CN105008500A - 高温用润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
高温用润滑油组合物中配合有（A）芳香族酯和（B）粘度指数为140以上的聚α烯烃。优选的是，（A）成分的配合量以组合物总量基准计为10质量%以上且95质量%以下，（B）成分的配合量以组合物总量基准计为50质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及高温用润滑油组合物。
背景技术
制造光学用膜、食品包装用膜或者太阳能电池面板用膜等时使用的拉幅机器的内部存在有大量链条、齿轮和轴承等滑动部。可用于这些滑动部的润滑油被暴露于高温，因此润滑油的蒸发量对装置寿命产生较大影响。即，在高温的环境下，润滑油会丧失原有的粘性而成为薄膜，因此为了保持润滑性而需要抑制蒸发量。
因而，为了抑制蒸发量，将高分子且高粘度的润滑油用于高温用途。
但是，这种润滑油虽然蒸发量少，但动力损失大，作为润滑油的综合性能是不优选的。另外，这种润滑油成为薄膜而被暴露于高温下时，残渣量多，会发生固化，不仅丧失作为液体的特性，其还会成为固化淤渣而阻止润滑油的流动，结果招致滑动部的不良润滑。单纯的解决方案是增加所使用的润滑油量，但从成本方面出发或从环境方面出发均不优选。因此，作为在高温下使用的润滑油，期望的是，薄膜在高温下的蒸发量受到抑制且流动性得以长期维持。
另外，上述拉幅机器中，极端厌恶润滑油飞散至制造品中，因此要求削减所使用的润滑油量。
因而，作为这种高温用润滑油而提出了如下润滑油组合物，其含有：多元醇酯系合成油；以及，C12~C72的脂肪酸和/或具有数均分子量400以上且800以下的芳基烷基的二苯胺衍生物（参照专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-314650号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，对于上述专利文献1记载的润滑油组合物而言，其在高温下的润滑油特性不一定充分，例如在高温下固化而发生淤渣化，从而有可能引发油路的堵塞。
另外，在上述那样的拉幅机器中，为了防止装置的磨耗、实现维护的简略化，有时在滑动部使用树脂（工程塑料）。
但是，针对树脂使用了不适合的润滑油的结果，有可能引起如下故障：因油膜断裂而产生润滑不良、因仪器的破损或所使用的润滑油量的增加而导致其向周围的飞散增加。
本发明的目的在于，提供在高温且薄膜下的蒸发量受到抑制、且长期维持流动性、同时在树脂与金属的接触部的润滑性优异的高温用润滑油组合物。
用于解决问题的手段
为了解决前述课题，本发明提供如下所示的高温用润滑油组合物。
〔1〕高温用润滑油组合物，其特征在于，配合有（A）芳香族酯和（B）粘度指数为140以上的聚α烯烃。
〔2〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为10质量%以上且95质量%以下，前述（B）成分的配合量以组合物总量基准计为50质量%以下。
〔3〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为30质量%以上且80质量%以下，前述（B）成分的配合量以组合物总量基准计为40质量%以下。
〔4〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（A）成分的芳香族酯为均苯四酸酯或偏苯三酸酯，前述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为80质量%以下。
〔5〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（A）成分的芳香族酯为均苯四酸酯。
〔6〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（B）成分的100℃下的运动粘度为10mm2/s以上且400mm2/s以下。
〔7〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（B）成分为使用茂金属催化剂制造的聚α烯烃。
〔8〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，还配合（C）增稠剂，前述（C）成分的40℃运动粘度为100mm2/s以上。
〔9〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述（C）成分为质均分子量1000以上且3000以下的聚丁烯，前述（C）成分的配合量以组合物总量基准计为50质量%以下。
〔10〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，还配合有（D）含硫三嗪系抗氧化剂。
〔11〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，还配合有（E）硫代磷酸酯系抗氧化剂。
〔12〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，还配合有（F）胺系抗氧化剂。
〔13〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，该高温用润滑油组合物应用于在150℃以上的气氛下使用的树脂与金属的接触部。
〔14〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，前述树脂为工程塑料。
〔15〕高温用润滑油组合物，其特征在于，在上述高温用润滑油组合物中，该高温用润滑油组合物应用于链条、齿轮和轴承中的任一者。
根据本发明，能够提供在高温且薄膜下的蒸发量受到抑制、且长期维持流动性、同时在树脂与金属的接触部的润滑性优异的高温用润滑油组合物。
具体实施方式
本发明的高温用润滑油组合物的特征在于，配合有（A）芳香族酯和（B）粘度指数为140以上的聚α烯烃。以下进行详细说明。
（A）成分：
构成本发明的高温用润滑油组合物（以下也称为“该组合物”。）的（A）成分为芳香族酯，相当于该组合物中的基础油。
作为（A）成分的芳香族酯，例如可优选列举出均苯四酸酯、偏苯三酸酯等。其中，特别优选为均苯四酸酯。
作为均苯四酸酯，例如可优选使用以下式（1）所示那样的均苯四酸四酯。
[化1]
在式（1）的均苯四酸四酯中，R1~R4的官能团均为烃基，彼此可以相同也可以不同。另外，从抑制蒸发性和流动性的观点出发，烃基优选为碳原子数6~16的烷基，碳原子数更优选为6~10。
具体而言，作为式（1）的均苯四酸酯，可列举出均苯四酸四正辛酯、均苯四酸四（3,5,5-三甲基己基）酯、均苯四酸四（十一烷基）酯和均苯四酸四异硬脂酯等。需要说明的是，从抑制蒸发性的观点出发，烷基优选为直链结构。
该组合物中的（A）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为10质量%以上且95质量%以下、更优选为30质量%以上且80质量%以下。配合比率在该范围内时，会成为蒸发性的抑制与流动性的平衡优异的组合物。
其中，（A）成分的芳香族酯为均苯四酸酯或偏苯三酸酯时，其配合比率以组合物总量基准计特别优选为80质量%以下。
（B）成分：
构成该组合物的（B）成分为粘度指数140以上的聚α烯烃（以下也称为“PAO”。）。通过配合粘度指数为140以上的PAO，能够抑制蒸发量，并且通过抑制其与树脂表面的油膜断裂来提高破损表面压力。其中，粘度指数优选为145以上、更优选为150以上。需要说明的是，粘度指数可利用JIS K
2283的方法来测定。
作为（B）成分的粘度指数为140以上的PAO，例如可优选列举出使用茂金属催化剂制造的PAO。
PAO为α烯烃的聚合物（寡聚物），该寡聚物可以直接使用，或者进一步加氢后使用。作为单体即α烯烃的碳原子数，从粘度指数、蒸发性的观点出发，优选为6~20。例如可以使用1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯和1-十四碳烯等。作为该碳原子数，更优选为8~16，进一步优选为10~14。另外，作为PAO，从低蒸发性和节能的观点出发，优选为α烯烃的二聚体~五聚体，配合着目标性状来调整α烯烃的碳原子数及其配合比、聚合度即可。作为α烯烃的聚合催化剂，从低蒸发性和节能的观点出发，使用茂金属催化剂。
对于寡聚物的加氢而言，适合的是，通常的海绵镍、镍硅藻土等镍催化剂、钯活性炭、或者钌活性炭等贵金属催化剂等。
该组合物中的（B）成分的100℃下的运动粘度优选为10mm2/s以上且400mm2/s以下。
该组合物中的（B）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为5质量%以上且50质量%以下，更优选为10质量%以上且40质量%以下。配合比率在该范围内时，会抑制蒸发量，并且抑制树脂与金属的接触部的油膜断裂，因此成为使破损表面压力提高的组合物。
（C）成分：
相对于该组合物，优选还配合作为（C）成分的增稠剂。
作为增稠剂，例如可列举出聚丁烯、100℃下的运动粘度为100mm2/s以上的高粘度PAO、二季戊四醇酯、三季戊四醇酯、四季戊四醇酯、季戊四醇部分酯或者季戊四醇与脂肪酸的酯（聚酯）、复合酯（使直链饱和脂肪族羧酸与直链脂肪族二元羧酸与多元醇发生反应而得到的酯）、聚甲基丙烯酸酯、聚氧化烯、芳香族的聚酯（邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸的聚酯）等。
其中，通过配合聚丁烯，即使在高温下也能够有效地防止该组合物从链条、齿轮上垂落，故而优选。
作为聚丁烯，例如为利用碳原子数4的烯烃的聚合而生成的聚异丁烯和聚正丁烯的混合物，优选具有1000以上且3000以下的质均分子量（Mw）。另外，特别优选为具有1300以上且2500以下的质均分子量（Mw）的聚丁烯或聚异丁烯。还可以将由100质量%聚异丁烯或100质量%聚正丁烯制成的聚合物用作聚丁烯。
该组合物中的（C）成分的40℃运动粘度优选为100mm2/s以上。
该组合物中的（C）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为50质量%以下，更优选为30质量%以下。其中，（C）成分为质均分子量1000以上3000以下的聚丁烯时，其配合比率以组合物总量基准计特别优选为50质量%以下。
（D）成分：
相对于该组合物，优选还配合作为（D）成分的含硫三嗪系抗氧化剂。（D）成分不仅蒸发性低，通过与后述（E）成分共存，即使在高温下也会发挥出优异的抗氧化效果和抗淤渣生成效果。例如可优选列举出2,6-二叔丁基-4-（4,6-双（辛基硫基）-1,3,5-三嗪-2-基氨基）苯酚。
从上述效果的观点出发，该组合物中的（D）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为0.01质量%以上且5质量%以下，更优选为0.1质量%以上且3质量%以下。
（E）成分：
相对于该组合物，优选还配合作为（E）成分的硫代磷酸酯系抗氧化剂。（E）成分不仅蒸发性低，通过与上述（D）成分共存，即使在高温下也发挥出优异的抗氧化效果和耐磨耗性。作为硫代磷酸酯，可列举出硫代亚磷酸酯、硫代磷酸酯等，特别优选为烷基型硫代亚磷酸酯、芳基型硫代磷酸酯。例如可列举出三硫代亚磷酸三月桂酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸三壬基苯酯、以及硫代磷酸三苯酯等。
从上述效果的观点出发，该组合物中的（E）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为0.01质量%以上且10质量%以下，更优选为0.5质量%以上且5质量%以下。
（F）成分：
相对于该组合物，优选还配合作为（F）成分的胺系抗氧化剂。通过配合（F）成分，能够进一步提高抗氧化效果和抗淤渣生成效果。作为胺系抗氧化剂，例如作为二苯胺系，可列举出二苯胺、单辛基二苯胺、单壬基二苯胺、4,4’-二丁基二苯胺、4,4’-二己基二苯胺、4,4’-二辛基二苯胺、4,4’-二壬基二苯胺、四丁基二苯胺、四己基二苯胺、四辛基二苯胺、四壬基二苯胺和4,4’-双（α,α-二甲基苄基）二苯胺等。另外，作为萘胺系，可列举出α-萘胺、苯基-α-萘胺、丁基苯基-α-萘胺、己基苯基-α-萘胺、辛基苯基-α-萘胺和壬基苯基-α-萘胺等。这些之中，与萘胺系相比，二苯胺系从效果的观点出发是优选的。
从上述效果的观点出发，该组合物中的（F）成分的配合比率以组合物总量基准计优选为0.01质量%以上且10质量%以下，更优选为0.1质量%以上且5质量%以下。
在不损害本发明效果的范围内，还可以在该组合物中配合清洗分散剂、金属钝化剂、消泡剂和摩擦调节剂（以下称为FM剂）等各种添加剂。
作为清洗分散剂，被分为金属系清洗剂和无灰系分散剂。作为无灰系分散剂，可列举出数均分子量为900~3,500的具有聚丁烯基的聚丁烯琥珀酰胺、聚丁烯基苄胺、聚丁烯胺、以及它们的硼酸改性物等衍生物等。这些无灰分散剂可以单独含有或者任意组合含有多种，其配合量以组合物总量基准计优选为0.01质量%以上且10质量%以下的范围。
作为金属系清洗剂，例如可列举出碱金属（钠（Na）、钾（K）等）或碱土金属（钙（Ca）、镁（Mg）等）的磺酸盐、酚盐、水杨酸盐和环烷酸盐等。它们可以单独使用或者组合使用多种。这些金属系清洗剂的总碱值和配合量根据所要求的润滑油的性能适当选择即可。总碱值以高氯酸法计优选为500mgKOH/g以下、期望为10mgKOH以上、400mgKOH/g以下。另外，其配合量以组合物总量基准计优选为0.1质量%以上且10质量%以下的范围。
作为金属钝化剂，可列举出苯并三唑、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、噻二唑衍生物等，其配合量以组合物总量基准计优选为0.01质量%以上且3质量%以下的范围。
作为消泡剂，适合为液状硅酮，例如可以使用甲基硅酮、氟代硅酮和聚丙烯酸酯等。其配合量以组合物总量基准计优选为0.0005质量%以上且0.1质量%以下。
从增大破损表面压力的观点出发，添加FM剂时更良好。作为FM剂，具体而言，可列举出二硫代磷酸锌（ZnDTP）、二硫代氨基甲酸锌（ZnDTC）、二硫化物类、硫化烯烃类、硫化油脂类、硫化酯类、硫代碳酸酯类、以及硫代氨基甲酸酯类等含硫FM剂；亚磷酸酯类、磷酸酯类、膦酸酯类、以及它们的胺盐或金属盐等含磷FM剂；硫代亚磷酸酯类、硫代磷酸酯类、硫代膦酸酯类、二硫代有机磷酸硫化氧钼（MoDTP）、二硫代氨基甲酸硫化氧钼（MoDTC）、以及它们的胺盐或金属盐等含硫和磷的FM剂。它们可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
本发明的高温用润滑油组合物能够大幅降低高温且薄膜条件下的润滑油蒸发量，另外能够抑制淤渣的生成。进而，在150℃以上的气氛下使用的聚醚酮之类的工程塑料等树脂与金属的接触部的润滑性优异。因此，可适合地用于在高温炉、干燥炉、配电箱制造装置、化学纤维拉幅机器和树脂膜拉幅机器等中使用的链条、链条滚轮、链条传送带和轴承等。
实施例
接着，利用实施例、比较例来进一步详细说明本发明，本发明不限定于这些例子。
〔实施例1~5、比较例1~5〕
（1）试样油的制备
将以下示出的基础油和添加剂以规定量进行配合来制备润滑油组合物，作为试样油。将配合组成示于表1。
（1.1）基础油
基础油1：均苯四酸酯（A成分）
（具有碳原子数6~10的直链烷基的四酯混合物。）
基础油2：偏苯三酸酯（A成分）
（作为醇残基而具有碳原子数10的直链烷基的三酯。）
基础油3：季戊四醇酯
基础油4：使用茂金属催化剂制造的聚α烯烃（B成分）
（100℃运动粘度 15mm2/s、粘度指数 150）
基础油5：使用茂金属催化剂制造的聚α烯烃（B成分）
（100℃运动粘度 50mm2/s、粘度指数 180）
基础油6：聚α烯烃
（100℃运动粘度 10mm2/s、粘度指数 139）
基础油7：聚丁烯（C成分）
（Mw=1400）
基础油8：聚丁烯（C成分）
（Mw=2300）。
（1.2）添加剂
（1.2.1）含硫三嗪系抗氧化剂（D成分）
2,6-二叔丁基-4-（4,6-双（辛基硫基）-1,3,5-三嗪-2-基氨基）苯酚
（1.2.2）硫代磷酸酯系抗氧化剂（E成分）
三（2,4-C9~C10异烷基苯酚）硫代磷酸酯
（1.2.3）胺系抗氧化剂（F成分）
4,4’-双（α,α-二甲基苄基）二苯胺
（1.2.4）其它添加剂
金属钝化剂：苯并三唑
FM剂1（二硫代磷酸锌系）：ZnDTP
FM剂2（钼系）：MoDTP。
[表1]
。
（2）评价方法
按照以下示出的方法，针对上述各试样油进行评价。将结果示于表1。
<薄膜蒸发试验>
（蒸发率）
使用润滑油热稳定度试验（JIS K 2540）中使用的容器和恒温空气浴，将装入容器的试样油（1g）以230℃静置20小时或40小时。其后，测定试样油的蒸发量，除以最初的试样油量并用百分率进行表示，作为蒸发率（质量%）。需要说明的是，在加热中，使空气以10L/hr的流量流入恒温空气浴中。
（流动性）
在上述试验中求出蒸发率后，将容器倾斜45度并用以下基准评价残油（薄膜残渣）的流动性。
A：残油不会固结，残油在15分钟以内从容器中垂落。
B：残油部分固结，残油在15分钟后部分从容器中垂落。
C：残油固结，即使经过15分钟，内容物也不会从容器中垂落。
<摩擦・磨耗试验>
使用销盘磨耗试验机（基于JIS K7128），利用下述条件进行试样油的摩擦试验。
1）测试珠：
销材料：φ5.0mm、高度8.0mm、聚醚酮（PEK）（ビクトレックス公司制）
盘材料：φ60.0mm、厚度5.0mm、CrMo钢
2）滑动部速度：700m/min
3）表面压力：从0.5Mpa开始，每次0.5Mpa地升压
4）温度：160℃
5）测定方法：使试验销在前述测试珠上滑动，求出试验销发生破损的表面压力（MPa）。
<运动粘度>
利用JIS K 2283的方法测定润滑油组合物的40℃下的运动粘度。
〔评价结果〕
基于表1的结果，具备本发明的构成的实施例1~5的试样油自不用说在高温下的润滑性、耐磨耗性均优异，薄膜在高温下的蒸发量受到抑制，且还可长期维持流动性。因此，通过使用本发明的高温用润滑油组合物，能够延长高温装置（在烘箱内驱动的链条、轴承等）的寿命和保养期限，另外，通过降低高温装置运转所需的耗电量，对节省成本・节能也有贡献。
另一方面，比较例1中使用通常的PAO来代替（B）成分，因此蒸发性也高、破损表面压力也低。另外，比较例2中的（A）成分均苯四酸的配合率高，因此蒸发性低，但由于未配合（B）成分，因此破损表面压力低。另外，比较例3中使用偏苯三酸来作为（A）成分，但其配合率低，因此蒸发性高，由于未配合（B）成分，因此破损表面压力也低。另外，比较例4中未配合（B）成分，因此破损表面压力低，由于使用脂肪族酯来代替（A）成分，因此蒸发性特别高。进而，比较例5由于配合有（B）成分和（C）成分，因此破损表面压力提高，但使用脂肪族酯来代替（A）成分，因此蒸发性高。
Claims (15)
1.高温用润滑油组合物，其特征在于，配合有（A）芳香族酯和（B）粘度指数为140以上的聚α烯烃。
2.权利要求1所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为10质量%以上且95质量%以下，
所述（B）成分的配合量以组合物总量基准计为50质量%以下。
3.权利要求2所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为30质量%以上且80质量%以下，
所述（B）成分的配合量以组合物总量基准计为40质量%以下。
4.权利要求1~3中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（A）成分的芳香族酯为均苯四酸酯或偏苯三酸酯，所述（A）成分的配合量以组合物总量基准计为80质量%以下。
5.权利要求4所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（A）成分的芳香族酯为均苯四酸酯。
6.权利要求1~5中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（B）成分的100℃下的运动粘度为10mm2/s以上且400mm2/s以下。
7.权利要求1~6中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（B）成分为使用茂金属催化剂制造的聚α烯烃。
8.权利要求1~7中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
还配合（C）增稠剂，所述（C）成分的40℃运动粘度为100mm2/s以上。
9.权利要求8所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述（C）成分为质均分子量1000以上且3000以下的聚丁烯，所述（C）成分的配合量以组合物总量基准计为50质量%以下。
10.权利要求1~9中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
还配合有（D）含硫三嗪系抗氧化剂。
11.权利要求1~10中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
还配合有（E）硫代磷酸酯系抗氧化剂。
12.权利要求1~11中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
还配合有（F）胺系抗氧化剂。
13.权利要求1~12中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
该高温用润滑油组合物应用于在150℃以上的气氛下使用的树脂与金属的接触部。
14.权利要求13所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
所述树脂为工程塑料。
15.权利要求1~14中任一项所述的高温用润滑油组合物，其特征在于，
该高温用润滑油组合物应用于链条、齿轮和轴承中的任一者。
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