JP5427258B2 - 潤滑油用基油および潤滑油組成物 - Google Patents
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しかしながら、水溶性が良好とされる多くのポリエーテル系基油として1〜8価の脂肪族アルコールのエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加物の末端の水酸基をアルキル基で封鎖したポリエーテル(例えば特許文献1)が知られているが、潤滑性が不足している。
優れた水溶性と潤滑性を両立できるものとしては、HLBが8.5以上の親水性で、1〜3価のアルコールにアルキレンオキサイドとテトラヒドロフラン(THF)を付加した後に末端をアルキル基で封鎖したポリエーテルを潤滑油用基油として提案されている(特許文献2)。
また、潤滑性に優れる潤滑油用基油は使用時に泡立ちやすく、形成された泡が消えにくいことで潤滑性の低下や切削油の劣化を促進するといった課題がある。そのため、水溶性や潤滑性と併せて抑泡性の高いものが求められている
しかし、含水潤滑油の高性能化に伴い、従来の基油よりさらに高い潤滑性を求められるようになってきたため、高い水溶性や抑泡性を維持することは困難となってきた。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表され、HLBが7.0〜11.0であり、かつ数平均分子量が1,000〜6,000である3〜6価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(A)を必須成分として含有することを特徴とする潤滑油用基油;およびこの潤滑油用基油と水を必須成分として含む潤滑油組成物である。
このような3〜6価の多価アルコールとしては、例えば3価のものとして、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、2−エチル−1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、2,4−ジメチル−2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキサントリオール、4−プロピル−3,4,5−ヘプタントリオール、1,3,5−シクロヘキサントリオール、ペンタメチルグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
4価のものとして、1,2,3,4−ブタンテトラオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、リボース、アラビノース、キシロース、リキソースなどが挙げられる。
5価のものとして、アラビトール、キシリトール、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、アロース、グロース、イドース、タロースなどが挙げられる。
6価のものとして、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ガラクチトール、マンニトール、アリトール、イジトール、タリトール、イノシトール、クエルシトールなどが挙げられる。
油膜強度、抑泡性および潤滑性向上の観点から、多価アルコールのうち、3〜6価アルコールが本発明の潤滑油用基油として好適に用いられる。
オキシブチレン基としては1,2−、2,3−、1,3−、1,4−、およびイソブチレン基が挙げられる。1,4−ブチレン基であることが好ましい。
nはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し、通常4〜70、好ましくは6〜60、さらに好ましくは8〜40の数である。
一方、末端には、抑泡性の観点から、オキシプロピレン基(A3O)をブロック状に付加してもよい。
0.3未満では潤滑性が悪くなり、0.7を超えると水溶性が悪くなる。
HLB値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
HLB=10×無機性/有機性
HLBを導き出すための有機性の値及び無機性の値については前記「界面活性剤入門」213頁に記載の表の値を用いて算出できる。
なお、本発明におけるアルキレンオキサイド付加物(A)の数平均分子量は、水酸基価から計算により算出される値である。
含水潤滑油組成物中のアルキレンオキサイド付加物(A)の濃度は特に限定されないが、実際の使用時のアルキレンオキサイド付加物(A)の濃度は、潤滑油組成物に基づいて、通常0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜5重量%、さらに好ましくは0.5〜3重量%である。
SUS製オートクレーブにペンタエリスリトール40.8部(0.3モル)とテトラヒドロフラン(以下、THFと略称する。)473部(6.6モル)およびBF3・THF錯体4.9部仕込み、耐圧滴下ロートからエチレンオキサイド(以下、EOと略称する。)243部(5.5モル)を45〜55℃で5時間かけて滴下した。その後、50℃で1時間反応させ、冷却した。さらに、NaOH水溶液を加えて中和し、減圧下で80℃まで昇温し、未反応THFを回収した。さらに、副成した塩を濾別し、本発明のペンタエリスリトールのTHF20モル/EO18モルのランダム付加物710部(A−1)を得た。水酸基価換算による数平均分子量は2400、計算によるHLBは9.0であった。
製造例1において、ペンタエリスリトールをグリセリン23部(0.25モル)に、THF仕込み量を432部(6.0モル)に、EO仕込み量を297部(6.8モル)に変える以外は製造例1と同様の操作を行い、本発明のアルキレンオキサイド付加物グリセリンのTHF20モル/EO27モルのランダム付加物680部(A−2)を製造した。水酸基価換算による数平均分子量は2700、計算によるHLBは10.1であった。
SUS製オートクレーブにグリセリン18部(0.2モル)とTHF389部(5.4モル)およびBF3・THF錯体4.9部仕込み、耐圧滴下ロートからEO282部(6.4モル)をまず45〜55℃で滴下した。次にプロピレンオキサイド(以下、POと略称する。)70部(1.2モル)を滴下し、その後、50℃で1時間反応させ、冷却した。さらに、製造例1と同様にして、中和し、未反応THFの回収、副成塩の処理を行い、本発明のグリセリンのTHF24モル/EO32モルランダム付加物のPO6モルブロック付加物710部(A−3)を得た。水酸基価換算による数平均分子量は3,580、計算によるHLBは9.3であった。
製造例1において、ペンタエリスリトールを1,4−ブタンジオール23部(0.25モル)に、THF仕込み量を504部(7.0モル)に、EO仕込み量を286部(6.5モル)に変える以外は製造例1と同様の操作を行い、比較のための1,4−ブタンジオールのTHF24モル/EO26モルランダム付加物720部(A’−1)を得た。数平均分子量は2,900、HLBは8.7であった。
製造例1において、ペンタエリスリトールの仕込み量を45部(0.33モル)に、THF仕込み量を295部(4.1モル)に、EO仕込み量を409部(9.3モル)に変える以外は製造例1と同様の操作を行い、比較のためのグリセリンのTHF12モル/EO28モルランダム付加物710部(A’−2)を得た。水酸基価換算による数平均分子量は2,200、計算によるHLBは12.7であった。
SUS製オートクレーブにグリセリン23部(0.25モル)と水酸化カリウムを0.4部(0.007モル)仕込み、130℃で0.5時間脱水を行った後、耐圧滴下ロートからEO220部(5.0モル)を150℃で6時間かけて滴下し、その後耐圧滴下ロートからPO435部(7.5モル)を150℃で6時間かけて滴下した。さらに150℃で1時間反応させ、冷却し、90%燐酸水溶液で中和を行い、未反応物や低分子量体の回収、副成塩の処理を行い、比較のためのグリセリンのEO20モル/PO30モルブロック付加物650部(A’−3)を得た。数平均分子量は2,700、HLBは10.2であった。
製造例1においてペンタエリスリトールをグリセリン64部(0.7モル)に、THF仕込み量を518部(7.2モル)に、EO仕込み量を154部(3.5モル)に変える以外は製造例1と同様の操作を行い、比較のためのグリセリンのTHF7モル/EO5モルランダム付加物550部(A’−4)を得た。水酸基価換算による数平均分子量は900、計算によるHLBは10.9であった。
製造例3においてグリセリン仕込み量を9.2部(0.1モル)に、THF仕込み量を555部(7.7モル)に、EO仕込み量を167部(3.8モル)に、PO仕込み量を87部(1.5モル)に変える以外は製造例3と同様の操作を行い、比較のためのグリセリンのTHF54モル/EO38モルランダム付加物のPO15モルブロック付加物650部(A’−5)を得た。水酸基価換算による数平均分子量は6,530、計算によるHLBは6.8であった。
上記で製造した(A−1)〜(A−3)、(A’−1)〜(A’−5)を表1に記載した重量部の水で希釈して潤滑油組成物を調整した。
(1)水溶性
配合直後の潤滑油組成物の外観を目視で観察し、水溶性を判定した。
○:均一透明
×:濁りあり
配合した潤滑油組成物100gにカプリル酸0.25g、トリエタノールアミン0.25gを加えて抑泡性の試験液を作成した。100mL栓付メスシリンダーにこれを50ml入れて約2回/秒の速度で30秒間の間上下に振った後、静置させて5分後の泡高さを測定し、抑泡性を判定した。
○:泡高さ1cm未満
×:泡高さ1cm以上
潤滑性はボール・オン・ディスクタイプの摩擦摩耗試験機(レスカ社製 フリクションプレーヤーFPR−2000)を用い、鋼球(材質:SUJ−2製)とディスク(材質:SPCC製)との点接触(荷重1kg)における摩擦係数を測定した。なお、潤滑油の近年の高性能化に伴い、摩擦係数は0.11以下のものが要望される。
回転数:50rpm
回転半径:10mm
温度:25℃
時間:2分間
一方、2価のアルコールのアルキレンオキサイド付加物を基油に用いた比較例1、および高分子量でHLBが低い3価アルコールのアルキレンオキサイド付加物を基油に用いた比較例5の潤滑油組成物は、基油の曇点が室温より低いため、配合直後でも濁り、静置すると分離するほど水溶性と、抑泡性に問題がある。また、HLBが11を超えるアルキレンオキサイド付加物の比較例2、およびブチレンオキサイドを含まないアルキレンオキサイド付加物の比較例3、数平均分子量が1,000未満のアルキレンオキサイド付加物の比較例4の潤滑油組成物は、いずれも摩擦係数が0.11を超え、潤滑性が不足する。
Claims (3)
- 下記一般式(1)で表され、HLBが7.0〜11.0であり、かつ数平均分子量が1,000〜6,000である3〜6価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(A)を必須成分として含有することを特徴とする潤滑油用基油。
- 該アルキレンオキサイド付加物(A)の式(1)中のm/(m+n+k)が0.3〜0.7である請求項1記載の潤滑油用基油。
- 請求項1または2記載の潤滑油用基油と水を必須成分として含む潤滑油組成物。
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