(57)【要約】【課題】金属の焼結に有用な高融点ワックス【解決手段】（ａ）３０％〜４５％のＣ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸、（ｂ）４０％〜６０％のＣ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸、および（ｃ）１２％〜２０％の式Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）ｎＮＨ２のジアミン（式中ｎは２〜６の整数）の反応生成物を含むワックス。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）３０％〜４５％のＣ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸、
（ｂ）４０％〜６０％のＣ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸、および
（ｃ）１２％〜２０％の式Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）ｎＮＨ２のジアミン（式中ｎは２〜６の整数）
の反応生成物を含むワックス。
【請求項２】
該Ｃ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸がＣ８〜Ｃ１０線状ジカルボン酸であり、該Ｃ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸がＣ１６〜Ｃ１８モノカルボン酸であり、そしてｎが２または３である請求項１記載のワックス。
【請求項３】
３２％〜４０％のＣ８〜Ｃ１０線状ジカルボン酸、４３％〜５３％のＣ１６〜Ｃ１８モノカルボン酸、および１４％〜１８％の該ジアミンの反応生成物である請求項２記載のワックス。
【請求項４】
該Ｃ８〜Ｃ１０線状ジカルボン酸がＣ１０線状ジカルボン酸であり、該Ｃ１６〜Ｃ１８モノカルボン酸がＣ１８モノカルボン酸、および該ジアミンがエチレンジアミンである請求項３記載のワックス。
【請求項５】
３４％〜３８％のＣ１０線状ジカルボン酸、４６％〜５０％のＣ１８モノカルボン酸、および１５％〜１７％のエチレンジアミンの反応生成物である請求項４記載のワックス。
【請求項６】
セバシン酸、ステアリン酸およびエチレンジアミンの反応生成物である請求項５記載のワックス。
【請求項７】
カルボン酸反応物質の総当量数のアミン反応物質の総当量数に対する比が、０．９７〜１．０６である請求項１記載のワックス。
【請求項８】
該Ｃ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸が飽和アルキレン基を含み、該Ｃ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸が飽和アルキル基を含み、そして該ジアミンが飽和アルキレン基（ｎは２または３）を含み、カルボン酸反応物質の総当量数のアミン反応物質の総当量数に対する比が、１．０〜１．０３である請求項７記載のワックス。
【請求項９】
ジアミンの表面下添加によって該Ｃ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸および該ジアミンをまず化合し、次に該Ｃ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸を添加することによって生成された請求項８記載のワックス。
【請求項１０】
該Ｃ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸がセバシン酸であり、該Ｃ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸がステアリン酸であり、そしてｎが２である請求項８記載のワックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の焼結に有用な高融点ワックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｐｒｏｍｏｌｄ（商標）４５０ワックスは、金属焼結用途のための潤滑剤として何年も商業的に販売されてきた。これは約２４％〜２８％のセバシン酸、６１％〜６５％のステアリン酸および１３％〜１５％のエチレンジアミンの反応によって調製される。Ｐｒｏｍｏｌｄ（商標）４５０ワックスは、約４５０°Ｆ（２３２℃）の温度で融解し始める。より高い融点を有するワックスが、一部の金属焼結用途に望ましい場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が取り組む課題は、より高い融点を有するワックスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、（ａ）３０％〜４５％のＣ６〜Ｃ１２線状ジカルボン酸、（ｂ）４０％〜６０％のＣ１０〜Ｃ２２モノカルボン酸、および（ｃ）１２％〜２０％の式Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）ｎＮＨ２のジアミン（式中ｎは２〜６の整数）の反応生成物を含むワックスに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
他に記載しない限り、温度は摂氏温度（℃）であり、百分率（％）の言及は重量基準である。
【０００６】
好ましくは、ワックスは、Ｃ８〜Ｃ１０線状ジカルボン酸、Ｃ１６〜Ｃ１８モノカルボン酸、および式中ｎが２または３であるジアミンの反応生成物を含む。本発明の１つの好ましい態様において、線状ジカルボン酸、モノカルボン酸およびジアミンは、飽和アルキルもしくはアルキレン基、すなわち、炭素−炭素多重結合を含まないアルキルもしくはアルキレン基を含む。好ましくは、アルキルもしくはアルキレン基は非置換である。好ましくは、ワックスは、３２％〜４０％のＣ８〜Ｃ１０線状ジカルボン酸、４３％〜５３％のＣ１６〜Ｃ１８モノカルボン酸、および１４％〜１８％の式中ｎが２または３であるジアミンの反応生成物を含む。好ましくは、ワックスはＣ１０線状ジカルボン酸、Ｃ１８モノカルボン酸、およびエチレンジアミンの反応生成物を含む。好ましくは、ワックスはセバシン酸、ステアリン酸およびエチレンジアミンの反応生成物を含む。好ましくは、ワックスは３５％〜３７％のセバシン酸、４７％〜４９％のステアリン酸および１５．５％〜１６．５％のエチレンジアミンの反応生成物を含む。
【０００７】
好ましくは、カルボン酸反応物質の総当量数は、アミン反応物質の総当量数とほぼ等しい。好ましくは、カルボン酸反応物質の当量のアミン反応物質の当量に対する比は０．９７〜１．０６であり、より好ましくは０．９９〜１．０３であり、より好ましくは１．０〜１．０３であり、最も好ましくは１．０〜１．０２である。カルボン酸およびアミンの当量数がほぼ等しくはない場合、得られるワックスは残存する酸性基または塩基性基を有し、これは金属焼結用途において望ましくない。残存する塩基性基は特に望ましくない。好ましくは、ワックスの酸価（ｍｇ  ＫＯＨ／ｇで表される）は１２を超えず、より好ましくは１０を超えず、より好ましくは９を超えず、最も好ましくは８を超えず、好ましくは酸価は４以上であり、より好ましくは６以上である。好ましくは、ワックスの塩基価（ｍｇ  ＫＯＨ／ｇで表される）は、８を超えず、好ましくは６を超えず、より好ましくは４を超えず、最も好ましくは３を超えない。
【０００８】
本発明の１つの態様において、ワックスを生成するために使用される反応物質間の縮合反応は、２４０℃〜３００℃、好ましくは２５０℃〜２９０℃、最も好ましくは２６０℃〜２８０℃の温度で行われる。本発明の他の好ましい態様において、ジカルボン酸およびジアミンが、好ましくは１２０℃〜１７０℃、より好ましくは１２５℃〜１５０℃の温度でまず反応する。好ましくは、ジカルボン酸が周囲温度で固体である場合、ジカルボン酸はジアミンの導入前に融解され、次に発熱反応が前述した範囲で制御される。反応が実質的に完了した後、モノカルボン酸が添加され、温度を２４０℃〜３００℃、好ましくは２５０℃〜２９０℃、最も好ましくは２６０℃〜２８０℃の範囲に上昇させる。本発明の１つの好ましい態様において、反応はジアミンの表面下添加（ｓｕｂ−ｓｕｒｆａｃｅ  ａｄｄｉｔｉｏｎ）によって行われ、すなわち、ジアミンは反応混合物の表面より下に添加される。反応を大気圧下で、または上昇させた圧力下で行うことができる。好ましくは反応混合物は液体である。任意に、溶媒が使用され、これは反応が完了した時に蒸留によって除去されることができる。好ましい溶媒は、脂肪族カルボン酸または脂肪族アミンのいずれとも反応しない溶媒であり、例えば、芳香族炭化水素溶媒である。好ましくは、触媒が使用され、これは例えば、酸触媒（リン酸および硫酸が挙げられる）、塩基性触媒（第３アミンが挙げられる）、脱水剤（ ＰＯＣｌ３が挙げられる）、および金属塩（ＣｓＣｌが挙げられる）である。任意に、酸化防止剤が反応混合物に添加され、ワックスの変色を防ぐ。好ましくは、ワックスはグラインドされ、１０ミクロン未満の、より好ましくは５ミクロン未満の、最も好ましくは４ミクロン未満の平均粒子サイズを形成する。グラインドされたワックスのバルク密度は、好ましくは少なくとも０．４ｇ／ｍＬであり、最も好ましくは少なくとも０．５ｇ／ｍＬである。
【０００９】
本発明の好ましい態様において、ワックスは以下の式を有する化合物を含む。
【００１０】
【化１】
2004307817.tif 000002
【００１１】
セバシン酸、ステアリン酸およびエチレンジアミンの反応は、上に示した化合物を生成し、これは異なる数のセバシン酸およびエチレンジアミン残基を有する変異型を伴う。例えば、前記反応は３つのセバシン酸残基、４つのエチレンジアミン残基および２つのステアリン酸残基を有する化合物もまた生成する。
【００１２】
本発明はさらに、焼結に有用な鉄ベースのパウダー組成物に関する。鉄ベースのパウダー組成物は、本発明のワックスおよび鉄ベースのパウダーを含む。焼結に使用される鉄ベースのパウダーについての詳細は、例えば、米国特許第５，４８４，４６９号および第６，３９５，６８７号に見いだすことができる。
【実施例１】
【００１３】
凝縮器、添加ろうと、窒素導入口および出口ポートを備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、セバシン酸（７２．７６ｇ、０．３６モル）およびＢＨＴ（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール）（０．５３ｇ）を装填した。窒素パージ下において、エチレンジアミン（３２．４１ｇ、０．５４モル）が撹拌されているセバシン酸にゆっくり添加された。発熱反応が混合物を８２℃に加熱した。全てのエチレンジアミンが添加された後、混合物は１７５℃に加熱された。４５分後、混合物は固化し始めた。ステアリン酸（９８．５２ｇ、０．３６モル）が添加され、混合物は２６０℃に加熱され、その温度で２時間維持された。生成物は天秤皿に注がれ、冷却および固化させた。生成物は４７６〜４９０°Ｆ（２４７〜２５４℃）で融解した。
【実施例２】
【００１４】
スターラー、凝縮器、窒素パージ、およびディップチューブ（ｄｉｐ  ｔｕｂｅ）を有する添加ろうとを備えた反応容器に、セバシン酸（２０２．１ｇ、１モル、２当量）を添加し、前記の酸をその融点（１５０℃）を超えて加熱した。エチレンジアミン（９０．０４ｇ、１．５モル、３当量）をディップチューブによってゆっくり添加（表面下添加）する一方、発熱を制御して１２５〜１５０℃の範囲にした。全てのアミンが添加された後に、ステアリン酸（２７６．６６ｇ、１モル、１当量）をゆっくり添加し、徐々に温度を２６０℃に上昇させ、その温度で２時間維持した。反応混合物を天秤皿に注ぎ固化させた。固体ワックスは、つぎに小さい破片に削られ、５μ未満の平均粒子サイズにグラインドされた。
【外国語明細書】
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2004307817000003.pdf