JPH04164046A

JPH04164046A - 三級脂肪酸エステルおよび潤滑油

Info

Publication number: JPH04164046A
Application number: JP2288448A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Tsuruoka; 鶴岡　邦明; Hitoshi Kobashi; 小橋　仁
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1992-06-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は三級脂肪酸、二塩基酸を原料混合酸として用い
、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２’　
、２’　−ジメチル−３′−ヒドロキシプロピオネート
を原料アルコールとして用いた三級脂肪酸エステル、お
よびこの三級脂肪酸エステルを含有する潤滑油に関する
。

［従来の技術］ネオペンチルポリオールエステルは、航空機のタービン
エンジン油、自動車のエンジン油等、優れた酸化安定性
が要求される機械の潤滑油基油、または添加剤として使
用されてきた。

しかし、近年の機械の高性能化による使用温度の上昇、
また潤滑油のロングドレイン指向等にともない、ネオペ
ンチルポリオールエステルではその酸化安定性が不十分
となってきた。

米国特許第３，１１５，５１９号明細書には、ない三級
脂肪酸とのエステルが開示されている。

このエステルは三級脂肪酸でない同一炭素数の脂肪酸よ
り得られるネオペンチルポリオールニスチルに比べ、酸
化安定性は優れているが、粘度指数が低い。

米国特許第３，２８２，９７１号明細書には、直鎖脂肪
酸と三級脂肪酸の混合脂肪酸とネオペンチルポリオール
とのエステルが開示されている。

このエステルは粘度指数は改善されるが、直鎖脂肪酸を
含まないエステルに比べて酸化安定性が劣っている。

米国特許第３，３４１，５７４号明細書には、２．２−
ジメチルペンタン酸とアゼライン酸とネオペンチルグリ
コールとのエステルが開示されている。このエステルは
粘度指数は向上しているが、酸化安定性が劣っている。

このように三級脂肪酸を用いたネオペンチルポリオール
エステルでは高温で運転される機械、ロングドレインが
要求される機械等の潤滑油基油または添加剤として十分
に使用できる酸化安定性を有しているが、粘度指数の低
い欠点がある。

［発明が解決しようとするｌ！題ココ本発明、酸化安定性を損なうことなく三級脂肪酸を用
いたエステルの粘度指数を改良した三級脂肪酸エステル
およびそれを含有する潤滑油を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明は、下記の一般式［Ｉ１で示される三級脂肪酸７
０モル％〜１００モル％と炭素数４〜８の二塩基酸０モ
ル％〜３０モル％からなる混合酸と下記の式［■コで示
される２、２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２
’　、２’　−ジメチル−３′−ヒドロキシプロピオネ
ートより得られる三級脂肪酸エステルである。

Ｒ−Ｃ−ＣＯＯＨ［Ｉコ（式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基、Ｒ１およびＲ
″は炭素数１〜２のアルキル基であり、Ｒ２Ｒ１および
Ｒ２の合計炭素数は８以下である。）本発明に用いる一
般式［Ｉ］で示される三級脂肪酸としては、２，２−ジ
メチルプロパン酸、２゜２−ジメチルブタン酸、２，２
−ジメチルペンタン酸、２，２−ジメチルヘキサン酸、
２，２−ジメチルへブタン酸、２，２−ジメチルオクタ
ン酸。

２−メチル−２−エチルブタン酸、２−メチル−２−エ
チルペンタン酸、２−エチル−２，３，３−トリメチル
ブタン酸、２，２，３．３−テトラメチルペンタン酸、
２，２，３．４−テトラメチルペンタン酸等が挙げられ
る。これらの三級脂肪酸は単独で使用してもよいし、２
種類以上を混合使用してもよい。とくに一般式［Ｉ］に
おけるＲの炭素数が２または３のものが好ましい。Ｒ，
Ｒ”およびＲ２の合計炭素数が８を越えるとメチレン基
由来の水素原子の数が多くなるので良好な酸化安定性を
有する三級脂肪酸エステルを得ることができない。

本発明に用いる炭素数４〜８の二塩基酸としては、コハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン
酸、２，２−ジメチルコハク酸、２．３−ジメチルコハ
ク酸、２，２−ジメチルグルタル酸、３，３−ジメチル
グルタル酸、２，２−ジメチルアジピン酸、３．３−ジ
メチルアジピン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸が挙げられる。これらの二塩基酸は単独で使用して
もよいし、２種類以上を混合使用してもよい。炭素数が
９以上の二塩基酸では、メチレン基由来の水素原子の数
が多くなるために良好な酸化安定性を有する三級脂肪酸
エステルを得ることができない。炭素数が３以下の二塩
基酸では、高い粘度指数を有する三級脂肪酸エステルを
得ることができない。

本発明で使用する三級脂肪酸と二塩基酸の比率は、三級
脂肪酸が７０モル％〜１００モル％である。三級脂肪酸
の比率が７０モル％未満では良好な酸化安定性を得るこ
とができず、また粘度が高くなるために実用上の使用が
困難である。

本発明の三級脂肪酸エステルは、２，２−ジメチル−３
−ヒドロキシプロピル−２’　、２’　−ジメチル−３
′−ヒドロキシプロピオネートと三級脂肪酸および二塩
基酸の混合酸との通常のエステル化反応により得ること
ができる。また２、２−ジメチル−３−ヒドロキシプロ
ピル−２’　、２’−ジメチル−３′−ヒドロキシプロ
ピオネートと三級脂肪酸とを反応させ、得られた生成物
と二塩基酸とを反応させて得ることができる。また２゜
２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２′。

２′−ジメチル−３′−ヒドロキシプロピオネートと二
塩基酸とを反応させ、得られた生成物と三級脂肪酸とを
反応させて得ることもできる。

本発明における三級脂肪酸エステルは２，２−ジメチル
−３−ヒドロキシプロピル−２’　、２’−ジメチル−
３′−ヒドロキシプロピオネートと三級脂肪酸および二
塩基酸の酸クロリドとを使用して得ることもできる。

２．２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２’　、
２’　−ジメチル−３′−ヒドロキシプロピオネートの
水酸基と混合酸またはその酸クロリドのアシル基との反
応当量比は、とくに限定するものではないが、得られる
三級脂肪酸エステルの水酸基価が高すぎると粘度指数が
低下する場合があるので、一般に水酸基１当量に対して
、アシル基０、ｇ当量以上とするのが好ましい。

本発明により得られる三級脂肪酸エステルは、エステル
化反応ののちにアルカリ水洗、水洗、蒸留、吸着処理な
どの一般の精製工程によって精製することができる。酸
化安定性の点からは精製したのちの酸価は１ｍｇＫＯＨ
／ｇ以下、水酸基価は４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるこ
とが好ましい。

また酸クロリドを使用した場合、生成する塩素が多量に
残存すると腐食の原因となるので、精製により塩素濃度
を１０ｐｐｍ以下とするのが望ましい。

本発明により得られた三級脂肪酸エステルは、潤滑油と
して単独で使用してもよいし、また鉱物油、ポリ−α−
オレフィン、ジエステル、ネオペンチルポリオールエス
テル、ポリフェニルエーテル、ふっ素化炭化水素、リン
酸エステル、シリコーン油等の他の油と混合して使用し
てもよい。

また１本発明の三級脂肪酸エステルは通常用いられる耐
加重添加剤、油性剤、酸化防止剤、清浄分散剤、消泡剤
、防錆剤、抗乳化剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤等
の各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。

［発明の効果コ本発明により得られる三級脂肪酸エステルは優れた酸化
安定性を有し、かつ高い粘度指数を有している。

したがって、これらの性能が要求されるエンジン油基油
に使用でき、とくに高性能エンジンのエンジン油基油、
ロングドレインエンジンのエンジン油基油に適している
。

またグリース基油、電気絶縁油、冷凍機油、作動油、コ
ンプレッサー油、熱媒体等にも使用することができる。

本発明の三級脂肪酸エステルは従来から知られている各
種の添加剤を添加しても十分にその効果を発揮できるも
のである。

［実施例］本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

エステルの合成ＩＱの攪拌機付きガラス製四つロフラスコに温度計、窒
素吹き込み管および冷却管を付けた懸垂管を付し、表１
に示した組成の原料５００ｇとエステル化触媒としてｐ
−トルエンスルホン酸１゜５ｇを入れて２００℃で２４
時間反応させた。反応生成物を５％水酸化カリウム水溶
液で洗い、水洗をしたのち、９５℃、２０　ｍ　ｍ　Ｈ
ｇで１時間脱水をし、さらに濾過を行なってエステルＮ
００１〜Ｎｏ、１９　（Ｎｏ、６．Ｎｏ、１５、Ｎｏ、
１６を除く）を得た。

水酸基とアシル基の当量比は、１．Ｏ：１．５である。

酸クロリドを使用する合成は以下のように行なった・酸クロリドの合成１Ｑの攪拌機付きガラス製四つロフラスコに温度計、冷
却管および滴下漏斗を付け、混合酸を四つロフラスコに
入れ、三塩化リンを４０℃で１時間にわたり均等に滴下
し、同温度に３時間保った。

反応生成物を１時間静置したのち上層を分離し、蒸留し
て酸クロリドを得た。

混合酸と三塩化リンを１．ＯＯ：１．３５当量比で合計
５００ｇを用いて合成を行なった。

酸クロリドを使用するエステルの合成ＩＱの攪拌機付きガラス製四つロフラスコに温度計、冷
却管および滴下漏斗を付け、トルエン２００ｇとアルコ
ールを四つロフラスコに入れ、混合酸クロリドを８０℃
で１時間にわたり均等に滴下し、同温度に６時間保った
。アルコールと混合酸クロリドは合計４５０ｇ用いて合
成を行った。

得られた反応生成物を上記方法と同様に精製してエステ
ルＮｏ、６．Ｎｏ、１５．Ｎｏ、１６を得た。

水酸基とアシル基の当量比は、１．０：１．１である。

表１に各試料の酸価、水酸基価、４０’Ｃの粘度および
粘度指数を示した。

表１中、Ｎ５は２，２−ジメチルプロパン酸（シェル化
学（株）製）、Ｎ６は２，２−ジメチルブタン酸（シェ
ル化学（株）製）、Ｎ７は２゜２−ジメチルペンタン酸
（シェル化学（株）製）、Ｎ７Ｅは２−メチル−２−エ
チルブタン酸（シェル化学（株）Ｎ）、Ｎ９は２，２−
ジメチルへブタン酸（シェル化学（株）製）、Ｎ１０は
２，２−ジメチルオクタン酸（シェル化学（株）製）、
Ｃ７はｎ−へブタン酸（東洋合成工業（株）製）、Ｄ３
はマロン酸（片山化学工業（株）製）、Ｄ４はコハク酸
（片山化学工業（株）製）、Ｄ８はスペリン酸（和光純
薬工業（株）−１１ｉ９）　、　Ｄ９はアゼライン酸（
片山化学工業（株）製）を示す。またＥＧは２，２−ジ
メチル−３−ヒドロキシプロピル−２’　、２’−ジメ
チル−３′−ヒドロキシプロピオネート（三菱瓦斯化学
（株）製）、ＮＰＧはネオペンチルグリコール（広栄化
学工業（株）製）、ＴＮＰ’はトリメチロールプロパン
（広栄化学工業（株）製）、ＰＥはペンタエリスリトー
ル（広栄化学工業（株）製）を示す。

酸化安定性試験エステルＮｏ、１〜Ｎｏ、１９の酸化安定性試験をＪＩ
Ｓ　　Ｋ　　２５１４　　（１９８０）３−２内燃機関
用潤滑油酸化安定性試験に基づいて行ない、全酸価変化
と粘度変化を求めた。

表２に結果を示した。

表２表１、表２に示したように本発明エステルＮ。

１〜Ｎｏ、９は優れた酸化安定性、高い粘度指数を有し
ている。本発明の範囲外のエステルＮｏ。

１０〜Ｎｏ、１９は酸化安定性、粘度指数のいずれかが
劣っている。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例で得られた本発明のエステルＮｏ。４の赤外１ｇｒ！Ａ収スペクトル図、図２は本発明のエ
ステルＮｏ、４の核磁気共鳴吸収スペクトル図である。特許呂願人　　日本油脂株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、下記の一般式［ I ］で示される三級脂肪酸７０モ
ル％〜１００モル％と炭素数４〜８の二塩基酸０モル％
〜３０モル％からなる混合酸と下記の式［II］で示され
る２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２′，
２′−ジメチル−３′−ヒドロキシプロピオネートより
得られる三級脂肪酸エステル。 ▲数式、化学式、表等があります▼［ I ］（式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基、Ｒ＾１および
Ｒ＾２は炭素数１〜２のアルキル基であり、Ｒ、Ｒ＾１
およびＲ＾２の合計炭素数は８以下である。）▲数式、
化学式、表等があります▼［II］２、請求項１記載の三級脂肪酸エステルを含有する潤滑
油。