JP4769463B2 - 潤滑油基油及び潤滑油組成物 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油基油及び潤滑油組成物に関し、特に、低粘度でありながら、蒸発量が少なく、有機材との適合性に優れた潤滑油基油及び潤滑油組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関用エンジンはより省燃費型へと進み、その要求に対応するためエンジン油の粘度はさらに低粘度化している。その低粘度化に対して、従来から低粘度油と高粘度油の配合の変更で対応してきたが、低粘度油はエンジン内の高温により蒸発し易いため、使用するに従って排ガスとともに排出され、次第に粘度が上昇する結果、燃費が悪化する。このような従来のオイルの欠点を解決するため、新たに蒸発性の指標としてＮｏａｃｋ試験（ノアック試験）が導入され、その結果、低蒸発性の要求を満足する低粘度基油の利用が高まってきた。
低粘度で蒸発量が少ない潤滑油組成物としてエステル系のものが知られているが、極性が高く有機材への悪影響（膨潤）の問題がある。例えば、エンジンオイルに使用した場合、シール材などに使用されているゴムを膨潤するという問題が有り、また、流体軸受け油、含油軸受け油などに使用した場合、プラスチック材料への悪影響があるという問題があった。また、添加剤の溶解性が悪いという問題もある。
シリコーンオイルも低粘度で蒸発量が少ない潤滑油基油であるが、潤滑性が劣り、高価であるという問題がある。また、ポリα−オレフィンは、低粘度で低い蒸発性の基油として知られているが、粘度グレード４ｍｍ²／ｓ（１００℃）のものは、低粘度という点で十分ではなく、粘度グレード２ｍｍ²／ｓ（１００℃）のものは、低蒸発性という点で十分ではなかった。
さらに、特開平１０−３２４８８３号公報には、エーテル結合を有する化合物を含有し、粘度指数及び流動点を特定範囲に限定した潤滑油基油が開示されているが、さらなる省燃費性を満足させるため、さらに低粘度で蒸発量が少ない潤滑油基油が求められていた。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低粘度でありながら、蒸発量が少なく、有機材との適合性に優れた潤滑油基油及び潤滑油組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、動粘度、蒸発減量及び／又は引火点、及びアニリン点を特定範囲に限定することにより、前記の課題を解決することを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、シリコーンオイルを除く潤滑油基油であって、４０℃における動粘度が１２ｍｍ²／ｓ以下であり、Ｎｏａｃｋ試験（２５０℃、１時間）による蒸発減量が３０質量％以下及び／又は引火点が２００℃以上であり、かつアニリン点が６０℃以上である潤滑油基油を提供するものである。
また、本発明は、前記潤滑油基油に、酸化防止剤、粘度指数向上剤、清浄分散剤、摩擦低減剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、耐摩耗剤、消泡剤及び極圧剤の中から選ばれる少なくとも一種類の添加剤を配合してなる潤滑油組成物を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、製造例１で製造した化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
図２は、製造例１で製造した化合物の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の潤滑油基油は、少なくとも下記１〜３の条件を満たすことが必要である。
まず、本発明の潤滑油基油は、１．４０℃における動粘度が１２ｍｍ²／ｓ以下であることを必須とし、さらには１１ｍｍ²／ｓ以下であると好ましく、１０ｍｍ²／ｓ以下であると特に好ましい。この動粘度が、１２ｍｍ²／ｓを超えると、潤滑油基油の粘度が高くなり、充分な省燃費効果が得られない。
次に、本発明の潤滑油基油は、２．Ｎｏａｃｋ試験（２５０℃、１時間）による蒸発減量が３０質量％以下であること及び／又は引火点が第四石油類となる２００℃以上であることを必須とする。Ｎｏａｃｋ試験に関しては、さらにその蒸発減量が、２５質量％以下であると好ましく、１５質量％以下であると特に好ましい。この蒸発減量が３０質量％を超えると、基油の使用中に蒸発して減少する量が多くなり、寿命が短くなる。また、引火点に関しては、さらに２１０℃以上であると好ましく、２２０℃以上であると特に好ましい。引火点が２００℃未満であると基油の使用中に蒸発して減少する量が多くなり、寿命が短くなる。
なお、Ｎｏａｃｋ試験は、酸化分解などの影響を受け実際の蒸発性を反映しない場合がある。これは酸化防止剤の添加などで、抑制できる場合もあるが、本発明では、Ｎｏａｃｋ試験と引火点とを組み合わせることによって基油の蒸発性を特定するものである。
【０００６】
また、本発明の潤滑油基油は、３．アニリン点が６０℃以上であることを必須とし、さらには８０℃以上であると好ましく、９０〜１１０℃であると特に好ましい。アニリン点が６０℃未満であると、装置に使用されるプラスチックやゴム等の有機材を膨潤させてしまうなど、有機材への適合性が劣るからである。また、アニリン点が１１０℃を超えると、有機材が収縮してしまうことがある。
また、本発明の潤滑油基油は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３により測定した粘度指数が１００以上であると好ましく、１２０以上であるさらに好ましい。
さらに、本発明の潤滑油基油は、ＪＩＳ Ｋ ２２６５により測定した流動点が−１５℃以下であると好ましく、−２５℃以下であるさらに好ましい。
以上のような条件を満たす本発明の潤滑油基油は、炭素、水素及び酸素からなる化合物（以下、「含酸素化合物」という）を含むことが好ましい。具体例には、エーテル、エステル又はカーボネート構造を有するものが好ましく、特にエーテル化合物が好ましい。
また、エーテル化合物において、下記一般式（１）で表される化合物又はその混合物が好ましい。
Ｒ¹−Ｏ−（Ｒ²−Ｏ）_a−（Ｒ³−Ｏ）_b−（Ｒ⁴−Ｏ）_c−Ｒ⁵ （１）
式中、Ｒ¹及びＲ⁵は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜２４のアルキル基、フェニル基、又は炭素数７〜２４のアルキルアリール基を示し、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ独立に、炭素数２〜１８のアルキレン基を示し、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立に、平均値で０〜８（好ましくは、０〜５）の数を示し、ａ〜ｃの合計は０〜８（好ましくは、０〜５）である。（Ｒ²−Ｏ）、（Ｒ³−Ｏ）及び（Ｒ⁴−Ｏ）は、構成単位ごとに同一でも異なっていてもよい。
前記Ｒ¹及びＲ⁵の示すアルキル基としては、それぞれ直鎖状，分岐状，環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ヘキシル基，２−エチルヘキシル基，３，５，５−トリメチルヘキシル基，ヘプチル基，オクチル基，３，７−ジメチルオクチル基，ノニル基，２−ペンチルノニル基，デシル基，２−オクチルウンデカニル基，ドデシル基，シクロペンチル基，シクロヘキシル基などが挙げられ、特に、２−エチルヘキシル基，３，５，５−トリメチルヘキシル基，オクチル基，３，７−ジメチルオクチル基，ノニル基，２−ペンチルノニル基，デシル基，２−オクチルウンデカニル基が好ましい。
前記Ｒ¹及びＲ⁵の示すアルキルアリール基としては、それぞれアルキルフェニル基やアルキルナフチル基などが挙げられ、アルキル部位としては、前記した具体例が挙げられ、特に、オクチル基，デシル基，ドデシル基が好ましい。
前記Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴の示すアルキレン基としては、それぞれ直鎖状，分岐状，環状のいずれであってもよく、例えば、エチレン基，プロピレン基，ブチレン基，ヘキシレン基，ノニレン基，デシレン基，ドデシレン基，シクロペンチレン基，シクロヘキシレン基などが挙げられ、特に、エチレン基，プロピレン基，ブチレン基，ヘキシレン基，ノニレン基，デシレン基が好ましい。
本発明の潤滑油基油は、前記含酸素化合物に加え、種々の炭化水素化合物を含有することができる。この場合でも前記１〜３の条件を満たすことが必要である。
前記含酸素化合物と混合する炭化水素化合物としては、本発明の潤滑油基油の効果を損なわないものであれば特に限定されず、例えば、鉱油（８０ニュートラル鉱油等）、ポリα−オレフィン（粘度グレード４ｍｍ²／ｓ又は８ｍｍ²／ｓ（１００℃）等）、エチレン−プロピレン共重合物、アルキルベンゼン（プロピルベンゼン、ブチルベゼン等）などが挙げられ、特に、ポリα−オレフィンが好ましい。
ただし、本発明の潤滑油基油は、シリコーンオイルは含まない。シリコーンオイルは、上記の条件を満たしたとしても、潤滑性が劣り、高価であるためである。
また、本発明の潤滑油基油は、エンジン油の用途を始め、その用途に応じて、各種の添加剤を配合して潤滑油組成物として使用することができる。すなわち、本発明の潤滑油基油は、それ自体でも潤滑油として使用可能であるが、目的に応じて下記の添加剤を配合して潤滑油組成物とし、それぞれの用途に適合した潤滑油として使用すると好ましい。
【０００７】
添加剤としては、公知のものなど各種のものが使用可能であり、例えば、酸化防止剤として、アルキル化ジフェニルアミン，フェニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系化合物、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール，４，４'−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系化合物；粘度指数向上剤として、ポリメチルメタクリレート系，ポリイソブチレン系，エチレン−プロピレン共重合体系，スチレン−イソプレン共重合体系，スチレン−ブタジエン水添共重合体系；清浄分散剤として、アルカリ土類金属スルホネート，アルカリ土類金属フェネート，アルカリ土類金属サリチレート，アルカリ土類金属ホスホネート等の金属系清浄剤、並びにアルケニルコハク酸イミド，ベンジルアミン，アルキルポリアミン，アルケニルコハク酸エステル等の無灰系分散剤；摩擦低減剤としては、脂肪族アルコール，脂肪酸，脂肪酸エステル，脂肪族アミン，脂肪酸アミン塩，脂肪酸アミド；金属不活性化剤として、ベンゾトリアゾール，チアジアゾール，アルケニルコハク酸エステル；流動点降下剤として、ポリアルキルメタクリレート，ポリアルキルスチレン；耐摩耗剤としては、ＭｏＤＴＰ，ＭｏＤＴＣなどの有機モリブデン化合物、ＺｎＤＴＰなどの有機亜鉛化合物、アルキルメルカプチルボレートなどの有機ホウ素化合物、グラファイト，二硫化モリブデン，硫化アンチモン，ホウ素化合物，ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤系耐摩耗剤；消泡剤として、ジメチルポリシロキサン，ポリアクリレート；極圧剤として、硫化油脂，ジフェニルスルフィド，メチルトリクロロステアレート，塩素化ナフタレンなどを挙げることができる。
本発明の潤滑油基油の用途としては、例えば、内燃機関用を始め、油圧作動油、自動変速機油、手動変速機油、緩衝器油、歯車油、流体軸受油、転がり軸受油、含油軸受油、摺動面油、冷凍機油などが挙げられる。
【０００８】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、潤滑油基油単体の諸特性は、下記の方法に従って測定した。
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠して測定した（４０℃及び１００℃）。
（２）粘度指数
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠して測定した。
（３）流動点
ＪＩＳ Ｋ ２２６９に準拠して測定した。
（４）アニリン点
ＪＩＳ Ｋ ２２５６に準拠して測定した。
（５）蒸発減量
ＡＳＴＭ Ｄ ５８００（Ｎｏａｃｋ試験：２５０℃、１時間）に準拠して測定した。
（６）引火点
ＪＩＳ Ｋ ２２６５に準拠して測定した。
【０００９】
製造例１
２リットルガラス製フラスコに、２−オクチル−１−ドデカノール３００ｇ、１−ブロモオクタン３００ｇ、テトラブチルアンモニクムブロマイド３０ｇ、水酸化ナトリウム水溶液５００ｇ（水酸化ナトリウム１５０ｇを水３５０ｇに溶解したもの）を入れ、５０℃で２０時間攪拌し反応させた。
反応終了後、反応混合物を分液ロートに移し、水相をろ別し、残った有機相を水５００ミリリットルで５回洗浄した。有機相から減圧蒸留により、得られた化合物を分離した。
得られた化合物について、ガスクロマトグラフィー分析装置（分析装置：日立２６３−７０型、カラム：ジーエルサイエンス株式会社製ＯＶ−１パックドカラム（２ｍ））にて、９９％以上の純度（ピーク面積より算出）を確認し、核磁気共鳴装置（¹Ｈ−ＮＭＲ，¹³Ｃ−ＮＭＲ：日本電子株式会社製ＧＳＸ４００）にて、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。測定した¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを、それぞれ図１及び図２に示す。
【００１０】
【化１】

【００１１】
製造例２
製造例１において、２−オクチル−１−ドデカノール３００ｇの代わりに２−デシル−１−ドデカノール（９５％）３２６ｇ、１−ブロモオクタン３００ｇの代わりに１−ブロモヘプタン１９７ｇを用いた以外は同様にして反応、後処理、構造分析を行い、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。
【００１２】
【化２】

【００１３】
製造例３
製造例１において、２−オクチル−１−ドデカノール３００ｇの代わりに２−デシル−１−テトラデカノール３５４ｇ、１−ブロモオクタン３００ｇの代わりに１−ブロモペンタン２００ｇを用いた以外は同様にして反応、後処理、構造分析を行い、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。
【００１４】
【化３】

【００１５】
製造例４
製造例１において、２−オクチル−１−ドデカノール３００ｇの代わりに２−ヘキシル−１−ドデカノール（９２％）１９０ｇ、１−ブロモオクタン３００ｇの代わりに１−ブロモデカン２４４ｇを用いた以外は同様にして反応、後処理、構造分析を行い、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。
【００１６】
【化４】

【００１７】
製造例５
製造例１において、２−オクチル−１−ドデカノール３００ｇの代わりに２−ヘキシル−１−デカノール２４２ｇ、１−ブロモオクタン３００ｇの代わりに１−ブロモデカン２４４ｇを用いた以外は同様にして反応、後処理、構造分析を行い、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。
【００１８】
【化５】

【００１９】
製造例６
１リットルのガラス製フラスコに、２−ブチル−１−オクタノール２０４ｇ、１，４−ジブロモブタン１０８ｇ、テトラブチルアンモニウムブロマイド１５．６ｇ、水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム２４０ｇを水２２０ｇに溶解したもの）を入れ、７０℃で４８時間攪拌し、反応させた。その後、製造例１と同様に後処理を行ない、蒸留物５４ｇを得、構造分析を行い、以下の構造のエーテル化合物であることを確認した。
【００２０】
【化６】

【００２１】
製造例７
５００ミリリットルのガラス製フラスコに、２−ヘキシル−１−デカノール１２１ｇ、ジエチルアニリン６１ｇ、ジエチルエーテル１５０ミリリットルを加えて攪拌し、オクタノイルクロリド８２ｇを攪拌しながらゆっくりと滴下した。５時間攪拌した後、エーテル層を分離し、１０％硫酸溶液１００ミリリットルで４回洗浄し、水洗後、ボウショウで乾燥し、エーテルを留去した。
有機層を減圧蒸留し、蒸留物８２ｇを得、製造例１と同様にして構造分析を行い、以下の構造のエステル化合物であることを確認した。
【００２２】
【化７】

【００２３】
製造例８
５００ミリリットルのガラス製フラスコに、３−メチルペンタンジオール５９ｇ、ジエチルアニリン１２０ｇ、エーテル２００ミリリットルを加えて攪拌し、オクタノイルクロリド１６２ｇを攪拌しながらゆっくりと滴下した。５時間攪拌した後、エーテル層を分離し、１０％硫酸溶液１００ミリリットルで４回洗浄し、水洗後、ボウショウで乾燥し、エーテルを留去した。
有機層を減圧蒸留し、蒸留物４８ｇを得、製造例１と同様にして構造分析を行い、以下の構造のエステル化合物であることを確認した。
【００２４】
【化８】

【００２５】
実施例１
製造例１で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
実施例２
製造例２で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
実施例３
製造例３で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
実施例４
製造例４で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
実施例５
製造例５で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
実施例６
製造例６で得られた化合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
参考例１
製造例７で得られた化合物と、ポリα−オレフィン（商品名：ＨＩＴＥＣ１６４、ＥＴＨＹＬ社製）とを、質量比１：１で混合した混合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
参考例２
製造例８で得られた化合物と、ポリα−オレフィン（商品名：ＨＩＴＥＣ１６４、ＥＴＨＹＬ社製）とを、質量比２：３で混合した混合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。それらの結果を表１に示す。
比較例１
セバシン酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（東京化成工業（株）製）について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。その結果を表１に示す。
比較例２
アジピン酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（東京化成工業（株）製）について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。その結果を表１に示す。
比較例３
アジピン酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（東京化成工業（株）製）５０質量％とポリα−オレフィン（商品名：ＨＩＴＥＣ１６４、ＥＴＨＹＬ社製）５０質量％との混合物について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。その結果を表１に示す。
比較例４
ポリα−オレフィン（商品名：ＨＩＴＥＣ１６４、ＥＴＨＹＬ社製）について、上記（１）〜（６）の特性を測定した。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上詳細に説明したように、本発明の潤滑油基油及び潤滑油組成物は、低粘度であるため省燃費性に優れ、蒸発量が少ないため寿命が長く、有機材との適合性にも優れており、内燃機関用エンジン油，軸受油を始めとする各種潤滑油として有用である。

Claims (7)

1. シリコーンオイルを除く潤滑油基油であって、４０℃における動粘度が１２ｍｍ²／ｓ以下であり、Ｎｏａｃｋ試験（２５０℃、１時間）による蒸発減量が３０質量％以下及び引火点が２００℃以上であり、かつアニリン点が６０℃以上であり、
   前記潤滑油基油がエーテル化合物を含有し、該エーテル化合物が、下記一般式（１）で表される化合物又はその混合物である潤滑油基油。
   Ｒ ¹ −Ｏ−（Ｒ ² −Ｏ） _a −Ｒ ⁵ （１）
   （式中、Ｒ¹及びＲ⁵は、それぞれ独立に、炭素数１〜２４のアルキル基を示し、Ｒ ² は、炭素数２〜１８のアルキレン基を示し、ａは、平均値で０〜８の数を示す。）
2. 前記アニリン点が８０℃以上である請求項１に記載の潤滑油基油。
3. 前記引火点が２２０℃以上である請求項１に記載の潤滑油基油。
4. 前記４０℃における動粘度が１０ｍｍ²／ｓ以下である請求項１に記載の潤滑油基油。
5. 前記潤滑油基油が、さらに炭化水素化合物を含有するものである請求項１に記載の潤滑油基油。
6. 前記炭化水素化合物が、ポリα−オレフィンである請求項５に記載の潤滑油基油。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の潤滑油基油に、酸化防止剤、粘度指数向上剤、清浄分散剤、摩擦低減剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、耐摩耗剤、消泡剤及び極圧剤の中から選ばれる少なくとも一種類の添加剤を配合してなる潤滑油組成物。

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