JP4209987B2 - Phosphorous lubricant - Google Patents

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JP4209987B2
JP4209987B2 JP01854499A JP1854499A JP4209987B2 JP 4209987 B2 JP4209987 B2 JP 4209987B2 JP 01854499 A JP01854499 A JP 01854499A JP 1854499 A JP1854499 A JP 1854499A JP 4209987 B2 JP4209987 B2 JP 4209987B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リン酸エステル系潤滑剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、潤滑油、特に金属加工油やギヤ油等の分野では、潤滑性や加工性の向上を目的として極圧剤が使用されている。極圧剤としては硫黄系、塩素系、リン系等が代表的である。しかし、塩素系の極圧剤は加工性には優れているが、皮膚のかぶれや錆が発生する等の作業環境の悪化を招くおそれがあるほか、ダイオキシン問題のため、使用される量は減少している。又、硫黄系化合物も潤滑性や極圧性には優れているが、独特の臭気を有するものが多いため、人体に接触する可能性がある潤滑用途では問題が多い。
塩素系極圧剤の代替品としてはリン系極圧剤が考えられている。リン系添加剤の種類としては、リン酸エステル(塩)系、亜リン酸エステル(塩)系、チオリン酸エステル(塩)系、ホスフィン系等がある。
例えば、特開平6−192676号公報では、潤滑油基油に、ラウリルアシッドホスフェイトヤシアルキルアミン塩等の酸性リン酸エステルアミン塩を含有する塑性加工油組成物を開示している。又、特開平8−134488号公報は、基油に、オクチル酸性リン酸エステルとジイソトリデシルアミンの塩等の酸性リン酸エステルアミン塩と、直鎖アルキルアミンを含有する潤滑油組成物を開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの酸性リン酸エステル系潤滑剤は、金属に対する腐食性があるという問題があった。これを解決するために従来は、水酸化ナトリウム等のアルカリや、アルキルアミン、アルキルアルカノールアミン等のアミン類で中和をして使用されてきた。
しかし、場合によってはアミン類での中和でも不十分な場合があり、金属に対して腐食が起こる場合があった。そこで本発明者等は鋭意検討し、酸性リン酸エステルをアルキレンオキサイドで変性することによって、金属に対する腐食が殆ど無く、且つ極圧性の良好なリン系潤滑剤を開発するに至った。
【0004】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、下記の一般式(1)
【0005】
【化3】

Figure 0004209987
【0006】
(式中、R、R及びRは炭化水素基を表わし、mは0又は1以上の数を表わし、kは1以上の数を表わし、nは1〜2の数を表わす。)で表わされる潤滑剤であって、
が、下記の一般式(2)
【0007】
【化4】
Figure 0004209987
【0008】
(式中、R 及びR は炭素数4以上の鎖状炭化水素基を表わし、pは1以上の数を表わす。)で表わされる炭化水素基である潤滑剤。
【0009】
【発明の実施の形態】
一般式(1)において、R は炭化水素基を表わす。炭化水素基としては、耐荷重性、焼付き防止性及び臭気の面から、例えばアルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
【0010】
アルキル基としては例えば、2−ブチルオクチル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルデシル、2−ヘキシルドデシル、2−オクチルドデシル、2−デシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、2−ヘキサデシルオクタデシル、2−テトラデシルオクタデシル等が挙げられる。
【0012】
上記一般式(2)の及びRは炭素数4以上の鎖状炭化水素基を表わし、pは1以上の数を表わす。R及びRとしては炭素数4〜20のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜18の直鎖アルキル基であることがより好ましく、更には、R及びRのいずれか一方が炭素数6〜18の直鎖アルキル基であることが最も好ましい。
pは1以上の数であり、好ましくは1である。
【0013】
として特に好ましい基は具体的には、例えば、2−ブチルオクチル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−ヘキシルドデシル、2−オクチルデシル、2−オクチルドデシル、2−オクチルテトラデシル、2−デシルドデシル、2−デシルテトラデシル、2−デシルヘキサデシル、2−ドデシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、2−ドデシルオクタデシル、2−テトラデシルオクタデシル、2−テトラデシルイコシル、2−ヘキサデシルオクタデシル、2−ヘキサデシルイコシル等が挙げられる。
【0014】
又、一般式(1)において、R及びRは炭化水素基を表わすが、炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましい。一般式(1)の(R−O)又は(R−O)の部分は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド等を付加重合することにより得ることができる。アルキレンオキサイド等を付加することによって(R−O)又は(R−O)の部分を形成する場合は、付加させるアルキレンオキサイド等の種類によりR及びRが決定される。付加させるアルキレンオキサイド等の重合形態は特に限定されず、1種類のアルキレンオキサイド等の単独重合、2種類以上のアルキレンオキサイド等のランダム共重合、ブロック共重合又はランダム/ブロック共重合等であってよい。R及びRとしてはエチレン基又はプロピレン基が最も好ましく、R又はRが2種以上の基である場合は1種はエチレン基であることが好ましい。
【0015】
(R−O)又は(R−O)の部分として、どのようなオキシアルキレン鎖を構成するかによって、本発明の潤滑剤が油溶性になるか水溶性になるかを選択することができる。本発明の潤滑剤が油溶性になるか水溶性になるかは、Rで表わされる基との関係もあり一概には言えないが、概ね、水溶性にする場合は、(R−O)又は(R−O)の部分を、エチレンオキサイドを5〜20モル程度付加重合させたオキシアルキレン鎖、又は5〜20モル以上のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合により形成されたオキシアルキレン鎖とすることがよい。本発明の潤滑剤を油溶性とする場合は、m=0とするか、(R−O)又は(R−O)の部分に含まれるオキシエチレン基の数を5モル以下程度とするか、又は(R−O)又は(R−O)の部分をプロピレンオキサイド若しくはブチレンオキサイドを付加重合させたオキシアルキレン鎖とすることがよい。
【0016】
本発明のリン酸エステルは、通常、n=1であるモノエステルと、n=2であるジエステルの混合物として製造され使用される。モノエステルとジエステルの混合比は、製造時の原料比や、工程中で添加される水の量により適宜選択することができる。又、これらのリン酸エステルは、その製造工程中で生じてしまうピロ型化合物やポリ型化合物を含んでいてもよい。
本発明の潤滑剤を製造する方法は、R−OHで表わされる基を有するアルコールや、このアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物を、リン酸化剤によって公知の方法でリン酸エステル化した後、残った水酸基に更にアルキレンオキサイドを反応させればよい。リン酸化剤としては、五酸化二リン、オルソリン酸、ポリリン酸等が挙げられる。リン酸エステル化の際には、脱色剤又は着色防止剤として次亜リン酸を添加することが好ましい。
【0017】
本発明の潤滑剤は、油溶性の場合は、鉱油、合成油又は油脂等からなる潤滑油基油に対して好ましくは0.01〜30重量%、より好ましくは0.1〜20重量%配合されて使用される。グリースに添加して使用される場合は、基グリースに対して好ましくは0.01〜30重量%、より好ましくは0.1〜20重量%配合されて使用される。水溶性の場合は、水に、好ましくは0.01〜30重量%、より好ましくは0.1〜20重量%配合されて使用される。
【0018】
鉱油は、天然の原油から分離されるものであり、これを適当に蒸留、精製等を行って製造される。鉱油の主成分は炭化水素(多くはパラフィン類である)であり、その他ナフテン分、芳香族分等を含有している。これらを水素化精製、溶剤脱れき、溶剤抽出、溶剤脱ろう、水添脱ろう、接触脱ろう、水素化分解、アルカリ蒸留、硫酸洗浄、白土処理等の精製を行った基油も好ましく使用することができる。
又、合成油とは、化学的に合成された潤滑油であって、例えばポリ−α−オレフィン、ポリイソブチレン(ポリブテン)、ジエステル、ポリオールエステル、リン酸エステル、ケイ酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、シリコーン、フッ素化化合物、アルキルベンゼン等が挙げられる。これらの中でも、ポリ−α−オレフィン、ポリイソブチレン(ポリブテン)、ジエステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール等は汎用的に使用することができる。
油脂としては例えば、アマニ油、エノ油、オイチシカ油、オリーブ油、カカオ脂、カポック油、白カラシ油、ゴマ油、コメヌカ油、サフラワー油、シアナット油、シナキリ油、大豆油、茶実油、ツバキ油、コーン油、ナタネ油、パーム油、パーム核油、ひまし油、ひまわり油、綿実油、ヤシ油、木ロウ、落花生油等の植物性油脂、馬脂、牛脂、牛脚脂、牛酪脂、豚脂、山羊脂、羊脂、乳脂、魚油、鯨油等の動物性油脂或いはこれらの水素化物が挙げられる。
【0019】
又、グリースとして用いられる場合は、鉱油、合成油等からなる基油に、増稠剤を添加した基グリースに添加される。増稠剤としては、例えば、石鹸系又はコンプレックス石鹸系増稠剤、テレフタレメート系増稠剤、ウレア系増稠剤、ポリテトラフルオロエチレン、フルオロ化エチレン−プロピレン共重合体等の有機非石鹸系増稠剤、無機非石鹸系増稠剤等が挙げられる。
【0020】
本発明の潤滑剤は、他の潤滑剤、例えば油性剤、摩擦緩和剤、極圧剤、酸化防止剤、清浄剤、分散剤、粘度指数向上剤、消泡剤、防錆剤、流動点降下剤、乳化剤、界面活性剤、防錆剤、防腐剤等と併用することができる。
油性剤としてはカプリン酸、カプロン酸、ペラルゴン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸等の脂肪酸;ダイマー酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等のカルボン酸;ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール;ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミン;ラウリルアミド、ミリスチルアミド、パルミチルアミド、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミド等が挙げられる。
【0021】
摩擦緩和剤としては例えば、カプリン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、カプロン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、カプリル酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、ラウリン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、ミリスチン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、パルミチン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、ステアリン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、オレイン酸(モノ、ジ、トリ)グリセリド、リシノレイン酸又は12−ヒドロキシステアリン酸重縮合物等のエステル類、硫化オキシモリブデンジアルキルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジアルキルジチオホスフェート、ジンクジアルキルジチオホスフェート、ジンクジアルキルジチオカーバメート等の金属塩類、(ポリ)グリセリンオレイルエーテル、(ポリ)グリセリンラウリルエーテル等の(ポリ)グリセリンエーテル等が挙げられる。これらの化合物のなかには、酸化防止性能を有するものもある。
【0022】
極圧剤としては例えば、硫化オレフィン、硫化パラフィン、硫化ポリオレフィン、硫化ラード、硫化魚油、硫化鯨油、硫化大豆油、硫化ピネン油、硫化フェノール、硫化アルキルフェノール、硫化脂肪酸、ジアルキルポリスルフィド、ジベンジルジスルフィド、ジフェニルジスルフィド、ポリフェニレンスルフィド、アルキルメルカプタン、アルキルスルホン酸、ジチオカルバミン酸エステル、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール誘導体、チウラムジスルフィド、ジアルキルジチオリン酸2量体等の硫黄系化合物;ブチル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、ヘキシル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、オクチル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、2−エチルヘキシル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、ノニル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、デシル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、ラウリル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、ミリスチル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、パルミチル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、ステアリル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、オレイル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、フェニル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト、クレジル(チオ、ジチオ)ホスフェート又はホスファイト等の(チオ、ジチオ)リン酸又は亜リン酸系化合物等が挙げられる。これらの化合物のなかには、酸化防止性能を有するものもある。
【0023】
酸化防止剤としては例えば、2,6−ジ−tert.−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert.−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert.−ブチル−4−エチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert.−ブチルフェノール、4,4'−メチレンビス(2,6−ジ−tert.−ブチルフェノール)、4,4'−ビス(2,6−ジ−tert.−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−tert.−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert.−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert.−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,6−ビス(2'−ヒドロキシ−3'−tert.−ブチル−5'−メチルベンジル)4−メチルフェノール、3−tert.−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、2−tert.−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3−(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクチル、3−(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オレイル、3−(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ドデシル、3−(3−tert.−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオン酸オクチル、3−(3−tert.−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオン酸オレイル、3−(3−tert.−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオン酸ドデシル、4,4'−チオビス(3−メチル−6−tert.−ブチルフェノール)、4,4'−チオビス(2−メチル−6−tert.−ブチルフェノール)、2,2'−チオビス(4−メチル−6−tert.−ブチルフェノール)、2,6−ジ−tert.−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−tert.−ブチル−4(N,N'−ジメチルアミノメチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)サルファイド、トリス{(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル−オキシエチル}イソシアヌレート、トリス(3,5−ジ−tert.−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3
【0024】
1−ナフチルアミン、フェニル−1−ナフチルアミン、p−オクチルフェニル−1−ナフチルアミン、p−ノニルフェニル−1−ナフチルアミン、p−ドデシルフェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン等のナフチルアミン系酸化防止剤;N,N'−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N'−ジイソブチル−p−フェニレンジアミン、N,N'−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N,N'−ジ−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N'−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N−シクロヘキシル−N'−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−1,3−ジメチルブチル−N'−フェニル−p−フェニレンジアミン、ジオクチル−p−フェニレンジアミン、フェニルヘキシル−p−フェニレンジアミン、フェニルオクチル−p−フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン系酸化防止剤;ジピリジルアミン、ジフェニルアミン、p,p'−ジ−n−ブチルジフェニルアミン、p,p'−ジ−tert.−ブチルジフェニルアミン、p,p'−ジ−tert.−ペンチルジフェニルアミン、p,p'−ジノニルジフェニルアミン、p,p'−ジデシルジフェニルアミン、p,p'−ジドデシルジフェニルアミン、p,p'−ジスチリルジフェニルアミン、p,p'−ジメトキシジフェニルアミン、4,4'−ビス(4−α,α−ジメチルベンゾイル)ジフェニルアミン、p−イソプロポキシジフェニルアミン等のジフェニルアミン系酸化防止剤等が挙げられる。
【0025】
硫黄系酸化防止剤としては例えば、ジオクチルチオジプロピオネート、ジデシルチオジプロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリル−β,β'−チオジブチレート、(3−オクチルチオプロピオン酸)ペンタエリスリトールテトラエステル、(3−デシルチオプロピオン酸)ペンタエリスリトールテトラエステル、(3−ラウリルチオプロピオン酸)ペンタエリスリトールテトラエステル、(3−ステアリルチオプロピオン酸)ペンタエリスリトールテトラエステル、(3−オレイルチオプロピオン酸)ペンタエリスリトールテトラエステル、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトメチルベンズイミダゾール、2−ベンズイミダゾールジスルフィド、ジラウリルサルファイド、アミルチオグリコレート等が挙げられる。
金属塩系酸化防止剤としては例えば、ニッケルジチオカーバメート、ジンク−2−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
【0026】
清浄剤又は防錆剤としては例えば、カルシウムスルホネート、カルシウムフェネート、カルシウムサリシレート、マグネシウムスルホネート、マグネシウムフェネート、マグネシウムサリシレート、バリウムスルホネート、バリウムフェネート、バリウムサリシレート、酸化ワックスカルシウム塩等が挙げられる。分散剤としては例えば、ポリアルケニルコハク酸モノイミド又はビスイミド、ポリアルケニルコハク酸モノイミド又はビスイミドホウ酸変性物、ポリアルケニルコハク酸エステル、ベンジルアミン等が挙げられる。粘度指数向上剤としては例えば、ポリ(メタ)アクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−イソブチレン共重合体等が挙げられる。
【0027】
界面活性剤としては例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノアルキル(アリール)エーテル、ポリエチレングリコールジアルキル(アリール)エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオールエステル、ポリエーテルポリオール、アルカノールアミド、アルキルベンゼンスルホン酸、石油スルホネート等が挙げられ、これら界面活性剤は油性剤又は乳化剤としても作用することがある。
【0028】
本発明の潤滑剤は、あらゆる用途の潤滑油に添加して使用できる。例えば、工業用潤滑油、タービン油、マシン油、軸受油、圧縮機油、油圧油、作動油、内燃機関油、冷凍機油、ギヤ油、自動変速機用油(ATF)、連続可変無段変速機用油(CVT油)、トランスアクスル流体、金属加工油等が挙げられる。又、すべり軸受、転がり軸受、歯車、ユニバーサルジョイント、トルクリミッタ、自動車用等速ジョイント(CVJ)、ボールジョイント、ホイールベアリング、等速ギヤ、変速ギヤ等の各種グリースに添加して使用することができる。
【0029】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。尚、以下の実施例中、部及び%は特に記載が無い限り重量基準である。
(製造例1)
2−エチルヘキサノール3モルに、五酸化二リン1モルを100℃以下で徐々に加え、60〜100℃で2時間熟成の後、水を3モル添加して加水分解を行い、酸性リン酸エステルを得た。この酸性リン酸エステルのモノエステルとジエステルの比は1:1であった。得られた酸性リン酸エステルをオートクレーブにて、80〜150℃でエチレンオキサイドを3モル添加し、同温度で2時間熟成させ本発明の潤滑剤1(本発明品1)を得た。
以下、同様にして表1及び表2に示す各潤滑剤(本発明品2〜本発明品26)を製造した。なお、本発明品1〜7、19〜23は参考例である。
【0030】
【表1】
Figure 0004209987
【0031】
【表2】
Figure 0004209987
【0032】
尚、表中、(EO)、(PO)、(BO)はそれぞれオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基を表わし、(EO)−(PO)はこれらのブロック重合、(EO)/(PO)はこれらのランダム重合を表わす。
【0033】
(実施例1:油溶性潤滑剤)
本発明の潤滑剤(本発明品1〜本発明品18)及び比較品1〜比較品6を使用し、この潤滑剤のそれぞれに鋳鉄のテストピースを半分まで浸し、100℃で3時間加熱し、その後のテストピースの表面状態を目視で観察して、各潤滑剤の腐食性を評価した。
次に、これらの本発明の潤滑剤及び比較品を、鉱油(動粘度:100℃で4.1mm/s、40℃で18.3mm/s)に対して3%溶解し、高速四球試験機にて摩耗痕径を測定することによって耐荷重能を評価した。測定条件は、荷重141kg、158kg、及び178kg、室温、回転数1,500rpm、時間10秒であった。
これらの評価結果を表3に示す。
【0034】
【表3】
Figure 0004209987
【0035】
(実施例2:水溶性潤滑剤)
本発明の潤滑剤(本発明品19〜本発明品26)及び比較品7〜比較品8を使用し、この潤滑剤のそれぞれを水に対して3%溶解し、高速四球試験機にて摩耗痕径を測定することによって耐荷重能を評価した。測定条件は、荷重100kg、126kg、及び141kg、室温、回転数1,500rpm、時間10秒であった。又、実施例1と同様に腐食試験を行った。
これらの評価結果を表4に示す。
【0036】
【表4】
Figure 0004209987
【0037】
【発明の効果】
本発明の効果は、アルキレンオキサイドで変性したリン酸エステルを使用することによって、金属に対する腐食が殆ど無く、且つ極圧性の良好なリン系潤滑剤を提供したことにある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a phosphate ester lubricant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, extreme pressure agents have been used in the fields of lubricating oils, particularly metal working oils and gear oils, for the purpose of improving lubricity and workability. Typical examples of extreme pressure agents include sulfur, chlorine and phosphorus. However, although the chlorine-based extreme pressure agent is excellent in processability, it may cause deterioration of the working environment such as skin irritation and rust, and the amount used is reduced due to dioxin problems. is doing. Sulfur compounds are also excellent in lubricity and extreme pressure, but many have unique odors, so there are many problems in lubrication applications that may come into contact with the human body.
As an alternative to the chlorine-based extreme pressure agent, a phosphorus-based extreme pressure agent is considered. Types of phosphorus additives include phosphate ester (salt), phosphite (salt), thiophosphate (salt), and phosphine.
For example, JP-A-6-192676 discloses a plastic working oil composition containing an acidic phosphate amine salt such as lauryl acid phosphate palm alkylamine salt in a lubricating base oil. Japanese Patent Laid-Open No. 8-134488 discloses a lubricating oil composition containing a base oil, an acidic phosphate ester salt such as a salt of octyl acidic phosphate and diisotridecylamine, and a linear alkylamine. is doing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, these acidic phosphate ester type lubricants have a problem that they are corrosive to metals. In order to solve this problem, conventionally, it has been used after neutralization with an alkali such as sodium hydroxide or an amine such as an alkylamine or an alkylalkanolamine.
However, in some cases, neutralization with amines may be insufficient, and corrosion may occur on metals. Therefore, the present inventors diligently studied, and modified the acidic phosphoric acid ester with alkylene oxide to develop a phosphorus-based lubricant having almost no corrosion on the metal and excellent in extreme pressure.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides the following general formula (1)
[0005]
[Chemical 3]
Figure 0004209987
[0006]
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrocarbon group, m represents 0 or a number of 1 or more, k represents a number of 1 or more, and n represents a number of 1 to 2) A lubricant represented by :
R 1 is represented by the following general formula (2)
[0007]
[Formula 4]
Figure 0004209987
[0008]
(Wherein R 4 and R 5 represent a chain hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms, and p represents a number of 1 or more).
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the general formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group and an alkenyl group from the viewpoint of load resistance, anti-seizure property and odor.
[0010]
Examples of the alkyl group include 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldodecyl, 2-decyltetradecyl and 2-dodecylhexa Examples include decyl, 2-hexadecyl octadecyl, and 2-tetradecyl octadecyl.
[0012]
R 4 and R 5 in the general formula (2) represent a chain hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms, and p represents a number of 1 or more. R 4 and R 5 are preferably an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, and either one of R 4 and R 5. Is most preferably a linear alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
p is a number of 1 or more, preferably 1.
[0013]
Particularly preferred groups as R 1 are, for example, 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-octyldecyl, 2- Octyltetradecyl, 2-decyldodecyl, 2-decyltetradecyl, 2-decylhexadecyl, 2-dodecyltetradecyl, 2-dodecylhexadecyl, 2-dodecyloctadecyl, 2-tetradecyloctadecyl, 2-tetradecylicosyl , 2-hexadecyloctadecyl, 2-hexadecylicosyl and the like.
[0014]
In the general formula (1), R 2 and R 3 represent a hydrocarbon group, preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. The (R 2 —O) m or (R 3 —O) k portion of the general formula (1) undergoes addition polymerization of alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, α-olefin oxide, and styrene oxide. Can be obtained. When the (R 2 —O) m or (R 3 —O) k moiety is formed by adding alkylene oxide or the like, R 2 and R 3 are determined depending on the type of alkylene oxide or the like to be added. The polymerization form such as alkylene oxide to be added is not particularly limited, and may be homopolymerization of one kind of alkylene oxide, random copolymerization of two or more kinds of alkylene oxide, block copolymerization, random / block copolymerization, or the like. . R 2 and R 3 are most preferably an ethylene group or a propylene group, and when R 2 or R 3 is two or more groups, one is preferably an ethylene group.
[0015]
As part of (R 2 -O) m or (R 3 -O) k, depending constitute what oxyalkylene chain, to select whether the lubricant of the present invention is either water soluble an oil-soluble be able to. Whether the lubricant of the present invention becomes oil-soluble or water-soluble is unclear because of the relationship with the group represented by R 1. In general, when it is water-soluble, (R 2 —O ) The part of m or (R 3 —O) k was formed by copolymerization of an oxyalkylene chain obtained by addition polymerization of about 5 to 20 moles of ethylene oxide, or 5 to 20 moles or more of ethylene oxide and propylene oxide. An oxyalkylene chain is preferred. When the lubricant of the present invention is oil-soluble, m = 0 or the number of oxyethylene groups contained in the (R 2 —O) m or (R 3 —O) k portion is about 5 mol or less. Alternatively, the (R 2 —O) m or (R 3 —O) k moiety may be an oxyalkylene chain obtained by addition polymerization of propylene oxide or butylene oxide.
[0016]
The phosphate ester of the present invention is usually produced and used as a mixture of a monoester where n = 1 and a diester where n = 2. The mixing ratio of the monoester and the diester can be appropriately selected depending on the raw material ratio during production and the amount of water added in the process. Moreover, these phosphate esters may contain a pyro-type compound and a poly-type compound which are generated during the production process.
In the method for producing the lubricant of the present invention, an alcohol having a group represented by R 1 —OH or a compound obtained by adding an alkylene oxide to this alcohol is phosphorylated by a known method using a phosphorylating agent, An alkylene oxide may be further reacted with the remaining hydroxyl group. Examples of the phosphorylating agent include diphosphorus pentoxide, orthophosphoric acid, polyphosphoric acid and the like. In the phosphoric esterification, it is preferable to add hypophosphorous acid as a decolorizing agent or coloring inhibitor.
[0017]
When the lubricant of the present invention is oil-soluble, it is preferably 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, based on a lubricating base oil composed of mineral oil, synthetic oil, fat or the like. Have been used. When used in addition to grease, it is preferably used in an amount of 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight based on the base grease. In the case of water-solubility, it is used by blending with water in an amount of preferably 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight.
[0018]
Mineral oil is separated from natural crude oil, and is produced by appropriately distilling and refining it. Mineral oil is mainly composed of hydrocarbons (many are paraffins) and contains other naphthenes and aromatics. Base oils that have been purified by hydrorefining, solvent dewaxing, solvent extraction, solvent dewaxing, hydrodewaxing, catalytic dewaxing, hydrocracking, alkaline distillation, sulfuric acid washing, clay treatment, etc. are also preferably used. be able to.
Synthetic oil is a chemically synthesized lubricating oil such as poly-α-olefin, polyisobutylene (polybutene), diester, polyol ester, phosphate ester, silicate ester, polyalkylene glycol, poly Examples include phenyl ether, silicone, fluorinated compound, alkylbenzene and the like. Among these, poly-α-olefin, polyisobutylene (polybutene), diester, polyol ester, polyalkylene glycol and the like can be used for general purposes.
Examples of the oils and fats include linseed oil, eno oil, jute oil, olive oil, cacao oil, kapok oil, white mustard oil, sesame oil, rice bran oil, safflower oil, shea nut oil, cinnakiri oil, soybean oil, tea seed oil, camellia oil , Corn oil, rapeseed oil, palm oil, palm kernel oil, castor oil, sunflower oil, cottonseed oil, coconut oil, tree wax, peanut oil and other vegetable oils, horse fat, beef tallow, beef leg fat, beef tallow, tallow, Examples thereof include animal fats such as goat fat, sheep fat, milk fat, fish oil, whale oil, and hydrogenated products thereof.
[0019]
Further, when used as a grease, it is added to a base grease obtained by adding a thickener to a base oil made of mineral oil, synthetic oil or the like. Examples of the thickener include organic non-soap such as soap or complex soap thickener, terephthalate thickener, urea thickener, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymer, etc. Examples thereof include a system thickener and an inorganic non-soap thickener.
[0020]
The lubricant of the present invention includes other lubricants such as oiliness agents, friction modifiers, extreme pressure agents, antioxidants, detergents, dispersants, viscosity index improvers, antifoaming agents, rust inhibitors, pour point depressants. Can be used in combination with agents, emulsifiers, surfactants, rust inhibitors, preservatives, and the like.
Examples of oily agents include capric acid, caproic acid, pelargonic acid, caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, behenic acid, linoleic acid, linolenic acid, ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid, etc. Fatty acids; carboxylic acids such as dimer acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid; alcohols such as lauryl alcohol, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol; Examples thereof include amines such as laurylamine, myristylamine, palmitylamine, stearylamine, and oleylamine; amides such as laurylamide, myristylamide, palmitylamide, stearylamine, and oleylamine.
[0021]
Examples of friction modifiers include capric acid (mono, di, tri) glycerides, caproic acid (mono, di, tri) glycerides, caprylic acid (mono, di, tri) glycerides, lauric acid (mono, di, tri) glycerides , Myristic acid (mono, di, tri) glycerides, palmitic acid (mono, di, tri) glycerides, stearic acid (mono, di, tri) glycerides, oleic acid (mono, di, tri) glycerides, ricinoleic acid or 12- Esters such as hydroxystearic acid polycondensates, metal salts such as sulfurized oxymolybdenum dialkyldithiocarbamate, sulfurized oxymolybdenum dialkyldithiophosphate, zinc dialkyldithiophosphate, zinc dialkyldithiocarbamate, (poly) glycerin oleyl ether, (poly) glycerin Lauri Such as ether (poly) glycerin ether. Some of these compounds have antioxidant performance.
[0022]
Examples of extreme pressure agents include sulfurized olefin, sulfurized paraffin, sulfurized polyolefin, sulfurized lard, sulfurized fish oil, sulfurized whale oil, sulfurized soybean oil, sulfurized pinene oil, sulfurized phenol, sulfurized alkylphenol, sulfurized fatty acid, dialkyl polysulfide, dibenzyl disulfide, diphenyl. Sulfur compounds such as disulfide, polyphenylene sulfide, alkyl mercaptan, alkyl sulfonic acid, dithiocarbamic acid ester, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole derivative, thiuram disulfide, dialkyl dithiophosphoric acid dimer; butyl (thio, Dithio) phosphate or phosphite, hexyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, octyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, 2-ethylhexyl (thio, dithio) E) Phosphate or phosphite, nonyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, decyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, lauryl (thio, dithio) phosphate or phosphite, myristyl (thio, dithio) phosphate or phosphite , Palmityl (thio, dithio) phosphate or phosphite, stearyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, oleyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, phenyl (thio, dithio) phosphate or phosphite, cresyl (thio, dithio ) (Thio, dithio) phosphoric acid or phosphorous acid compounds such as phosphate or phosphite. Some of these compounds have antioxidant performance.
[0023]
Examples of the antioxidant include 2,6-di-tert.-butylphenol, 2,6-di-tert.-butyl-p-cresol, 2,6-di-tert.-butyl-4-ethylphenol, 2 , 4-dimethyl-6-tert.-butylphenol, 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert.-butylphenol), 4,4′-bis (2,6-di-tert.-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert.-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-ethyl-6-tert.-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6) -Tert.-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-cyclohexylphenol), 2,6-bis (2'-hydroxy-3'-tert.-butyl) -5'-methylbenzyl) 4-methylphenol, 3-tert.-butyl-4-hydroxyanisole, 2-tert.-butyl-4-hydroxyanisole, 3- (3,5-di-tert.-butyl- 4-Hydroxyphenyl) octyl propionate, 3- (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl) oleyl propionate, 3- (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl) ) Dodecyl propionate, octyl 3- (3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate, oleyl 3- (3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate , Dodecyl 3- (3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate, 4,4 ′ Thiobis (3-methyl-6-tert.-butylphenol), 4,4′-thiobis (2-methyl-6-tert.-butylphenol), 2,2′-thiobis (4-methyl-6-tert.-butylphenol) ), 2,6-di-tert. -Butyl- [alpha] -dimethylamino-p-cresol, 2,6-di-tert. -Butyl-4 (N, N'-dimethylaminomethylphenol), bis (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl) sulfide, tris {(3,5-di-tert.-butyl- 4-hydroxyphenyl) propionyl-oxyethyl} isocyanurate, tris (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3
[0024]
Naphthylamine antioxidants such as 1-naphthylamine, phenyl-1-naphthylamine, p-octylphenyl-1-naphthylamine, p-nonylphenyl-1-naphthylamine, p-dodecylphenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine; N, N′-diisopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-diisobutyl-p-phenylenediamine, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-β-naphthyl-p-phenylene Diamine, N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N-cyclohexyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, dioctyl -P-phenylenediamine, phenylhexyl-p-ph Nirenjiamin, phenylenediamine-based antioxidants such as phenyl-octyl -p- phenylenediamine; dipyridylamine, diphenylamine, p, p'-di -n- butyl diphenylamine, p, p'-di-tert.. -Butyldiphenylamine, p, p'-di-tert. -Pentyldiphenylamine, p, p'-dinonyldiphenylamine, p, p'-didecyldiphenylamine, p, p'-didodecyldiphenylamine, p, p'-distyryldiphenylamine, p, p'-dimethoxydiphenylamine, 4, Examples thereof include diphenylamine antioxidants such as 4′-bis (4-α, α-dimethylbenzoyl) diphenylamine and p-isopropoxydiphenylamine.
[0025]
Examples of the sulfur-based antioxidant include dioctyl thiodipropionate, didecyl thiodipropionate, dilauryl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, Dimyristylthiodipropionate, distearyl-β, β′-thiodibutyrate, (3-octylthiopropionic acid) pentaerythritol tetraester, (3-decylthiopropionic acid) pentaerythritol tetraester, (3-laurylthio (Propionic acid) pentaerythritol tetraester, (3-stearylthiopropionic acid) pentaerythritol tetraester, (3-oleylthiopropionic acid) pentaerythritol tetraester, 2-mercaptoben Imidazole, 2-mercaptomethyl benzimidazole, 2-benzimidazole disulfide, dilauryl sulfide, Ami thioglycolate, and the like.
Examples of the metal salt antioxidant include nickel dithiocarbamate, zinc-2-mercaptobenzimidazole and the like.
[0026]
Examples of the detergent or rust preventive agent include calcium sulfonate, calcium phenate, calcium salicylate, magnesium sulfonate, magnesium phenate, magnesium salicylate, barium sulfonate, barium phenate, barium salicylate, and oxidized wax calcium salt. Examples of the dispersant include polyalkenyl succinic acid monoimide or bisimide, polyalkenyl succinic acid monoimide or bisimide boric acid modified product, polyalkenyl succinic acid ester, benzylamine and the like. Examples of the viscosity index improver include poly (meth) acrylate, polyisobutylene, polystyrene, ethylene-propylene copolymer, styrene-isobutylene copolymer, and the like.
[0027]
Examples of the surfactant include polyethylene glycol, polyethylene glycol monoalkyl (aryl) ether, polyethylene glycol dialkyl (aryl) ether, polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer, polyol ester, polyether polyol, alkanolamide, and alkylbenzene sulfonic acid. Petroleum sulfonates and the like, and these surfactants may also act as oily agents or emulsifiers.
[0028]
The lubricant of the present invention can be used by adding to a lubricating oil for any application. For example, industrial lubricating oil, turbine oil, machine oil, bearing oil, compressor oil, hydraulic oil, hydraulic oil, internal combustion engine oil, refrigerating machine oil, gear oil, automatic transmission oil (ATF), continuously variable continuously variable transmission Examples include oil for use (CVT oil), transaxle fluid, and metalworking oil. It can also be used by adding to various greases such as plain bearings, rolling bearings, gears, universal joints, torque limiters, constant velocity joints for automobiles (CVJ), ball joints, wheel bearings, constant speed gears, and transmission gears. .
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following examples, parts and% are based on weight unless otherwise specified.
(Production Example 1)
1 mol of diphosphorus pentoxide is gradually added to 3 mol of 2-ethylhexanol at 100 ° C. or less, and after aging at 60 to 100 ° C. for 2 hours, 3 mol of water is added for hydrolysis, and an acidic phosphate ester Got. The ratio of monoester to diester of this acidic phosphate ester was 1: 1. 3 mol of ethylene oxide was added to the obtained acidic phosphate ester at 80 to 150 ° C. in an autoclave and aged at the same temperature for 2 hours to obtain the lubricant 1 of the present invention (the product 1 of the present invention).
Thereafter, the respective lubricants (present invention 2 to present invention 26) shown in Tables 1 and 2 were produced in the same manner. Inventive products 1 to 7 and 19 to 23 are reference examples.
[0030]
[Table 1]
Figure 0004209987
[0031]
[Table 2]
Figure 0004209987
[0032]
In the table, (EO), (PO), and (BO) represent an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group, respectively, and (EO)-(PO) represents these block polymerizations, (EO) / ( PO) represents these random polymerizations.
[0033]
(Example 1: Oil-soluble lubricant)
Using the lubricant of the present invention (the present invention 1 to the present invention 18) and the comparative product 1 to the comparative product 6, immerse the cast iron test piece in half in each of these lubricants and heat at 100 ° C. for 3 hours. Thereafter, the surface condition of the test piece was visually observed to evaluate the corrosivity of each lubricant.
Next, a lubricant and a comparative product of the present invention, mineral oil were dissolved 3% relative (kinematic viscosity 18.3 mm 2 / s at 4.1mm 2 / s, 40 ℃ at 100 ° C.), high-speed four-ball The load carrying capacity was evaluated by measuring the wear scar diameter with a testing machine. The measurement conditions were a load of 141 kg, 158 kg, and 178 kg, room temperature, a rotational speed of 1,500 rpm, and a time of 10 seconds.
These evaluation results are shown in Table 3.
[0034]
[Table 3]
Figure 0004209987
[0035]
(Example 2: Water-soluble lubricant)
Using the lubricant of the present invention (the present invention product 19 to the present product product 26) and the comparative product 7 to the comparative product 8, each of these lubricants was dissolved 3% in water and was worn by a high-speed four-ball tester. The load bearing capacity was evaluated by measuring the scar diameter. The measurement conditions were loads of 100 kg, 126 kg, and 141 kg, room temperature, rotation speed of 1,500 rpm, and time of 10 seconds. Further, a corrosion test was conducted in the same manner as in Example 1.
These evaluation results are shown in Table 4.
[0036]
[Table 4]
Figure 0004209987
[0037]
【The invention's effect】
The effect of the present invention is to provide a phosphorus-based lubricant having almost no corrosion on metal and having excellent extreme pressure by using a phosphate ester modified with alkylene oxide.

Claims (3)

下記の一般式(1)
Figure 0004209987
(式中、R、R及びRは炭化水素基を表わし、mは0又は1以上の数を表わし、kは1以上の数を表わし、nは1〜2の数を表わす。)で表わされる潤滑剤であって、
が、下記の一般式(2)
Figure 0004209987
(式中、R 及びR は炭素数4以上の鎖状炭化水素基を表わし、pは1以上の数を表わす。)で表わされる炭化水素基である潤滑剤。
The following general formula (1)
Figure 0004209987
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrocarbon group, m represents 0 or a number of 1 or more, k represents a number of 1 or more, and n represents a number of 1 to 2) A lubricant represented by :
R 1 is represented by the following general formula (2)
Figure 0004209987
(Wherein R 4 and R 5 represent a chain hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms, and p represents a number of 1 or more).
及びRが、炭素数4〜20のアルキル基である請求項に記載の潤滑剤。The lubricant according to claim 1 , wherein R 4 and R 5 are alkyl groups having 4 to 20 carbon atoms. が、2−ブチルオクチル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−ヘキシルドデシル、2−オクチルデシル、2−オクチルドデシル、2−オクチルテトラデシル、2−デシルドデシル、2−デシルテトラデシル、2−デシルヘキサデシル、2−ドデシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、2−ドデシルオクタデシル、2−テトラデシルオクタデシル、2−テトラデシルイコシル、2−ヘキサデシルオクタデシル又は2−ヘキサデシルイコシルである請求項に記載の潤滑剤。R 1 is 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-octyldodecyl, 2-octyltetradecyl, 2-decyldodecyl, 2 -Decyltetradecyl, 2-decylhexadecyl, 2-dodecyltetradecyl, 2-dodecylhexadecyl, 2-dodecyloctadecyl, 2-tetradecyloctadecyl, 2-tetradecylicosyl, 2-hexadecyloctadecyl or 2-hexa The lubricant according to claim 1 , which is decylicosyl.
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