CN107207991A - 润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种润滑油组合物,其含有在100℃的运动粘度为1~10mm2/s、%CP为70以上的润滑油基油;(A)在100℃的运动粘度的增粘效果A与在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B小于2.4,且在150℃的运动粘度的增粘效果C与在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B小于1.4,PSSI为5以下,重均分子量为10,000~500,000的聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂0.1~30质量%;和(B)摩擦调节剂0.01~2.0质量%。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油组合物。
背景技术
在现有的内燃机、变速机和其他机械装置中,为了使其工作顺利进行而使用润滑油。特别是内燃机用润滑油(机油)伴随内燃机的高性能化、高输出化、运转条件的严酷化等,被要求具有高度的性能。所以,现有的机油为了满足这样的要求性能,配合有抗磨耗剂、金属系清洁剂、无灰分散剂、抗氧化剂等各种添加剂(例如,参照下述的专利文献1~3。)。另外,最近对于润滑油的省燃料费性能的要求越来越高,高粘度指数基油的适用或各种摩擦调节剂的适用等正在进行探讨(例如,参照下述的专利文献4。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2001-279287号公报
专利文献2:日本专利特开2002-129182号公报
专利文献3:日本专利特开平08-302378号公报
专利文献4:日本专利特开平06-306384号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,现有的润滑油在省燃料费性方面不能说是充分的。
例如,作为一般的省燃料费化的方法,已知有通过降低润滑油的运动粘度和提高粘度指数(通过将低粘度基油与粘度指数提高剂的组合进行的多级别化)或配合摩擦降低剂。在低粘度化的情况下,由于润滑油或构成润滑油的基油的粘度降低,在严酷的润滑条件下(高温高剪切条件下)的润滑性能降低,有发生磨损或咬死、疲劳断裂等问题、蒸发性恶化的担忧。另外,对于摩擦降低剂的配合而言,已知有无灰系或钼系的摩擦调节剂,但一般来说要求高于这些摩擦降低剂配合油的省燃料费油。
为了防止低粘度化的问题并维持耐久性,需要提高在150℃的HTHS粘度(“HTHS粘度”又被称作“高温高剪切粘度”。),为了防止剪切导致的粘度降低,需要提高剪切稳定性。另外,为了在维持其他实用性能的同时进一步赋予省燃料费性,将150℃的HTHS粘度维持在一定水平的同时降低在40℃的运动粘度、在100℃的运动粘度和在100℃的HTHS粘度是有效的,但是,现有的润滑油中,满足全部这些要求是非常困难的。
本发明就是鉴于这样的实情而做出的发明,其目的在于提供一种在将在150℃的HTHS粘度维持在一定水平的同时,从初期起直到长期,充分降低在40℃的运动粘度和在100℃的运动粘度,并且发动机的摩擦损失降低性能优越,省燃料费性优越的润滑油组合物。
用于解决课题的方法
本发明的润滑油组合物的特征在于,包含:
在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、%CP为70以上的润滑油基油;
(A)聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂0.1~30质量%,该粘度指数提高剂中,下述式(1)所表示的在100℃的运动粘度的增粘效果A与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B小于2.4,且下述式(3)所表示的在150℃的运动粘度的增粘效果C与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B小于1.4,PSSI为5以下,重均分子量为10,000~500,000;
(B)0.01~2.0质量%的摩擦调节剂。
A=X-X0 (1)
[式(1)中,A表示该粘度指数提高剂在100℃的运动粘度的增粘效果,X表示包含作为参照基油的SK润滑油公司制加氢裂化基油YUBASE(注册商标)4与6质量%的该粘度指数提高剂的混合物在100℃的运动粘度(单位:mm2/s),X0表示上述基油在100℃的运动粘度(单位:mm2/s)。]
B=Y-Y0 (2)
[式(2)中,B表示该粘度指数提高剂在150℃的HTHS粘度的增粘效果,Y表示包含上述参照基油与6质量%的该粘度指数提高剂的混合物在150℃的HTHS粘度(单位:mPa·s),Y0表示上述参照基油在150℃的HTHS粘度(单位:mPa·s)。]
C=Z-Z0 (3)
[式(3)中,C表示该粘度指数提高剂在150℃的运动粘度的增粘效果,Z表示包含上述参照基油与6质量%的该粘度指数提高剂的混合物在150℃的运动粘度(单位:mm2/s),Z0表示上述参照基油在150℃的运动粘度(单位:mm2/s)。]
在第1实施方式中,上述润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%。
在第2实施方式中,上述润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%,上述聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂的重均分子量为10,000~400,000。
在本申请中,“在100℃的运动粘度”是指ASTM D-445中所规定的在100℃的运动粘度,“在150℃的运动粘度”是指ASTM D-445中所规定的在150℃的运动粘度。另外,“%CP”是指依照ASTM D 3238-85的方法(n-d-M环分析)求得的石蜡碳原子数相对于总碳原子数的百分比。另外,“在150℃的HTHS粘度”是指ASTM D4683中所规定的在150℃的高温高剪切粘度,“在100℃的HTHS粘度”是指在ASTM D4683中规定的在100℃的高温高剪切粘度。NOACK蒸发量是指依照ASTM D 5800测定的润滑油的蒸发量的测定值。另外,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,“聚(甲基)丙烯酸酯”是指含有丙烯酸酯单体单元和/或甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物。
上述式(1)所表示的在100℃的运动粘度的增粘效果A与上述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B是表示省燃料费性的指标之一。该比A/B高的粘度指数提高剂在想要维持在150℃的HTHS粘度的情况下,由于粘度温度特性恶化,有不能得到充分的省燃料费性能的担忧。
另外,上述式(3)所表示的在150℃的运动粘度的增粘效果C与上述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B是表示省燃料费性能的指标之一。该比C/B高的粘度指数提高剂在想要维持在150℃的HTHS粘度的情况下,由于粘度温度特性恶化,有不能得到充分的省燃料费性能的担忧。
通过含有上述特定的润滑油基油、和比A/B小于2.4且比C/B小于1.4的粘度指数提高剂,能够实现既维持在150℃的HTHS粘度又提高省燃料费性能的润滑油组合物。
上述(A)粘度指数提高剂优选重均分子量(Mw)与PSSI之比(Mw/PSSI)为1×104以上的粘度指数提高剂。
上述(B)摩擦调节剂优选为钼系摩擦调节剂。
在第1实施方式中,润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量优选为15质量%以下。
在本申请中“PSSI”是指依照ASTM D 6022-01(Standard Practice forCalculation of Permanent Shear Stability Index),基于通过ASTM D 6278-02(TestMetohd for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a EuropeanDiesel Injector Apparatus)测定的数据计算得到的聚合物的永久剪切稳定性指数(Permanent Shear Stability Index)。
另外,NOACK蒸发量是指依照ASTM D 5800测定的润滑油的蒸发量的测定值。
在第2实施方式中,润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量优选为15质量%以上,较优选20质量%以上,进一步优选25质量%以上。
在第2实施方式中,上述润滑油基油优选为在100℃的运动粘度为2.0~4.5mm2/s、%CP为85以上、在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的蜡异构化基油。
发明效果
根据本发明,能够提供既维持在150℃的HTHS粘度,又能够从初期起直到长期充分降低在40℃的运动粘度和在100℃的运动粘度,并且能够充分抑制剪切后的粘度降低的、耐久性和省燃料费性优越的润滑油组合物。
具体实施方式
以下,对本发明进行详述。需要说明的是,若无特别说明,关于数值A和B,“A~B”这样的表述是“A以上B以下”的意思。在所述表述中仅对数值B标有单位的情况下,该单位也适用于数值A。另外,“或”和“或者”的用语在没有特别说明的情况下意味着逻辑或。
<润滑油基油>
在本发明的第1实施方式中所涉及的润滑油组合物中,作为基油,使用了在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、%CP为70以上、在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%的润滑油基油(以下,称为“第1实施方式所涉及的润滑油基油”。)。
在本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物中,作为基油,使用了在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、%CP为70以上、在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的润滑油基油(以下,有时称为“第2实施方式所涉及的润滑油基油”。)。
作为第1和第2实施方式所涉及的润滑油的基油,能够列举例如将原油在常压蒸馏和/或减压蒸馏后得到的润滑油馏分通过进行选自溶剂脱沥青、溶剂萃取、加氢裂化、溶剂脱蜡、接触脱蜡、氢化纯化、硫酸清洗、白土处理等纯化处理中的1种或2种以上的组合而纯化的石蜡系矿物油、和正链烷烃系基油、异链烷烃系基油、以及这些的混合物等之中,在100℃的运动粘度为1~10mm2/s,且在250℃的NOACK蒸发量在第1实施方式中为少于15质量%的油,在第2实施方式中为15质量%以上的油。
作为第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的优选例,能够列举将以下所示基油(1)~(8)作为原料,将该原料油和/或从该原料油回收的润滑油馏分通过规定的纯化方法进行纯化,回收润滑油馏分而得到的基油。
(1)石蜡基系原油和/或混合基系原油中通过常压蒸馏得到的馏分油
(2)石蜡基系原油和/或混合基系原油中通过对常压蒸馏残渣油进行减压蒸馏得到的馏分油(WVGO)
(3)通过润滑油脱蜡工序得到的蜡(疏松石蜡等)和/或通过天然气制油(GTL)工艺等得到的合成蜡(费-托蜡、GTL蜡等)
(4)选自基油(1)~(3)中的1种或2种以上的混合油和/或该混合油的温和加氢裂化处理油
(5)选自基油(1)~(4)中的2种以上的混合油
(6)选自基油(1)、(2)、(3)、(4)或(5)的脱沥青油(DAO)
(7)基油(6)的温和加氢裂化处理油(MHC)
(8)选自基油(1)~(7)中的2种以上的混合油。
需要说明的是,作为上述规定的纯化方法,优选加氢裂化、加氢精制等氢化纯化;糠醛溶剂萃取等溶剂纯化;溶剂脱蜡或接触脱蜡等脱蜡;利用酸性白土或活性白土等的白土纯化;硫酸清洗、苛性钠清洗等药品(酸或碱)清洗等。在本发明中,可以单独进行这些纯化方法之中的1种,也可以将2种以上组合进行。另外,在将2种以上的纯化方法组合的情况下,其顺序没有特别限制,能够适当选定。
此外,作为第1和第2实施方式所涉及的润滑油的基油,特别优选对于选自上述基油(1)~(8)的基油或从该基油回收的润滑油馏分进行规定的处理而得到的下述基油(9)或(10)。
(9)将选自上述基油(1)~(8)的基油或从该基油回收的润滑油馏分加氢裂化,对于其生成物或从其生成物经蒸馏等回收的润滑油馏分进行溶剂脱蜡或接触脱蜡等脱蜡处理,或在该脱蜡处理后经蒸馏而得到的加氢裂化基油
(10)将选自上述基油(1)~(8)的基油或从该基油回收的润滑油馏分进行加氢异构化,对于其生成物或从其生成物经蒸馏等回收的润滑油馏分进行溶剂脱蜡或接触脱蜡等脱蜡处理,或在进行该脱蜡处理后经蒸馏而得到的加氢异构化基油。作为脱蜡工序优选接触脱蜡。
另外,在获得上述(9)或(10)的润滑油基油时,根据需要可在适当的阶段进一步进行溶剂纯化处理和/或加氢精制工序。
另外,在上述加氢裂化-加氢异构化中使用的催化剂没有特别限制,但优选使用具有分解活性的复合氧化物(例如,二氧化硅氧化铝,氧化铝氧化硼、二氧化硅二氧化锆等)或将该复合氧化物中的1种以上组合并用粘合剂粘合的材料作为载体,固载有具有加氢能力的金属(例如周期律表第VIb族的金属或第VIII族的金属等中的1种以上)的加氢裂化催化剂、或者在含有沸石(例如ZSM-5、β沸石、SAPO-11等)的载体上固载有包括第VIII族的金属之中的至少1种以上的具有加氢能力的金属的加氢异构化催化剂。加氢裂化催化剂和加氢异构化催化剂也可以通过叠层或混合等组合使用。
加氢裂化-加氢异构化时的反应条件没有特别限制,但优选设定为氢分压0.1~20MPa,平均反应温度150~450℃,LHSV 0.1~3.0hr-1,氢/油比50~20000scf/b。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s。另外,优选为5mm2/s以下,较优选为4.5mm2/s以下,进一步优选为4.4mm2/s以下,特别优选为4.3mm2/s以下。另一方面,该在100℃的运动粘度优选为3.5mm2/s以上,较优选为3.7mm2/s以上,进一步优选为3.9mm2/s以上,特别优选为4.0mm2/s以上。润滑油基油在100℃的运动粘度超过10mm2/s的情况下,润滑油组合物的低温粘度特性恶化,有不能得到充分的省燃料费性的担忧,在不足1mm2/s的情况下,由于在润滑部位的油膜形成不充分,所以润滑性差,或者有润滑油组合物的蒸发损失变大的担忧。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油在40℃的运动粘度优选为40mm2/s以下,较优选为30mm2/s以下,进一步优选为25mm2/s以下,特别优选为22mm2/s以下,最优选为20mm2/s以下。另一方面,该在40℃的运动粘度优选为6.0mm2/s以上,较优选为8.0mm2/s以上,进一步优选为10mm2/s以上,特别优选为12mm2/s以上,最优选为14mm2/s以上。润滑油基油在40℃的运动粘度超过40mm2/s的情况下,润滑油组合物的低温粘度特性恶化,另外有不能得到充分的省燃料费性的担忧,在低于6.0mm2/s的情况下,由于在润滑部位的油膜形成不充分,所以润滑性差,另外还有润滑油组合物的蒸发损失变大的担忧。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的粘度指数优选为100以上。在第1实施方式中,较优选为110以上,进一步优选为120以上,特别优选为125以上,最优选为130以上。在第2实施方式中,较优选为110以上,进一步优选为115以上,特别优选为120以上,最优选为122以上。若粘度指数低于100,则不仅润滑油组合物的粘度-温度特性和热-氧化稳定性、抗挥发性恶化,而且摩擦系数也有上升的倾向,另外,抗磨耗性有降低的倾向。
需要说明的是,在本申请中,粘度指数是依照JIS K 2283-1993测定的粘度指数。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油在15℃的密度(ρ15)优选为0.860以下,较优选为0.850以下,进一步优选为0.840以下,特别优选为0.835以下。
需要说明的是,在本申请中,在15℃的密度是指依照JIS K 2249-1995在15℃测定的密度。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的倾点优选为-10℃以下,较优选为-12.5℃以下,进一步优选为-15℃以下,特别优选为-17℃以下。若倾点超过上述上限值,则润滑油组合物整体的低温流动性有降低的倾向。需要说明的是,在本申请中,倾点是指依照JIS K 2269-1987测定的倾点。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中的硫成分的含量依赖于其原料的硫成分的含量。例如,在使用通过费-托反应等得到的合成蜡成分这样的实质上不含硫的原料的情况下,能够得到实质上不含硫的润滑油基油。另外,在使用在润滑油基油的纯化过程中得到的疏松石蜡或精蜡过程得到的微晶石蜡等含硫的原料的情况下,得到的润滑油基油中的硫成分通常为100质量ppm以上。在第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中,从进一步提高热-氧化稳定性和低硫化的观点出发,优选硫成分的含量为100质量ppm以下,较优选为50质量ppm以下,进一步优选10质量ppm以下,特别优选为5质量ppm以下。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中的氮成分的含量优选为7质量ppm以下,较优选为5质量ppm以下,进一步优选为3质量ppm以下。若氮成分的含量超过7质量ppm,则热-氧化稳定性有降低的倾向。需要说明的是,在本申请中,氮成分是指依照JIS K 2609-1990测定的氮成分。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的%CP为70以上,优选为80以上,较优选为85以上,在第2实施方式中进一步优选为87以上,特别优选为90以上。另外,通常为99以下,优选为95以下,进一步优选为94以下。在润滑油基油的%CP低于上述下限值的情况下,粘度-温度特性、热-氧化稳定性和摩擦特性有降低的倾向,此外,在润滑油基油中配合有添加剂的情况下,该添加剂的效果有降低的倾向。另外,若润滑油基油的%Cp超过上述上限值,则添加剂的溶解性有降低的倾向。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的%CA优选为2以下,较优选为1以下,进一步优选为0.8以下,特别优选为0.5以下。若润滑油基油的%CA超过上述上限值,则粘度-温度特性、热-氧化稳定性和省燃料费性有降低的倾向。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油的%CN为30以下,优选为4~25,在第2实施方式中较优选为5~13。若润滑油基油的%CN超过上述上限值,则粘度-温度特性、热-氧化稳定性和摩擦特性有降低的倾向。另外,若%CN低于上述下限值,则添加剂的溶解性有降低的倾向。
在本申请中,%CP、%CN和%CA分别指通过依照ASTM D 3238-85的方法(n-d-M环分析)求得的石蜡碳原子数相对于总碳原子数的百分比、环烷碳原子数相对于总碳原子数的百分比和芳香族碳原子数相对于总碳原子数的百分比。也就是说,上述%CP、%CN和%CA的优选范围是基于通过上述方法求得的值,例如即使是不含环烷成分的润滑油基油,通过上述方法求得的%CN也有可能显示超过0的值。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中的饱和成分的含量以润滑油基油总量为基准计,优选为90质量%以上,优选为95质量%以上,较优选为99质量%以上,另外,该饱和成分中的环状饱和成分所占的比例优选为40质量%以下,优选为35质量%以下,优选为30质量%以下,较优选为25质量%以下,进一步优选为21质量%以下。另外,该饱和成分中的环状饱和成分所占的比例优选为5质量%以上,较优选为10质量%以上。通过使饱和成分的含量和该饱和成分中的环状饱和成分所占的比例分别满足上述条件,能够提高粘度-温度特性和热-氧化稳定性,另外,在该润滑油基油中配合有添加剂的情况下,能够在使该添加剂在润滑油基油中保持充分稳定地溶解的同时,将该添加剂的功能以更高水平展现。此外,能够改善润滑油基油自身的摩擦特性,作为其结果,能够达成提高摩擦降低效果,进而能够达成节能性的提高。
需要说明的是,在本申请中,饱和成分是指依照ASTM D 2007-93测定的值。
另外,饱和成分的分离方法或者进行环状饱和成分、非环状饱和成分等的组成分析时,能够使用可以得到同样结果的类似的方法。例如,除了在上述ASTM D 2007-93中记载的方法以外,还可以列举在ASTM D 2425-93中记载的方法、在ASTM D 2549-91中记载的方法、利用高效液相色谱法(HPLC)的方法,或者将这些方法改良的方法等。
第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中的芳香族分以润滑油基油总量为基准计,优选为5质量%以下,较优选为4质量%以下,进一步优选为3质量%以下,特别优选为2质量%以下,另外,优选为0.1质量%以上,较优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上,特别优选为1.5质量%以上。若芳香族分的含量超过上述上限值,则粘度-温度特性、热-氧化稳定性和摩擦特性、进而抗挥发性和低温粘度特性有降低的倾向,此外,在润滑油基油中配合有添加剂的情况下,该添加剂的效果有降低的倾向。另外,虽然第1和第2实施方式所涉及的润滑油基油中可以是不含有芳香族分的油,但也能够通过将芳香族分的含量设为上述下限值以上,进一步提高添加剂的溶解性。
需要说明的是,在本申请中,芳香族分是指依照ASTM D 2007-93测定的值。芳香族分中,除了通常含有烷基苯、烷基萘以外,还包含蒽、菲和这些的烷基化物,进而还包含有苯环以四环以上缩环而形成的化合物、吡啶类、喹啉类、苯酚类、萘酚类等具有杂原子的芳香族化合物等。
作为第1和第2实施方式所涉及的润滑油的基油,可以使用合成系基油。作为合成系基油,可以列举在100℃的运动粘度为1~10mm2/s、且在250℃的NOACK蒸发量在第1实施方式中为少于15质量%、在第2实施方式中为15质量%以上的聚α-烯烃及其氢化物、异丁烯低聚物及其氢化物、异构石蜡、烷基苯、烷基萘、二酯(双十三烷基戊二酸酯、双-2-乙基己基己二酸酯、双异癸基己二酸酯、双十三烷基己二酸酯、双-2-乙基己基癸二酸酯等)、多醇酯(三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等)、聚氧化烯二醇、二烷基二苯基醚、聚苯醚、以及这些的混合物等,其中,优选聚α-烯烃。作为聚α-烯烃,典型的可以列举碳原子数2~32、优选碳原子数6~16的α-烯烃的低聚物或共聚低聚物(1-辛烯低聚物,癸烯低聚物,乙烯-丙烯共聚低聚物等)和这些的加氢生成物。
聚α-烯烃的制法没有特别限制,但可以列举例如在包含三氯化铝或三氟化硼与水、醇(乙醇、丙醇、丁醇等)、与羧酸或酯的配位化合物的弗瑞德-克来福特催化剂这样的聚合催化剂的存在下,将α-烯烃聚合的方法。
第2实施方式所涉及的润滑油基油在上述例示的各种基油之中优选蜡异构化基油。蜡异构化基油是广泛地指将石油系蜡等蜡进行了异构化的物质,在本发明中能够使用任意的满足下述性状的蜡异构化基油。另外,蜡异构化基油可以是2种以上的蜡异构化基油的混合物,在为混合物的情况下,该混合物满足下述性状即可。
蜡异构化基油在100℃的运动粘度优选为2.0mm2/s以上,较优选为2.3mm2/s以上,进一步优选为2.5mm2/s以上。通过使其在100℃的运动粘度为2.0mm2/s以上,能够确保充分的润滑性,另外能够抑制润滑油基油的蒸发损失。
另一方面,在100℃的运动粘度优选为4.5mm2/s以下,较优选为4.2mm2/s以下,进一步优选为4.0mm2/s以下。通过使其在100℃的运动粘度为4.5mm2/s以下,能够得到低温粘度特性优越的润滑油组合物。
作为蜡异构化基油,优选为选自在100℃的运动粘度为2.0mm2/s以上且低于3.3mm2/s,并且粘度指数在110以上的轻质基油中的1种以上、与选自在100℃的运动粘度为3.3mm2/s以上且低于4.5mm2/s,并且粘度指数在125以上的中粘度基油的1种以上的组合。
例如,上述轻质基油和上述中粘度基油各自可以是单独的基油,也可以是与其他基油的混合物。
蜡异构化基油的粘度指数优选为110以上,较优选为120以上,进一步优选为130以上。通过使其粘度指数为110以上,能够得到从低温至高温的全程显示良好的粘度特性的组合物。
另一方面,对于上限没有特别限制,但通常为200以下,优选160以下。若粘度指数过高,则低温时的粘度有变高的倾向。
蜡异构化基油的倾点优选为-10℃以下,较优选为-12.5℃以下,进一步优选为-15℃以下,特别优选为-20.0℃以下。另外,对于其下限没有特别限制,但如果过低,则粘度指数会降低,并且,从脱蜡工序的经济性的观点出发,优选为-50℃以上,较优选为-45℃以上,进一步优选为-40℃以上,最优选为-37.5℃以上。通过使蜡异构化基油的倾点为-10℃以下,能够得到低温粘度特性优越的润滑油组合物。另外,若倾点低于-50℃,则得不得充分的粘度指数。
另外,从能够更加提高热-氧化稳定性和粘度温度特性的观点出发,蜡异构化基油的%CP优选为80以上,较优选为85以上,特别优选为90以上。
另外,蜡异构化基油的%CN优选为20以下,较优选为15以下,进一步优选为12以下。另外,优选为2以上,从能够更加提高金属疲劳寿命的观点出发,较优选为3以上,进一步优选为5以上,特别优选为7以上。
另外,蜡异构化基油的%CA优选为1以下,较优选为0.5以下,进一步优选为0.1以下,最优选为0。若%CA超过1,则热-氧化稳定性降低。
蜡异构化基油只要具有上述性状,就对其制造方法没有特别限制,但具体的可以列举例如将选自以下所示的(i)~(iii)中的蜡进行加氢异构化,对于其生成物或从其生成物通过蒸馏等回收的润滑油馏分进行溶剂脱蜡或接触脱蜡等脱蜡处理,或在进行该脱蜡处理后再进行蒸馏而得到的加氢异构化矿物油。
作为在蜡异构化基油的制造中的脱蜡工序,能够适用溶剂脱蜡、接触脱蜡中的任意一种,但从能够更加改善低温粘度特性的点出发,特别优选为接触脱蜡工序。
(i)通过润滑油脱蜡工序得到的蜡(疏松石蜡等)和/或通过天然气制油(GTL)工艺等得到的合成蜡(费-托蜡、GTL蜡等。)
(ii)选自上述(i)中的1种或2种以上的混合蜡的温和加氢裂化处理油
(iii)选自上述(i)和(ii)中的2种以上的混合油
第2实施方式所涉及的润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上,优选为20质量%以上,较优选为25%以上。第2实施方式所涉及的润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量的上限值没有特别限制,但典型的为50质量%以下,优选为40质量%以下。
对于第1实施方式所涉及的润滑油基油而言,只要作为基油整体在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s,%CP为70以上,且在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%,则可以单独使用在100℃的运动粘度为1~10mm2/s、%CP为70以上,且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以下的一个基油成分;也可以是在100℃的运动粘度为1~10mm2/s、%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%的2种以上的基油的混合物;另外还可以是在100℃的运动粘度为1~10mm2/s,%CP为70以上,且在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%的1种以上的基油与在100℃的运动粘度不为1~10mm2/s或%CP少于70或在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的1种以上的基油的混合物。
作为与在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、%CP为70以上,且在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%基油并用的其他基油(在100℃的运动粘度不为1.0~10mm2/s或%CP少于70或在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的基油),虽然没有特别限制,但作为矿物油系基油可以列举例如在100℃的运动粘度超过10mm2/s且为1000mm2/s以下的溶剂纯化矿物油、加氢裂化矿物油、加氢精制矿物油、溶剂脱蜡基油等,作为合成系基油可以列举例如在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s的范围外的上述的合成系基油。
对于第2实施方式所涉及的润滑油基油而言,只要作为基油整体在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s,且%CP为70以上,且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上,就可以单独使用在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的一个基油成分;也可以是在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的2种以上的基油的混合物;另外还可以是在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的1种以上的基油与在100℃的运动粘度不为1.0~10mm2/s或%CP少于70或在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%的1种以上的基油的混合物。
作为与在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的基油并用的其他的基油(在100℃的运动粘度不为1.0~10mm2/s或%CP少于70或在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%基油),虽然没有特别限制,但作为矿物油系基油可以列举例如在100℃的运动粘度为超过10mm2/s且为1000mm2/s以下的溶剂纯化矿物油、加氢裂化矿物油、加氢精制矿物油、溶剂脱蜡基油等,作为合成系基油可以列举例如在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s的范围外的上述的合成系基油。
需要说明的是,在第2实施方式所涉及的润滑油基油是在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的基油与在100℃的运动粘度不为1.0~10mm2/s或%CP少于70或在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%基油的混合基油的情况下,在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、且%CP为70以上、且在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的基油占该混合基油中的比例优选为30质量%以上,较优选为50质量%以上,进一步优选为70质量%以上。
本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物中的上述第1实施方式所涉及的润滑油基油的含量和本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物中的上述第2实施方式所涉及的润滑油基油的含量,以润滑油组合物总量为基准计,通常为75质量%以上,优选为85质量%以上,另外,通常为95质量%以下。
<(A)聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂>
本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物中,含有(A)下述式(1)所表示的在100℃的运动粘度的增粘效果A与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B小于2.4,且下述式(3)所表示的在150℃的运动粘度的增粘效果C与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B小于1.4、PSSI为5以下、分子量为10,000~500,000的聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂(以下为方便起见,称作“第1实施方式所涉及的粘度指数提高剂”。)0.1~30质量%。本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物中,通过含有第1实施方式所涉及的粘度指数提高剂,能够提高省燃料费性能。
本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物中,含有(A)下述式(1)所表示的在100℃的运动粘度的增粘效果A与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B小于2.4、且下述式(3)所表示的在150℃的运动粘度的增粘效果C与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B小于1.4、PSSI为5以下、分子量为10,000~400,000的聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(以下为方便起见,称作“第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂”。)0.1~30质量%。本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物中,通过含有第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂,能够提高省燃料费性能。
只要满足上述条件,则第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的化合物的结构就没有特别限制。作为具体的化合物,能够列举例如非分散型或分散型聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂、(甲基)丙烯酸酯-烯烃共聚物、或这些的混合物等。
A=X-X0 (1)
[式(1)中,A表示在100℃的运动粘度的增粘效果,X表示包含作为参照基油的SK润滑油公司制加氢裂化基油YUBASE(注册商标)4与该粘度指数提高剂6质量%的混合物在100℃的运动粘度(单位:mm2/s),X0表示上述参照基油在100℃的运动粘度(单位:mm2/s)。]
B=Y-Y0 (2)
[式(2)中,B表示在150℃的HTHS粘度的增粘效果,Y表示包含上述参照基油和该粘度指数提高剂6质量%的混合物在150℃的HTHS粘度(单位:mPa·s),Y0表示上述参照基油在150℃的HTHS粘度(单位:mPa·s)。]
C=Z-Z0 (3)
[式(3)中,C表示在150℃的运动粘度的增粘效果,Z表示包含上述参照基油和该粘度指数提高剂6质量%的混合物在150℃的运动粘度(单位:mm2/s),Z0表示上述参照基油在150℃的运动粘度(单位:mm2/s)。]
在上述式(1)~(3)中,用于增粘效果测定的参照基油“SK润滑油公司制加氢裂化基油YUBASE(注册商标)4”是能够从商业途径获得的矿物油系基油,其性状如以下的表1的记载。
[表1]
粘度指数提高剂的增粘效果A、B和C是在上述参照基油中添加6质量%的该粘度指数提高剂的前后,分别测定在100℃的运动粘度X0、X、在150℃的HTHS粘度Y0、Y和在150℃的运动粘度Z0、Z,能够通过算出其差值X-X0、Y-Y0和Z-Z0而求得。
粘度指数提高剂的增粘效果之比A/B如上所述需要小于2.4,优选为2.3以下,较优选为2.1以下。比A/B的下限没有特别限制,但优选为1.3以上,较优选为1.5以上。
另外,粘度指数提高剂的增粘效果之比C/B需要小于1.4,优选为1.3以下,进一步优选为1.25以下。比C/B的下限没有特别限制,但优选为0.4以上,较优选为0.6以上。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂优选含有下述通式(1)所示的结构单元的比例占聚合物中全部单体单元的10~90摩尔%的聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂。
[式(1)中,R1表示氢或甲基,R2表示碳原子数1~6的直链状或支链状的烃基。]
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂中,聚合物中的通式(1)所表示的(甲基)丙烯酸酯结构单元的比例优选为10~90摩尔%,较优选为80摩尔%以下,进一步优选为70摩尔%以下。另外,较优选为20摩尔%以上,进一步优选为30摩尔%以上,特别优选为40摩尔%以上。在通式(1)所示的(甲基)丙烯酸酯结构单元占聚合物中的全部单体单元的比例超过90摩尔%的情况下,对于基油的溶解性、粘度温度特性的提高效果、低温粘度特性有变差的担忧,在少于20摩尔%的情况下,粘度温度特性的提高效果有变差的担忧。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂中,除了通式(1)所示的(甲基)丙烯酸酯结构单元,还可以是其他的具有(甲基)丙烯酸酯结构单元的共聚物。这样的共聚物能够将下述通式(2)所表示的单体(以下,称作“单体(M-1)”。)中的1种或2种以上与单体(M-1)以外的单体进行共聚合而得到。
[上述通式(2)中,R3表示氢原子或甲基,R4表示碳原子数1~6的直链状或支链状的烃基。]
与单体(M-1)组合的单体是任意的,但例如下述通式(3)所示的单体(以下,又称“单体(M-2)”。)是合适的。单体(M-1)与单体(M-2)的共聚物是所谓的非分散型聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂。
[上述通式(3)中,R5表示氢原子或甲基,R6表示碳原子数7以上的直链状或支链状的烃基。]
式(3)所示单体(M-2)中的R6是如上所述的碳原子数7以上的直链状或支链状的烃基,优选为碳原子数10以上的直链状或支链状的烃,进一步优选为碳原子数15以上的直链状或支链状的烃,较优选为碳原子数18以上的支链状烃基。另外,R6所表示的烃基的碳原子数的上限没有特别限制,但优选为碳原子数50,000以下的直链状或支链状的烃基。较优选为500以下的直链状或支链状的烃基,进一步优选为100以下的直链状或支链状的烃基,特别优选为50以下的支链状的烃基,最优选为25以下的支链状的烃基。
作为第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的优选一例,能够列举梳型聚(甲基)丙烯酸酯。这里所说的梳型聚(甲基)丙烯酸酯是指上述单体(M-1)与上述单体(M-2)的共聚物,其中,单体(M-2)为式(3)中R6的数均分子量(Mn)为1,000~10,000(优选为1,500~8,500,较优选为2,000~7,000)的大分子单体。作为这样的大分子单体,能够采用例如使丁二烯和异戊二烯共聚合得到的聚烯烃的氢化物所衍生的大分子单体。
在第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂中,聚合物中的与通式(3)所示的单体(M-2)相对应的(甲基)丙烯酸酯结构单元可以仅为1种,也可以是2种以上的组合。对应于通式(3)所示的单体(M-2)的结构单元占聚合物中的全部单体单元的比例优选为0.5~70摩尔%,较优选为60摩尔%以下,进一步优选为50摩尔%以下,特别优选为40摩尔%以下,最优选为30摩尔%以下。另外,优选为1摩尔%以上,较优选为3摩尔%以上,进一步优选为5摩尔%以上,特别优选为10摩尔%以上。在应于通式(3)所示的单体(M-2)的结构单元占聚合物中全部单体单元的比例超过70摩尔%的情况下,粘度温度特性的提高效果、低温粘度特性有变差的担忧,在低于0.5摩尔%的情况下,粘度温度特性的提高效果有变差的担忧。
作为与单体(M-1)组合的其他的单体,适合选自下述通式(4)所示的单体(以下,又称“单体(M-3)”)和下述通式(5)所示的单体(以下,又称“单体(M-4)”)中的1种或2种以上。单体(M-1)与单体(M-3)和/或(M-4)的共聚物是所谓的分散型聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂。需要说明的是,该分散型聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂中,作为构成单体可以进一步含有单体(M-2)。
[上述通式(4)中,R7表示氢原子或甲基,R8表示碳原子数1~18的亚烷基,E1表示含有氮原子1~2个、氧原子0~2个的胺残基或杂环残基,a表示0或1。]
作为R8所表示的碳原子数1~18的亚烷基,具体可以例示亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十三烷基、亚十四烷基、亚十五烷基、亚十六烷基、亚十七烷基和亚十八烷基(这些亚烷基可以直链状也可以是支链状。)等。
作为E1表示的基团,具体可以例示二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、苯胺基、甲苯胺基、二甲苯胺基、乙酰基氨基、苯甲酰氨基、吗啉基、吡咯基、吡咯啉基、吡啶基、甲基吡啶基、吡咯烷基、哌啶基、醌基、吡咯烷酮酰基、吡咯烷酮基、咪唑啉基和吡嗪基等。
[上述通式(5)中,R9表示氢原子或烃基,E2表示烃基或含有氮原子1~2个、氧原子0~2个的氨基残基或杂环残基。]
作为E2表示的基团,具体可以例示二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、苯胺基、甲苯胺基、二甲苯胺基、乙酰基氨基、苯甲酰氨基、吗啉基、吡咯基、吡咯啉基、吡啶基、甲基吡啶基、吡咯烷基、哌啶基、醌基、吡咯烷酮酰基、吡咯烷酮基、咪唑啉基和吡嗪基等。
作为单体(M-3)和(M-4)的优选例,具体可以列举甲基丙烯酸二甲基氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙基氨基甲酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、2-甲基-5-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸吗啉基甲酯、甲基丙烯酸吗啉基乙酯、N-乙烯基吡络烷酮和这些的混合物等。
单体(M-1)与单体(M-2)~(M-4)的共聚物的共聚合摩尔比没有特别限制,但优选单体(M-1):单体(M-2)~(M-4)=20:80~90:10左右,较优选为30:70~80:20,进一步优选为40:60~70:30。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的制造方法是任意的,但例如能够通过在过氧化苯甲酰等聚合引发剂的存在下,使单体(M-1)和/或(M-2)与选自单体(M-3)~(M-4)中的1种以上发生自由基溶液聚合而容易地得到。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂在柴油喷射器法中的PSSI(永久剪切稳定性指数)为5以下,较优选为4以下,进一步优选为3以下,特别优选为2以下,最优选为1以下。在PSSI超过5的情况下,剪切稳定性差,为了将使用后的运动粘度、HTHS粘度保持在一定以上,初始的省燃料费性有恶化的担忧。第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的PSSI的下限没有特别限制,但通常超过0。
第1实施方式所涉及的粘度指数提高剂的重均分子量(Mw)为10,000~500,000,优选为20,000以上,较优选为50,000以上,进一步优选为100,000以上,特别优选为120,000以上。另外,优选为400,000以下,较优选为300,000以下,进一步优选为200,000以下。
第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的重均分子量(Mw)为10,000~400,000,优选为20,000以上,较优选为50,000以上,进一步优选为100,000以上,特别优选为120,000以上。另外,优选为300,000以下,较优选为250,000以下,进一步优选为200,000以下。
在重均分子量低于上述下限值的情况下,在将其溶解在润滑油基油中时的粘度指数提高效果小,不仅省燃料费性、低温粘度特性差,还有成本上升的担忧。另外,在重均分子量超过上述上限值的情况下,粘度增加效果变得过大,不仅省燃料费性、低温粘度特性会变差,还使剪切稳定性、对于润滑油基油的溶解性、贮藏稳定性变差。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的重均分子量与PSSI之比(Mw/PSSI)优选为1.0×104以上,较优选为2.0×104以上,进一步优选为5.0×104以上,特别优选为8.0×104以上。在Mw/PSSI少于1.0×104的情况下,省燃料费性、低温启动性,即粘度温度特性、低温粘度特性有恶化的担忧。
第1和第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)优选为4.0以下,较优选为3.5以下,进一步优选为3.0以下,特别优选为2.0以下,最优选为1.5以下。另外,Mw/Mn优选为1.0以上,较优选为1.05以上,进一步优选为1.1以上。若Mw/Mn超过4.0,则由于对于溶解性与粘度温度特性的提高效果恶化,有不能维持充分的贮藏稳定性、省燃料费性的担忧。
本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物中的第1实施方式所涉及的粘度指数提高剂的含量和本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物中的第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂的含量,以组合物总量为基准计,为0.1~30质量%。优选为0.5质量%以上,较优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上。另外,优选为50质量%以下,较优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%。在含量少于0.1质量%的情况下,省燃料费性恶化,并且低温特性也有变得不充分的担忧,另外,在含量超过30质量%的情况下,组合物的省燃料费性恶化,并且还有剪切稳定性恶化的担忧。
需要说明的是,本发明的润滑油组合物中,除了上述第1或第2实施方式所涉及的粘度指数提高剂以外,还可以进一步含有一般的非分散型或分散型聚(甲基)丙烯酸酯、非分散型或分散型乙烯-α-烯烃共聚物或其氢化物、聚异丁烯或其氢化物、苯乙烯-二烯氢化共聚物、苯乙烯-马来酸酐酯共聚物和聚烷基苯乙烯等。
<(B)摩擦调节剂>
本发明的润滑油组合物中,(B)摩擦调节剂以组合物总量为基准计含有0.01~2.0质量%。由此能够提高省燃料费性能。(B)摩擦调节剂优选为选自有机钼化合物和无灰摩擦调节剂中的1种以上的摩擦调节剂。
作为有机钼化合物,能够列举例如二硫代磷酸钼、二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)等含有硫的有机钼化合物;钼化合物(例如,二氧化钼、三氧化钼等氧化钼、原钼酸、七钼酸、(多)硫化钼酸等钼酸、这些钼酸的金属盐、铵盐等钼酸盐、二硫化钼、三硫化钼、五硫化钼、多硫化钼等硫化钼、硫化钼酸、硫化钼酸的金属盐或胺盐、氯化钼等卤化钼等。)与含硫有机化合物(例如、烷基(硫代)黄酸酯、噻二唑、巯基噻二唑、硫代碳酸酯、二硫化四烃基秋兰姆、二硫化双(二(硫代)烃基二硫代磷酸酯)、有机(多)硫化物、硫代酯等。)或其他的有机化合物的配位化合物等;以及上述硫化钼、硫化钼酸等含有硫的钼化合物与烯基琥珀酰亚胺的配位化合物等含有硫的有机钼化合物。为了提高省燃料费性,优选使用含有硫的有机钼系摩擦调节剂。
另外,作为有机钼化合物,还能够使用不含硫作为构成元素的有机钼化合物。作为不含硫作为构成元素的有机钼化合物,具体可以列举钼-胺配位化合物、钼-琥珀酰亚胺配位化合物、有机酸的钼盐、醇的钼盐等,其中优选钼-胺配位化合物、有机酸的钼盐和醇的钼盐。
在本发明的润滑油组合物中,在作为(B)摩擦调节剂使用有机钼化合物的情况下,其含量以组合物总量为基准计为0.01~2.0质量%。有机钼化合物的钼元素换算的含量,以润滑油组合物总量为基准计,优选为0.001质量%以上,较优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上,特别优选为0.03质量%以上,另外,优选为0.2质量%以下,较优选为0.1质量%以下,进一步优选为0.08质量%以下,特别优选为0.06质量%以下。在其含量低于上述下限值的情况下,由其添加产生的摩擦降低效果有变得不充分的倾向,润滑油组合物的省燃料费性和热-氧化稳定性有变得不充分的倾向。另一方面,在含量超过上述上限值的情况下,得不到与含量相称的效果,另外,润滑油组合物的贮藏稳定性有降低的倾向。
作为无灰摩擦调节剂,只要是作为润滑油用的摩擦调节剂被通常使用的化合物,就能够没有特别限制地使用。作为能够在本发明的润滑油组合物中使用的无灰摩擦调节剂,可以列举例如在分子中含有选自氧原子、氮原子、硫原子中的1种以上的杂元素的、碳原子数6~50的化合物。进一步具体而言,可以列举在分子中具有碳原子数6~30的烷基或烯基,特别是碳原子数6~30的直链烷基、直链烯基、支链烷基、或支链烯基至少1个的胺化合物、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪酸、脂肪族醇、脂肪族醚、脲系化合物、酰肼系化合物等无灰摩擦调节剂等。
本发明的润滑油组合物中的无灰摩擦调节剂的含量以润滑油组合物总量为基准计,优选为0.01质量%以上,较优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上,另外,优选为2质量%以下,较优选为1质量%以下。若无灰摩擦调节剂的含量少于0.01质量%,则由其添加产生的摩擦降低效果有变得不充分的倾向,另外,若超过2质量%,则耐磨耗性添加剂等的效果容易受到阻碍,或者添加剂的溶解性有恶化的倾向。
在本发明中,(B)摩擦调节剂优选为有机钼系摩擦调节剂,较优选为含有硫的有机钼化合物,进一步优选为二硫代氨基甲酸钼。
<其他的添加剂>
本发明的润滑油组合物中,为了进一步提高其性能,依照其目的能够含有通常用于润滑油中的其他的添加剂。作为这样的添加剂,能够列举例如金属系清洁剂、无灰分散剂、抗磨耗剂(或极压剂)、抗氧化剂、抗腐蚀剂、防锈剂、抗乳化剂、金属减活剂、消泡剂等添加剂等。
作为金属系清洁剂,可以列举碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、碱金属酚盐或碱土金属酚盐、和碱金属水杨酸盐或碱土金属水杨酸盐等正盐、碱性盐或高碱性盐等。在本发明中,能够优选使用选自这些之中的1种以上的碱金属或碱土金属系清洁剂,特别能够优选使用碱土金属系清洁剂。特别优选使用镁盐和/或钙盐,较优选使用钙盐。
作为无灰分散剂,只要是用于润滑油的无灰分散剂,就能够没有特别限制地使用。作为在本发明中能够使用的无灰分散剂,可以列举例如在分子中具有至少一个碳原子数40~400的直链或支链状的烷基或烯基的单或双琥珀酰亚胺、在分子中具有至少1个碳原子数40~400的烷基或烯基的苄胺、或者在分子中具有至少1个碳原子数40~400的烷基或烯基的多胺、或者这些的由硼化合物、羧酸或磷酸等的改性品等,能够配合选自这些之中的1种以上。
作为抗氧化剂,能够列举苯酚系、胺系等的无灰抗氧化剂,铜系、钼系等的金属系抗氧化剂。具体可以列举例如作为苯酚系无灰抗氧化剂的4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-双(2,6-二叔丁基苯酚)等、作为胺系无灰抗氧化剂的苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺、二烷基二苯基胺等。
作为抗磨耗剂(或极压剂),能够没有特别限制地使用用于润滑油的抗磨耗剂-极压剂。例如,能够使用硫系、磷系、硫-磷系的极压剂等,具体可以列举亚磷酸酯类、硫代亚磷酸酯类、二硫代亚磷酸酯类、三硫代亚磷酸酯类、磷酸酯类、硫代磷酸酯类、二硫代磷酸酯类、三硫代磷酸酯类、这些的胺盐、这些的金属盐、这些的衍生物、二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸锌、二硫化物类、多硫化物类、硫化烯烃类、硫化油脂类等。这些之中,优选添加硫系极压剂,特别优选硫化油脂。
作为抗腐蚀剂,可以列举例如苯并三唑系、甲苯三唑系、噻二唑系和咪唑系化合物等。
作为防锈剂,可以列举例如石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、烯基琥珀酸酯和多元醇酯等。
作为抗乳化剂,可以列举例如聚氧化乙烯基烷基醚、聚氧化乙烯基烷基苯基醚和聚氧化乙烯基烷基萘基醚等聚亚烷基二醇系非离子系表面活性剂等。
作为金属减活剂,可以列举例如咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑、巯基苯并噻唑、苯并三唑或其衍生物、1,3,4-噻二唑多硫化物、1,3,4-噻二唑基-2,5-双二烷基二硫代氨基甲酸酯、2-(烷基二硫)苯并咪唑和β-(邻羧基苄基硫)丙腈等。
作为消泡剂,可以列举例如在25℃的运动粘度为1000~100,000mm2/s的硅油、烯基琥珀酸衍生物、多羟基脂肪族醇与长链脂肪酸的酯、水杨酸甲酯和邻羟基苄基醇等。
在本发明的润滑油组合物中含有这些添加剂的情况下,其含量分别以润滑油组合物总量为基准计优选为0.01~10质量%。
<润滑油组合物>
本发明的润滑油组合物在100℃的运动粘度优选为4.0~12mm2/s,较优选为9.0mm2/s以下,进一步优选为8.0mm2/s以下,特别优选为7.0mm2/s以下,最优选为6.8mm2/s以下。另外,较优选为4.5mm2/s以上,进一步优选为5.0mm2/s以上,特别优选为5.5mm2/s以上,最优选为6.0mm2/s以上。这里所述的在100℃的运动粘度表示在ASTM D-445中所规定的在100℃的运动粘度。在润滑油组合物在100℃的运动粘度低于4.0mm2/s的情况下,有导致润滑性不足的担忧,在超过12mm2/s的情况下,有得不到必要的低温粘度和充分的省燃料费性能的担忧。
本发明的润滑油组合物在40℃的运动粘度优选为4.0~50mm2/s,较优选为40mm2/s以下,进一步优选为35mm2/s以下,特别优选为32mm2/s以下,最优选为30mm2/s以下。另外,较优选为15mm2/s以上,进一步优选为18mm2/s以上,进一步较优选为20mm2/s以上,特别优选为22mm2/s以上,最优选为25mm2/s以上。这里所述的在40℃的运动粘度表示在ASTM D-445中所规定的在40℃的运动粘度。在润滑油组合物在40℃的运动粘度低于4mm2/s的情况下,有导致润滑性不足的担忧,在超过50mm2/s的情况下,有得不到必要的低温粘度和充分的省燃料费性能的担忧。
本发明的润滑油组合物的粘度指数优选为140~400,较优选为150以上,进一步优选为160以上,特别优选为165以上。在润滑油组合物的粘度指数低于140的情况下,维持在150℃的HTHS粘度的同时提高省燃料费性有变得困难的担忧,此外,降低在低温(例如,作为已知的省燃料费油的粘度级别的SAE粘度级别0W-X中,规定的CCS粘度的测定温度为-35℃。)的粘度有变得困难的担忧。另外,在润滑油组合物的粘度指数超过400的情况下,有蒸发性恶化的担忧,还有添加剂的溶解性、与密封材料的适配性不足的问题发生的担忧。
本发明的润滑油组合物在100℃的HTHS粘度优选为5.5mPa·s以下,较优选为5.0mPa·s以下,进一步优选为4.9mPa·s以下,特别优选为4.8mPa·s以下。另外,优选为3.0mPa·s以上,较优选为3.5mPa·s以上,进一步优选为4.0mPa·s以上,特别优选为4.5mPa·s以上。在本申请中,在100℃的HTHS粘度表示在ASTM D4683中所规定的在100℃的高温高剪切粘度。在100℃的HTHS粘度低于3.0mPa·s的情况下,有导致润滑性不足的担忧,在超过5.5mPa·s的情况下,有得不到必要的低温粘度和充分的省燃料费性能的担忧。
本发明的润滑油组合物在150℃的HTHS粘度优选为4.0mPa·s以下,较优选为3.0mPa·s以下,进一步优选为2.7mPa·s以下,特别优选为2.5mPa·s以下。另外,优选为2.0mPa·s以上,较优选为2.1mPa·s以上,进一步优选为2.2mPa·s以上,特别优选为2.25mPa·s以上。在本申请中,在150℃的HTHS粘度表示在ASTM D4683中所规定的在150℃的高温高剪切粘度。在150℃的HTHS粘度低于2.0mPa·s的情况下,有导致润滑性不足的担忧,在超过4.0mPa·s的情况下,则有不能得到充分的省燃料费性能的担忧。
本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物的蒸发损失量,以在250℃的NOACK蒸发量计,优选为20质量%以下,进一步优选为16质量%以下,特别优选为15质量%以下。在润滑油基油成分的NOACK蒸发量超过20质量%的情况下,由于润滑油的蒸发损失大,会成为粘度增加等的原因,所以不优选。需要说明的是,这里所述的NOACK蒸发量是通过依照ASTM D 5800测得的润滑油的蒸发量的值。润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量的下限没有特别限制,但通常为5质量%以上。
本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量优选为15质量%以上,较优选为20质量%以上,进一步优选为25质量%以上。NOACK蒸发量的上限没有特别限制,但典型的为50质量%以下,优选为40质量%以下。
本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物在维持在150℃的HTHS粘度的同时,能够从初始起直到长期充分降低在40℃的运动粘度和在100℃的运动粘度,另外,能够充分地抑制剪切后的粘度降低,耐久性、省燃料费性和抗挥发性优异。本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物在维持在150℃的HTHS粘度的同时,能够从初始起直到长期充分降低在40℃的运动粘度和在100℃的运动粘度,另外,能够充分抑制剪切后的粘度降低,耐久性和省燃料费性优异。具有这样的优异特性的本发明的润滑油组合物能够优选作为省燃料费汽油机油、省燃料费柴油机油等省燃料费机油使用。
实施例
以下,基于实施例和比较例对本发明进行进一步具体的说明。但是,本发明不受这些实施例所限定。
<实施例1~8,比较例1~9>
使用以下所示的基油和添加剂,分别制备了本发明的第1实施方式所涉及的润滑油组合物(实施例1~4)和比较用的润滑油组合物(比较例1~5)。另外,还分别制备了本发明的第2实施方式所涉及的润滑油组合物(实施例5~8)和比较用的润滑油组合物(比较例6~9)。将基油O-1~O-4的性状示于表2。另外,在表3中示出对于下述混合物测得的增粘效果A~C和这些之比A/B、C/B,该混合物为向SK润滑油公司制YUBASE(注册商标)4中以混合物总量基准计添加6.0质量%的各粘度指数提高剂而得到的混合物。另外,将实施例1~8和比较例1~9的润滑油组合物的组成和性状(在40℃或在100℃的运动粘度、粘度指数、在100℃或在150℃的HTHS粘度)示于表4和表5中。表中,“inmass%”表示以基油总量为基准的质量%,“mass%”表示以组合物总量为基准的质量%,“mass ppm”表示以组合物总量为基准的质量ppm。
(基油)
基油O-1(基油1):加氢裂化矿物油(SK润滑油公司制YUBASE(注册商标)4)
基油O-2(基油2):将含正链烷烃的油加氢裂化/加氢异构化的矿物油
基油O-3(基油3):加氢裂化矿物油
基油O-4(基油4):将含正链烷烃的油加氢裂化/加氢异构化的蜡异构化矿物油
(粘度指数提高剂)
PMA-1:非分散型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(将在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯聚合得到的共聚物。Mw=1.5×105,Mn=6.0×104,Mw/Mn=2.5,PSSI=0.1,Mw/PSSI=1.5×106)
PMA-2:非分散型梳型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(将在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯聚合得到的共聚物。Mw=2.0×105,Mn=8.0×105,Mw/Mn=2.6,PSSI=0.1,Mw/PSSI=2.0×106)
PMA-3:非分散型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯聚合得到的共聚物。Mw=4.0×105,Mn=1.3×105,Mw/Mn=3.1,PSSI=4,Mw/PSSI=1×105)
PMA-4:非分散型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯聚合得到的共聚物。Mw=4.0×105,Mn=1.3×105,Mw/Mn=3.1,PSSI=30,Mw/PSSI=1.4×104)
PMA-5:分散型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯聚合得到的共聚物。Mw=3.0×105,Mn=7.5×104,Mw/Mn=4.0,PSSI=40,Mw/PSSI=7.3×103)
PMA-6:非分散型聚甲基丙烯酸酯系粘度指数提高剂(在通式(2)中R4为碳原子数6以下的烷基的甲基丙烯酸酯与在通式(3)中R6为碳原子数7以上的烷基的甲基丙烯酸酯聚合得到的共聚物。Mw=3.5×105,PSSI=30,Mw/PSSI=1.2×104)
(摩擦调节剂)
B-1:MoDTC(烷基为链长C8的烷基与链长C13的烷基的组合,Mo含量10质量%,硫含量11质量%)
(其他的添加剂)
C-1:性能添加剂包A(包含琥珀酰亚胺系分散剂、ZnDTP、抗氧化剂、抗磨耗剂、倾点降低剂、消泡剂等的添加剂包)。
D-1:金属系清洁剂A(高碱性水杨酸钙,碱值170mgKOH/g,Ca含量6.3质量%)
D-2:金属系清洁剂B(高碱性硼酸水杨酸钙,碱值190mgKOH/g,Ca含量6.8质量%,B含量2.7质量%)
[表2]
[表3]
(润滑油组合物的评价)
对于实施例1~8和比较例1~9的各个润滑油组合物,测定了其在40℃或在100℃的运动粘度、粘度指数、在100℃或在150℃的HTHS粘度。另外,对于实施例1~8和比较例1~2、5、6~7、9的润滑油组合物,进行了发动机倒拖摩擦试验。测定方法如下。
(1)运动粘度:依照ASTM D-445测定。
(2)粘度指数:依照JIS K 2283-1993测定。
(3)HTHS粘度:依照ASTM D-4683测定。
(4)发动机倒拖摩擦试验:使用直列4缸、1,800cc、辊摇杆型发动机,测定了在油温60~95℃、旋转数750~3,000rpm时的摩擦扭矩。表4中记载了将比较例1作为基准油算出的倒拖摩擦平均改善率。表5中记载了将比较例5作为基准油算出的倒拖摩擦平均改善率。
从表3可以理解,相对于参照基油YUBASE(注册商标)4,粘度指数提高剂PMA-1和PMA-2满足关于增粘效果之比的要求“A/B<2.4且C/B<1.4”,PMA-3~PMA-5未能满足该要求。
[表4]
[表5]
如表4所示,本发明的第1实施方式所涉及的实施例1~4的润滑油组合物在150℃的HTHS粘度是同等程度,但与不含(A)成分的比较例1~4的机油组合物相比,运动粘度低,省燃料费性优异。另外,不含有(B)成分的比较例5的润滑油组合物的倒拖摩擦改善率显著很差。
如表5所示,本发明的第2实施方式所涉及的实施例1~4的润滑油组合物在150℃的HTHS粘度是差不多的程度,但与不含(A)成分的比较例6~8的机油组合物相比,运动粘度低,省燃料费性优异。另外,不含有(B)成分的比较例9的润滑油组合物的倒拖摩擦改善率显著很差。
产业上的可利用性
本发明的润滑油组合物能够作为两轮车用、四轮车用、发电用、热电联产用等的汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机等的内燃机用润滑油组合物优选使用。此外,还能够作为变速机油、ATF、CVTF、MTF、液压油等优选使用,此外,作为使用硫成分为50质量ppm以下的燃料的各种发动机用的润滑油组合物、船舶用、船外机用的各种发动机用的润滑油组合物也是有用的。
Claims (10)
1.一种润滑油组合物,其特征在于,包含:
含有1种以上的基油、在100℃的运动粘度为1.0~10mm2/s、%CP为70以上的润滑油基油;
(A)聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂0.1~30质量%,该粘度指数提高剂中,下述式(1)所表示的在100℃的运动粘度的增粘效果A与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比A/B小于2.4,且下述式(3)所表示的在150℃的运动粘度的增粘效果C与下述式(2)所表示的在150℃的HTHS粘度的增粘效果B之比C/B小于1.4,PSSI为5以下,重均分子量为10,000~500,000;和
(B)摩擦调节剂0.01~2.0质量%,
A=X-X0 (1)
式(1)中,A表示所述粘度指数提高剂在100℃的运动粘度的增粘效果,X表示包含作为参照基油的SK润滑油公司制加氢裂化基油YUBASE 4与6质量%的所述粘度指数提高剂的混合物在100℃的运动粘度,单位为mm2/s,其中,YUBASE为注册商标,X0表示所述参照基油在100℃的运动粘度,单位为mm2/s;
B=Y-Y0 (2)
式(2)中,B表示所述粘度指数提高剂在150℃的HTHS粘度的增粘效果,Y表示包含所述参照基油与6质量%的所述粘度指数提高剂的混合物在150℃的HTHS粘度,单位为mPa·s,Y0表示所述参照基油在150℃的HTHS粘度,单位为mPa·s;
C=Z-Z0 (3)
式(3)中,C表示所述粘度指数提高剂在150℃的运动粘度的增粘效果,Z表示包含所述参照基油与6质量%的所述粘度指数提高剂的混合物在150℃的运动粘度,单位为mm2/s,Z0表示所述参照基油在150℃的运动粘度,单位为mm2/s。
2.如权利要求1所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量少于15质量%。
3.如权利要求2所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述(A)粘度指数提高剂是重均分子量与PSSI之比Mw/PSSI为1×104以上的粘度指数提高剂。
4.如权利要求2或3所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述(B)摩擦调节剂为钼系摩擦调节剂。
5.如权利要求2~4中任一项所述的润滑油组合物,其特征在于,
润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以下。
6.如权利要求1所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述润滑油基油在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上,
所述聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数提高剂的重均分子量为10,000~400,000。
7.如权利要求6所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述(A)粘度指数提高剂是重均分子量与PSSI之比Mw/PSSI为1×104以上的粘度指数提高剂。
8.如权利要求6或7所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述(B)摩擦调节剂为钼系摩擦调节剂。
9.如权利要求6~8中任一项所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述润滑油组合物在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上。
10.如权利要求6~9中任一项所述的润滑油组合物,其特征在于,
所述润滑油基油是在100℃的运动粘度为2.0~4.5mm2/s,%CP为85以上,在250℃的NOACK蒸发量为15质量%以上的蜡异构化基油。
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