸化カルシウムの混合；
－混合物を３０℃～９０℃の範囲の温度に加熱し、二酸化炭素を混合物中に導入し、混合物は、最大５５０ｍｇＫＯＨ／ｇの塩基価（ＴＢＮ）に調整される；
ｂ）以下の工程を含む、過塩基性カルシウムスルホネートのバテライト形態から方解石形態への変換：
－混合物を２重量％～２０重量％の範囲の含水量に調整；
－混合物を８０℃から１０５℃の範囲の温度に加熱し、ここで、混合物は、４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の塩基数に調整される；及び
ｃ）混合物を９０℃から２００℃の範囲の温度に加熱することによるカルシウムスルホネートグリースの製造。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
モノ－、ジ－またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸の少なくとも１つのアルキル基が、（Ｃ１０－Ｃ１８）－アルキル基であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エステル組成物が合成エステルおよび／または天然エステルを含み、エステル組成物が２ｍｍ
２
／ｓから１２００ｍｍ
２
／ｓ、好ましくは１０ｍｍ
２
／ｓから５００ｍｍ
２
／ｓの範囲の粘度を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
工程ａ）の混合物が、１５０から５５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２１０から４５０ｍｇＫＯＨ／ｇまたは３２０～４２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に２１１～３９９ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の塩基数に調整されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）の混合物が、５０から４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは７０から３５０ｍｇＫＯＨ／ｇまたは１００～２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に８０～２２０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の塩基数に調整されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程ａ）の混合物が、３５℃から８５℃または４５℃から６０℃、特に４０℃から８２℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
工程ｂ）の混合物が、８７℃から１０２℃または８５℃から１００℃、特に８８℃から９９℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
工程ｃ）の混合物が、１００℃から１８０℃または１１０℃から１７０℃、特に１２５℃から１６０℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
工程ｂ）の混合物の含水量が、５重量％から１８重量％、特に７重量％から１５重量％までの範囲の含有量に調整されることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つのアルキル基が（Ｃ３－Ｃ３０）－アルキル基である少なくとも１つのモノ－、ジ－、またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸および／または水酸化カルシウム、および／または、少なくとも１つのエステルを含む少なくとも１つのエステル組成物が、工程ｂ）の混合物に混合される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、最初に過塩基性スルホン酸カルシウムが生成または提供され、次にこれがバテライト形態から方解石形態に変換され、最後に混合物を加熱することによってスルホン酸カルシウムグリースが生成される、潤滑剤を製造する方法に関する。本発明はさらに、この方法に従って製造された潤滑剤に関し、および、少なくとも１つのエステル組成物、炭酸カルシウム、および少なくとも１つの過塩基性アルキルベンゼンスルホネートを含む潤滑剤に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
先行技術
潤滑剤または潤滑剤は、摩擦と摩耗の低減、振動の減衰、シーリング、および、工具、機械、エンジン、自動車、航空機、船舶、およびそれらの部品の防食保護として使用される。この場合、液体（潤滑油）、ペースト状（潤滑グリース）、および固体（例えば、グラファイトなどの固体潤滑剤）の潤滑剤の間で、区別される。潤滑グリースは、通常、潤滑油、増粘剤、助剤および追加の物質（添加剤）から構成される。潤滑グリースは、通常、約８０％の潤滑油、５～１０％の増粘剤、１０～１５％の添加剤を含有する。この場合、鉱油、天然または合成エステル油、ポリアルファオレフィンまたはシリコン油などを潤滑油として使用することができる。合成エステル油には、例えば、モノカルボン酸エステル、ジカルボン酸エステル、ポリオールエステルおよび複合エステルが含まれる。さまざまな石ケンや無機物質（ベントナイトなど）とは別に、スルホン酸カルシウムは増粘剤としてよく使用され、アルカリ性のためグリース中での増粘作用に加えて、腐食防止効果もある。
【０００３】
現在市場に出回っているスルホン酸カルシウム（カルシウムスルホネート）グリースは、鉱油またはポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）などの合成基油のみをベースにしている。この場合、鉱油とＰＡＯがグリースの最大８０％を占める。カルシウムスルホネートグリースを製造するためのコア成分は、いわゆる過塩基性カルシウムスルホネートであり、これは、ミネラルキャリアオイルへの二酸化炭素の導入によるアルキルベンゼンスルホン酸と水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムとの反応によって表される。市販されている過塩基性カルシウムスルホネートには、通常、５０％を超える鉱油が含まれている。これらの成分を使用して、迅速に生分解性のスルホン酸カルシウムグリースを製造することは不可能である。スルホン酸カルシウムの完全な分散は、通常、鉱油やＰＡＯ中で完全に達成されるわけではないため、水、有機溶媒、酸などの可溶化剤が添加され、それらは、製造後に再度除去する必要がある。分散していない固体粒子を除去するためにも、ろ過が必要になることがよくある。
【０００４】
「生分解性」とは、微生物の助けを借りて、潤滑剤を水、塩、二酸化炭素、バイオマスなどの無機物質に分解することを意味すると理解されている。現在の最先端技術によれば、潤滑剤の完全な生分解性は、ＣＯ
２
生成に基づくＯＥＣＤ－３０１試験方法によってのみ決定される。生分解性は、「１０日間の試験ウィンドウ」の終了時と２８日間の試験期間の後に決定される。潤滑剤が１０日間のウィンドウの終了時および２８日間のインキュベーション後に、少なくとも６０％の必要な分解度を達成した場合、それは「容易に生分解性」として分類され、例えばＥＵエコラベル（ＥＥＬ）を授与される。
【０００５】
ＷＯ２００４／１０６４７４Ａ１は、例えば、ポリオールエステル（Ｃ５～Ｃ８）またはポリアルキレングリコール、スルホン酸カルシウムベースの増粘剤、および天然に存在するリン脂質などの生分解性油に基づく、改善された生分解性を有する潤滑剤を記載している。ただし、この場合、鉱油ベースの過塩基性マグネシウムとカルシウムスルホネートの混合物が増粘剤として使用される。鉱油の含有量が少なくないため、ＷＯ２００４／１０６４７４Ａ１に記載されている潤滑剤では、ＯＥＣＤ－３０１に準拠した完全な生分解性を達成することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明の説明
本発明の目的は、鉱油の使用または添加を必要としない潤滑剤を製造するための方法を提供し、完全に生分解性である潤滑剤を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題は、本発明によれば、以下の工程を含む潤滑剤の製造方法によって解決される：
ａ）以下の工程を含む、過塩基性カルシウムスルホネートの調製：
－少なくとも１つのアルキル基が（Ｃ３－Ｃ３０）－アルキル基である少なくとも１つのモノ－、ジ－、またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸を、少なくとも１つのエステル組成物中に溶解し、ここで、エステル組成物は、少なくとも１つのエステルを含む；
－水酸化カルシウムと酸化カルシウムの混合；
－混合物を３０℃～９０℃の範囲の温度に加熱し、二酸化炭素を混合物中に導入し、混合物は、最大５５０ｍｇＫＯＨ／ｇの塩基価（ＴＢＮ）に調整される；
ｂ）以下の工程を含む、過塩基性カルシウムスルホネートのバテライト形態から方解石形態への変換：
－混合物を２重量％～２０重量％の範囲の含水量に調整；
－混合物を８０℃から１０５℃の範囲の温度に加熱し、ここで、混合物は、４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の塩基数に調整される；及び
ｃ）混合物を９０℃から２００℃の範囲の温度に加熱することによるカルシウムスルホネートグリースの製造。
【０００８】
本発明による方法は、カルシウムスルホネートおよび前記カルシウムスルホネートを含むグリースの両方が専らエステルベースで製造され、その結果、最終生成物が鉱油を含まず、したがって容易かつ完全に生分解されることを特に特徴とする。本発明による潤滑剤は、いわゆる１０日間のウィンドウの終わりに、また２８日後に、必要な６０％の分解度を達成し、それにより、ＯＥＣＤ－３０１試験方法の要求を満たす。さらに、鉱油を有機エステルまたは合成エステルに置き換えることは、可溶化剤の添加を省くことができることを意味するため、製造プロセスの最後にこれらを高価な方法で除去する必要がなくなる。本発明による方法はさらに、反応混合物中の過塩基性カルシウムスルホネートが完全に分散されることを確実にし、その結果、プロセスの最後に濾過も省くことができる。
【０００９】
本発明によれば、潤滑剤を製造するための条件は、エステル組成物がこれらの条件下で分解されないように選択される。この目的のために、反応混合物の塩基性の尺度である塩基数（ＴＢＮ＝総塩基数）、すなわち混合物に含まれる物質が酸を中和する能力がプロセス中に決定される。この場合の単位［ｍｇＫＯＨ／ｇ］は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の塩基度に関係する。本発明によれば、工程ａ）における混合物の塩基性は、５５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のＴＢＮに限定され、工程ｂ）において、４５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のＴＢＮに制限される。混合物の塩基性を監視および調整または制限すると、特に工程ｂ）およびｃ）で高温の影響下でさえも、エステルが混合物中でケン化されないことが有利にもたらされる。水の適度な添加もこれに寄与する。工程ｂ）で混合物を２重量％から２０％重量までの範囲の含水量に調整することで、エステルの加水分解の可能性を大幅に減らす。特に工程ａ）およびｂ）で可能な限り低い温度を選択すると、エステルが混合物中で安定したままになることも有利になる。このようにして、鉱油を含まない生分解性のスルホン酸カルシウムグリースを特に有利な方法で製造することができる。
【００１０】
モノ－、ジ－またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸の少なくとも１つのアルキル基は、直鎖、分岐および／または環状アルキル基であり得る。本発明の有利な実施形態において、この場合、モノ－、ジ－またはトリ－アルキルベンゼンスルホン酸の少なくとも１つのアルキル基は、（Ｃ１０－Ｃ１８）－アルキル基であることが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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