JP2011140642A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉱油や合成油の基油に、添加剤としてコハク酸誘導体と、アミド化合物を含有させる。これによって、優れた防錆性を有し、摩擦係数を低減させた、省エネ性に優れた工業用潤滑油として好適な潤滑油組成物を得ることができる。また、添加剤として多価アルコールのエステルを更に加えることができる。
【選択図】なし
Description
例えば、建設用機械等において油圧装置が多用されているが、油圧作動油として使用される潤滑油の摩擦係数が高い場合、油圧シリンダーの往復動パッキングのしゅう動部において、微小スティックスリップ現象が発生し、シリンダーのビビリ、振動、鳴き、異音発生などの現象を引き起こし、油圧装置を精度良く制御できなくなる(特許文献1)。そこで、油圧シリンダーが正確かつスムーズに移動するようにするためには、潤滑油の摩擦係数を低下させることが必要となっている。
また、必要に応じて添加剤としてさらに多価アルコールのエステルを加えることによって、防錆性に富み、かつ省エネルギー性の優れた潤滑油組成物を得ることができる。
これら合成基油の粘度は特に制限されないが、40℃における動粘度は、好ましくは2〜680mm2/s、より好ましくは8〜220mm2/sである。
X4CONH2 (2)
こうした多価アルコールの脂肪酸エステルとしては、好ましくは多価アルコールと不飽和脂肪酸との部分エステルを用いるとよい。
また、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプト−オクチルアセテート、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(吉富製薬社製:ヨシノックスSS)、n−ドデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2’−エチルヘキシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ベンゼンプロパン酸3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−C7〜C9側鎖アルキルエステル(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL135)などのアルキル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート類、2,6−ジ−t−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージW−400)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージW−500)などの2,2’−メチレンビス(4−アルキル−6−t−ブチルフェノール)類がある。
さらに、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージW−300)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)(シェル・ジャパン社製:Ionox220AH)、4,4’−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−(ジ−p−ヒドロキシフェニル)プロパン(シェル・ジャパン社製:ビスフェノールA)、2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−シクロヘキシリデンビス(2,6−t−ブチルフェノール)、ヘキサメチレングリコールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL109)、トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート](吉富製薬社製:トミノックス917)、2,2’−チオ−[ジエチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL115)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン(住友化学:スミライザーGA80)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージRC)、2,2’−チオビス(4,6−ジ−t−ブチル−レゾルシン)などのビスフェノール類がある。
そして、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL101)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン(吉富製薬社製:ヨシノックス930)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(シェル・ジャパン社製:Ionox330)、ビス−[3,3’−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−(2”,4”−ジ−t−ブチル−3”−ヒドロキシフェニル)メチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチル−ベンジル)−4−メチルフェノールなどのポリフェノール類、p−t−ブチルフェノールとホルムアルデヒドの縮合体、p−t−ブチルフェノールとアセトアルデヒドの縮合体などのフェノールアルデヒド縮合体などが挙げられる。
また、インダゾール、4−アルキル−インダゾール、5−アルキル−インダゾールなどのトルインダゾール類等のインダゾール誘導体、ベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール誘導体(千代田化学社製:チオライトB−3100)、2−(ヘキシルジチオ)ベンゾチアゾール、2−(オクチルジチオ)ベンゾチアゾールなどの2−(アルキルジチオ)ベンゾチアゾール類、2−(ヘキシルジチオ)トルチアゾール、2−(オクチルジチオ)トルチアゾールなどの2−(アルキルジチオ)トルチアゾール類、2−(N,N−ジエチルジチオカルバミル)ベンゾチアゾール、2−(N,N−ジブチルジチオカルバミル)−ベンゾチアゾール、2−(N,N−ジヘキシルジチオカルバミル)−ベンゾチアゾールなど2−(N,N−ジアルキルジチオカルバミル)ベンゾチアゾール類、2−(N,N−ジエチルジチオカルバミル)トルチアゾール、2−(N,N−ジブチルジチオカルバミル)トルチアゾール、2−(N,N−ジヘキシルジチオカルバミル)トルチアゾールなどの2−(N,N−ジアルキルジチオカルバミル)−トルゾチアゾール類等のベンゾチアゾール誘導体がある。
さらに、2−(オクチルジチオ)ベンゾオキサゾール、2−(デシルジチオ)ベンゾオキサゾール、2−(ドデシルジチオ)ベンゾオキサゾールなどの2−(アルキルジチオ)−ベンゾオキサゾール類、2−(オクチルジチオ)トルオキサゾール、2−(デシルジチオ)トルオキサゾール、2−(ドデシルジチオ)トルオキサゾールなどの2−(アルキルジチオ)トルオキサゾール類等のベンゾオキサゾール誘導体、2,5−ビス(ヘプチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ドデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(オクタデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールなどの2,5−ビス(アルキルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール類、2,5−ビス(N,N−ジエチルジチオカルバミル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(N,N−ジブチルジチオカルバミル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(N,N−ジオクチルジチオカルバミル)−1,3,4−チアジアゾールなどの2,5−ビス(N,N−ジアルキルジチオカルバミル)−1,3,4−チアジアゾール類、2−N,N−ジブチルジチオカルバミル−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−N,N−ジオクチルジチオカルバミル−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾールなどの2−N,N−ジアルキルジチオカルバミル−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール類等のチアジアゾール誘導体、1−ジ−オクチルアミノメチル−2,4−トリアゾールなどの1−アルキル−2,4−トリアゾール類等のトリアゾール誘導体などが挙げられる。
これらの金属不活性剤は、潤滑油組成物中に約0.01〜0.5質量%の範囲で単独又は複数組み合わせて使用できる。
これらのリン化合物は、潤滑油組成物中に約0.01〜2質量%の範囲で単独又は複数組み合わせて使用できる。
ジアルキルジチオリン酸亜鉛の具体例としては、ジプロピルジチオリン酸亜鉛、ジブチルジチオリン酸亜鉛、ジペンチルジチオリン酸亜鉛、ジヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジイソペンチルジチオリン酸亜鉛、ジエチルヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジオクチルジチオリン酸亜鉛、ジノニルジチオリン酸亜鉛、ジデシルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルジチオリン酸亜鉛、ジプロピルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジペンチルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジプロピルメチルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジノニルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルフェニルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
上記一般式(3)中の、R4及びR5における炭素数1〜30の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート類やエチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ジエン共重合体、ポリイソブチレン、ポリスチレンなどのオレフィンポリマー類等の非分散型粘度指数向上剤や、これらに含窒素モノマーを共重合させた分散型粘度指数向上剤等が挙げられる。その添加量は、潤滑油組成物中に約0.05〜20質量%の範囲で使用できる。
流動点降下剤としては、例えばポリメタクリレート系のポリマーが挙げられる。その添加量は、潤滑油組成物中に約0.01〜5質量%の範囲で使用できる。
実施例及び比較例の調製にあたり、下記の組成材料を用意した。
1.基油
(1−1)基油1: 原油を常圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、水素化分解、脱ろうなどの精製手段を適宜組み合わせて適用することにより得られたパラフィン系鉱油で、API(米国石油協会)基油分類によりグループ2に分類されるもの。(特性:100℃における動粘度;5.35mm2/s、40℃における動粘度;31.4mm2/s、粘度指数;103、硫黄分含有量(硫黄元素換算値);10質量ppm未満、窒素分含有量(窒素元素換算値);1質量ppm未満、アニリン点;110℃、15℃密度;0.863、20℃密度;0.860、20℃屈折率;1.472、ASTM D3238法による環分析のパラフィン分;62%、同ナフテン分;38%、同アロマ分;1%未満、ASTM D5480法によるガスクロ蒸留による初留点温度;312℃)
(1−2)基油2: 原油を常圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、高度水素化精製により製造されるパラフィン系鉱油で、API(米国石油協会)基油分類によりグループ3に分類されるもの。(特性:100℃における動粘度;4.25mm2/s、40℃における動粘度;19.5mm2/s、粘度指数;125、硫黄分含有量(硫黄元素換算値);10質量ppm未満、窒素分含有量(窒素元素換算値);1質量ppm未満、アニリン点;116℃、15℃密度;0.835、20℃密度;0.832、20℃屈折率;1.461、ASTM D2502による分子量;395、ASTM D3238法による環分析のパラフィン分;79%、同アロマ分;1%未満、ASTM D5480法によるガスクロ蒸留による初留点温度;337℃) (1−3)基油3: 天然ガスの液体燃料化技術のフィッシャートロプッシュ法により合成されたGTL(ガストゥリキッド)で、API(米国石油協会)基油分類によりグループ3に分類されるもの。(特性:100℃における動粘度;3.98mm2/s、40℃における動粘度;17.2mm2/s、粘度指数;131、硫黄分含有量(硫黄元素換算値);10質量ppm未満、窒素分含有量(窒素元素換算値);1質量ppm未満、アニリン点;121℃、15℃密度;0.817、20℃密度;0.813、20℃屈折率;1.454、ASTM D2502による分子量;390、ASTM D3238法による環分析のパラフィン分;93%、同アロマ分;1%未満、ASTM D5480法によるガスクロ蒸留による初留点温度;376℃)
(1−4)基油4: αデセンの重合により合成されたポリαオレフィン4で、API(米国石油協会)基油分類によりグループ4に分類されるもの。(特性:100℃における動粘度;3.96mm2/s、40℃における動粘度;17.6mm2/s、粘度指数;122、硫黄分含有量(硫黄元素換算値);10質量ppm未満、窒素分含有量(窒素元素換算値);1質量ppm未満、アニリン点;120℃、15℃密度;0.819、20℃屈折率;1.455、ASTM D5480法によるガスクロ蒸留による初留点温度;384℃)
(2−1) 添加剤A1:コハク酸誘導体;テトライソプロペニルコハク酸,1,2−プロパンジオールハーフエステル(JIS K2501法による酸価:160mgKOH/g)
(2−2) 添加剤A2:コハク酸誘導体;テトライソプロペニルコハク酸,1,3−プロパンジオールハーフエステル(JIS K2501法による酸価:160mgKOH/g)
(2−3) 添加剤A3:コハク酸誘導体;ラインケミー社製RC4802 (ASTM D3739による酸価:55mgKOH/g)
(2−4) 添加剤B1:オレイルアミド
(2−5) 添加剤B2:イソステアリン酸トリエチレンテトラミド(JIS K2501法による酸価:7mgKOH/g)
(2−6) 添加剤C1:ソルビトールセスキオレート(JIS K0070法による水酸基価:200mgKOH/g)
(2−7) 添加剤C2:グリセロールモノイソステアレート(JIS K0070法による水酸基価:313mgKOH/g)
上記した組成材料を用いて、表1及び表2に示す組成により実施例1〜7、比較例1〜3の潤滑油組成物を調製した。
上記実施例1〜7並びに比較例1〜3の各潤滑油組成物について、その性能を見るために以下の試験を行った。
神鋼造機株式会社製の曽田式振子型油性試験機により摩擦係数を測定した。この試験は、振子支点の摩擦部分に試験油を与え、振子を振動させ、振動の減衰から摩擦係数を求めるものである。
試験の評価は次の基準によって行った。
摩擦係数が0.135以下・・・・・・・・・・◎(優)
摩擦係数が0.135超〜0.150未満・・・○(良)
摩擦係数が0.150以上・・・・・・・・・・×(不可)
JIS K2510に準拠し、恒温槽内に設置した容器に、試験油300mlを採取し、毎分1000回転で攪拌し、60℃になったときに鉄製の試験片を試験油中に挿入し、更に人工海水を30ml加え、60℃に保ったまま24時間攪拌を続け、その後試験片を取り出し、試験片の錆の発生有無を目視で評価した。
試験の評価は次の基準によって行った。
錆の発生が見られない・・・・・・・・・◎(合格)
錆の発生が見られる・・・・・・・・・・×(不合格)
各試験の結果を表1及び表2に示す。
表1及び表2に示す試験結果から明らかなように、実施例1に示す基油(基油1)にコハク酸誘導体(添加剤A1)と脂肪酸アミド(添加剤B1)を併用したものでは、摩擦係数が優良(◎)で低く、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)となっている。実施例2のように、基油(基油1)にコハク酸誘導体(添加剤A1)と脂肪酸アミド(添加剤B1)と多価アルコールのエステル(添加剤C1)を併用したものでは、摩擦係数が更に優良(◎)で低く、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)になっている。
実施例3は、基油(基油2)にコハク酸誘導体(添加剤A2)と脂肪酸アミド(添加剤B1)と多価アルコールのエステル(添加剤C2)を併用したもので、摩擦係数がやや高いが優良(◎)であり、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)になっている。
実施例4の基油(基油3)にコハク酸誘導体(添加剤A3)と脂肪酸アミド(添加剤B2)と多価アルコールのエステル(添加剤C1)を併用したものでは、摩擦係数が優良(◎)で低く、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)となっている。実施例5は、基油(基油3)にコハク酸誘導体(添加剤A3)と脂肪酸アミド(添加剤B2)と多価アルコールのエステル(添加剤C2)を併用したもので、摩擦係数が優良(◎)で、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)になっている。
実施例6のものは、基油(基油4)にコハク酸誘導体(添加剤A3)と脂肪酸アミド(添加剤B2)と多価アルコールのエステル(添加剤C1)を併用しており、摩擦係数が優良(◎)で、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)になっている。実施例7では、基油(基油4)にコハク酸誘導体(添加剤A3)と脂肪酸アミド(添加剤B2)と多価アルコールのエステル(添加剤C2)を併用しており、摩擦係数がやや高目であるか優良(◎)であり、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)になっていることが判る。
これに対して、比較例1の基油(基油1)のみのものでは、摩擦係数が非常に高くて不良(×)であり、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生して不合格(×)となっている。比較例2の基油(基油1)にコハク酸誘導体(添加剤A1)を添加したものでは、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)となっているが、摩擦係数は高くて不良(×)である。また、比較例3の基油(基油1)に脂肪酸アミド(添加剤B1)を添加したものでは、摩擦係数が優良(◎)で低いが、錆止め性試験の人工海水中において錆が発生しており不合格(×)になっていることが判る。
このように、実施例1〜7のように基油(基油1〜4)にコハク酸誘導体(添加剤A1〜3)と脂肪酸アミド(添加剤B1〜2)を併用し、さらに多価アルコールのエステル(添加剤C1〜2)を加えた潤滑油組成物は、摩擦係数が優良(◎)で低く、錆止め性試験の人工海水中においても錆が発生せず合格(◎)しており、摩擦係数の低減及び防錆性向上が図られていることが認められた。また、基油、添加剤(A〜C)の種類が変わっても良好な結果が得られている。
Claims (5)
- 鉱油および/または合成油の基油に、添加剤としてコハク酸誘導体と、アミド化合物を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
- 添加剤としてさらに多価アルコールのエステルを含有することを特徴とする請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 上記コハク酸誘導体の酸価が10〜300mgKOH/g(JIS K2501)である請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
- 潤滑油組成物中に上記コハク酸誘導体が0.001〜0.5質量%、アミド化合物が0.001〜0.5質量%含まれている請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 上記基油が、API(米国石油協会)基油分類によるグループ2、グループ3、GTL(ガストゥリキッド)及びポリαオレフィンのいずれか又はこれらの組み合わせである請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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