CN109477026A - 润滑油组合物、润滑方法和齿轮 - Google Patents
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
提供一种耐烧结性和耐磨损性优异的润滑油组合物、使用该润滑油组合物的润滑方法、齿轮，所述润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油组合物、使用该润滑油组合物的润滑方法、齿轮。
背景技术
润滑油组合物被用于例如用于汽油发动机、柴油发动机、其他内燃机的内燃机用途、齿车装置(以下也称作“齿轮”)用途等各种领域，要求与用途对应的特有性能。例如，齿轮用的润滑油组合物在汽车等的高速高载重齿轮用途、常规机械的较轻载重齿轮用途、常规机械的较高载重齿轮用途等各种齿轮的用途中，用于防止齿轮的烧结、损伤。防止齿轮的烧结、损伤要求耐烧结性和耐磨损性等性能，例如在手动变速器用途中，特别要求同步器机构中的耐磨损性，在差动齿轮用途中，特别要求耐烧结性。
作为着眼于耐烧结性的润滑油组合物，提出了例如：以规定的比例配合有二硫化物化合物、三硫化物化合物、四硫化物化合物、五硫化物化合物等各种多硫化物的润滑油组合物、进一步配合有磷酸酯、硫代硫酸酯等的润滑油组合物(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-046683号公报
发明内容
发明要解决的问题
可是，近年来，在汽车、其他常规机械的小型化、高性能化的推进当中，汽车的小型化、高性能化较为显著，对搭载于汽车中的齿轮也要求小型化、高性能化。因此，对齿轮用的润滑油组合物要求提高耐烧结性和耐磨损性。作为提高耐烧结性的方法，例如如专利文献1所述的润滑油组合物那样，考虑使用极压剂。然而，若为了进一步提高耐烧结性而增加极压剂的添加量，则耐磨损性有时下降。如此，在对耐烧结性和耐磨损性要求更严格的性能的情况下，难以兼顾这些性能。
对于专利文献1所述的润滑油组合物，认为润滑性、氧化稳定性和极压性优异，极压性、即耐烧结性通过Shell四球EP试验进行评价。Shell四球EP试验尽管适合对接触面积小的部位的耐烧结性进行评价，但是不适合评价如齿轮装置中的齿轮彼此接触那样的以面进行接触的部位的耐烧结性。因此，在将专利文献1的润滑油组合物用于齿轮时，不清楚是否表现出优异的耐烧结性，与此同时，不清楚是否表现出优异的耐磨损性。尤其对于齿轮用的润滑油组合物，为了应对对耐烧结性和耐磨损性的更严格的所需性能，期望进一步的研究开发。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种耐烧结性和耐磨损性优异的润滑油组合物、使用该润滑油组合物的润滑方法、齿轮。
用于解决问题的手段
本发明人反复进行了深入研究，结果发现，通过下述发明能够解决上述课题。即，本发明提供一种具有下述构成的润滑油组合物、使用该润滑油组合物的润滑方法。
1.一种润滑油组合物，其包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。
2.一种润滑方法，其使用了润滑油组合物，所述润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。
3.一种齿轮，其使用了润滑油组合物，所述润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。
发明效果
根据本发明，可以提供一种耐烧结性和耐磨损性优异的润滑油组合物、使用该润滑油组合物的润滑方法、齿轮。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式(以下有时也称作“本实施方式”)进行说明。需要说明的是，在本说明书中，与数值范围的记载有关的“以上”、“以下”的数值是能够任意组合的数值。
〔润滑油组合物〕
本实施方式的润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。
<硫原子与磷原子的质量比(S/P比)>
本实施方式的润滑油组合物要求该组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为7.5以上且16以下。此处，“组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比”是指，以该组合物总量为基准的硫原子的质量与磷原子的质量的比率，硫原子与磷原子的质量比(S/P比)是对该组合物中的硫原子和磷原子的含量进行测定并计算而得到的值。硫原子和磷原子的含量能够根据JIS-5S-38-92进行测定。组合物中的硫原子和磷原子的质量是基础油、含有硫和磷的耐磨剂中包含的硫原子、磷原子、以及根据需要添加的添加剂中包含的硫原子、磷原子的总量。
在本实施方式中，若质量比(S/P比)不足7.5，则得不到耐烧结性。另一方面，若质量比(S/P比)超过16，则得不到耐烧结性、耐磨损性中的至少之一。从得到优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，质量比(S/P比)优选为8以上，更优选为9以上，进一步优选为10以上，特别优选为11以上，另外优选为15.5以下，更优选为15以下，进一步优选为14.5以下，特别优选为14以下。
硫原子与磷原子的质量比(S/P比)可以通过含有硫和磷的耐磨剂的种类来进行调整。另外，也可以通过可作为优选的任选成分而添加的磷酸酯、多硫化物、其他添加剂的种类的选定、这些任选成分和含有硫和磷的耐磨剂的含量的调整等来进行调整。
<基础油>
本实施方式的润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油。在本实施方式中，若不包含矿物油，则在粘度特性、针对氧化劣化的稳定性的方面产生问题，可能产生影响由后述的含有硫和磷的耐磨剂所得到的耐烧结性、耐磨损性的可能性。
作为矿物油，可以举出对链烷烃基系、环烷烃基系、中间基系的原油进行常压蒸馏而得到的常压渣油；对该常压渣油进行减压蒸馏而得到的馏出油；对该馏出油进行溶剂脱沥青、溶剂萃取、加氢裂解、溶剂脱蜡、接触脱蜡、加氢精制等之中的1种以上的处理而精制成的矿物油、例如轻质中性油、中质中性油、重质中性油、光亮油(bright stock)；以及对通过费托法等制造的蜡(GTL蜡)进行异构化而得到的矿物油等。
另外，作为矿物油，也可以为在API(美国石油协会)的基础油类别中分类为组1、组2、组3中的任一组的矿物油，从可进一步抑制油泥生成并且得到粘度特性、对氧化劣化等的稳定性的观点出发，优选分类为组2、组3的矿物油。
在本实施方式中，基础油只要包含矿物油则也可以包含合成油。作为合成油，例如可以举出：聚丁烯、乙烯-α-烯烃共聚物、α-烯烃均聚物或共聚物等聚α-烯烃类；多元醇酯、二元酸酯、磷酸酯等各种酯油；聚苯醚等各种醚；聚二醇；烷基苯；烷基萘等。
基础油可以单独使用上述的矿物油，或者也可以组合使用两种以上，也可以与上述合成油的1种以上组合使用。另外，也可以将1种以上矿物油和1种以上合成油组合而制成混合油使用。
对于基础油的粘度没有特别限制，100℃运动粘度优选为1mm2/s以上，更优选为2mm2/s以上，进一步优选为5mm2/s以上。另外，上限优选为20mm2/s以下，更优选为18mm2/s以下，进一步优选为15mm2/s以下。基础油的40℃运动粘度优选为10mm2/s以上，更优选为40mm2/s以上，进一步优选为70mm2/s以上。另外，上限优选为120mm2/s以下，更优选为110mm2/s以下，进一步优选为105mm2/s以下。另外，基础油的粘度指数优选为85以上，更优选为90以上，进一步优选为95以上。在本说明书中，运动粘度、和粘度指数是依据JIS K 2283：2000使用玻璃制毛细管式粘度计进行测定而得的值。若基础油的运动粘度、粘度指数为上述范围内，则耐烧结性和耐磨损性良好。
基础油的以组合物总量为基准的含量通常为50质量％以上，优选为60质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上。另外，上限优选为97质量％以下，更优选为95质量％以下，进一步优选为93质量％以下。
<含有硫和磷的耐磨剂>
本实施方式的润滑油组合物包含含有硫和磷的耐磨剂。如果不包含含有硫和磷的耐磨剂，则得不到优异的耐烧结性和耐磨损性。
作为含有硫和磷的耐磨剂，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，例如可优选举出下述通式(1)和(2)所示的化合物。
[化1]
通式(1)中，R11为氢原子、羟基或巯基，R12和R13各自独立地为羟基、巯基、-X12-R14或-X13-R15-X14-R16，R12和R13中的至少一者为-X12-R14或-X13-R15-X14-R16，X11、X12、X13和X14各自独立地为氧原子或硫原子，X11、X12、X13和X14中的至少一个为硫原子。另外，R14和R16各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，R15为碳数为1以上且24以下的烃基。
作为R11，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为氢原子或羟基。
作为R12和R13，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为羟基或-X13-R15-X14-R16，并且R12和R13中的至少一者为-X13-R15-X14-R16。
作为R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选烷基、烯基，进一步优选烷基。
作为烷基，可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基等各种丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等各种丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、各种辛基、各种壬基、各种癸基、各种十一烷基、各种十二烷基、各种十三烷基、各种十四烷基、各种十五烷基、各种十六烷基、各种十七烷基、各种十八烷基、各种十九烷基、各种二十烷基、各种二十一烷基、各种二十二烷基、各种二十三烷基、各种二十四烷基。另外，作为烯基，可以举出从这些烷基除去两个氢原子而得的基团。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，作为烷基和烯基的碳数，优选为2以上，更优选为4以上，进一步优选为6以上。另外，上限优选为16以下，更优选为12以下，进一步优选为10以下。
作为环烷基，例如可优选举出环己基、各种甲基环己基、各种乙基环己基、各种二甲基环己基等碳数优选为6以上且12以下的环烷基，作为芳基，可优选举出苯基、各种甲基苯基、各种乙基苯基、各种二甲基苯基、各种丙基苯基、各种三甲基苯基、各种丁基苯基、各种萘基等碳数优选为6以上且12以下的芳基，作为芳烷基，可优选举出苄基、苯乙基、各种苯丙基、各种苯基丁基、各种甲基苄基、各种乙基苄基、各种丙基苄基、各种丁基苄基、各种己基苄基等碳数优选为7以上且12以下的芳烷基。
作为R15的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出亚烷基、亚烯基，更优选亚烷基。另外，从同样的观点出发，碳数优选为2以上。另外，上限优选为20以下，更优选为12以下，进一步优选为8以下，特别优选为4以下。
作为亚烷基，可以举出亚甲基、1，1-亚乙基、1，2-亚乙基、1，3-亚丙基、1，2-亚丙基、2，2-亚丙基等各种亚丙基、各种亚丁基、各种亚戊基、各种亚己基、各种亚庚基、各种亚辛基、各种亚壬基、各种亚癸基、各种亚十一烷基、各种亚十二烷基、各种亚十三烷基、各种亚十四烷基、各种亚十五烷基、各种亚十六烷基、各种亚十七烷基、各种亚十八烷基、各种亚十九烷基、各种亚二十烷基、各种亚二十一烷基、各种亚二十二烷基、各种亚二十三烷基、各种亚二十四烷基等。另外，作为亚烯基，可以举出从上述亚烷基除去1个氢原子而得到的基团。
X11、X12、X13和X14各自独立地为氧原子或硫原子，X11、X12、X13和X14中的至少一个为硫原子，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，X11和X12优选为氧原子，X13优选为氧原子，X14优选为硫原子。
通式(1)所示的化合物之中，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选的是：R11为氢原子或羟基，R12和R13各自独立地为羟基或-X13-R15-X14-R16，R12和R13中的至少一者为-X13-R15-X14-R16，R15为碳数为1以上且4以下的烃基，R16为碳数为6以上且10以下的烃基，X11为氧原子，X13和X14各自独立地为氧原子或硫原子，X13和X14中的至少一者为硫原子的化合物。另外，更优选的是：R16的烃基为烷基或烯基，R15的烃基为亚烷基或亚烯基的化合物，进一步优选的是：R16的烃基为烷基，R15的烃基为亚烷基，X13为氧原子，X14为硫原子的化合物。
通式(2)中，R21、R22和R24各自独立地为氢原子或碳数为1以上且24以下的烃基，R23为碳数为1以上且24以下的烃基，R25为有机基团或含氮基团，X21、X22、X23和X24各自独立地为氧原子或硫原子，X21、X22、X13和X24中的至少一个为硫原子。
作为R21、R22和R24的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出：作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等。
对于R21和R22的烃基的碳数而言，在该烃基为烷基、烯基的情况下，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为2以上，更优选为3以上，另外，上限优选为16以下，更优选为8以下，进一步优选为6以下，特别优选为4以下。从同样的观点出发，在R24为烷基的情况下，其碳数为1以上，上限优选为12以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。另外，在R24为烯基的情况下，其碳数为2以上，上限优选为16以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。
作为R23的碳数为1以上且24以下的烃基，只要是具有三个连接键的烃基则没有特别限制，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，例如优选为从作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基除去两个氢原子而得到的具有三个连接键的烃基，更优选为从烷基、烯基除去两个氢原子而得到的具有三个连接键的烃基，进一步优选为从烷基除去两个氢原子而得到的具有三个连接键的烃基。从同样的观点出发，R23的碳数优选为2以上，上限优选为12以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。
作为R25的有机基团，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出羧基、酰基、酰氧基、酯基等含氧基团。
酰基为R26-C(＝O)-，酰氧基为R27-C(＝O)O-所示的有机基团，酯基为-R28-C(＝O)OR29所示的有机基团。
此处，作为R26和R27，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基，更优选为烷基。从同样的观点出发，作为R29，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选为烷基、烯基，进一步优选为烷基。
另外，从同样的观点出发，R26、R27和R29的碳数优选为2以上，上限优选为12以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。
R28为单键或烃基，作为烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R15的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的亚烷基、亚烯基，更优选为亚烷基。另外，从同样的观点出发，R28的烃基的碳数优选为2以上，上限优选为12以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。
作为R25的含氮基团，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出氨基、以及烷基氨基、烯基氨基、环烷基氨基、芳基氨基、芳烷基氨基等氨基的氢原子的1个或2个经烷基、烯基、环烷基、芳基、芳烷基等烃基取代而成的含氮基团。
此处，作为含氮基团中包含的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选为烷基、烯基，进一步优选为烷基。从同样的观点出发，含氮基团中包含的烃基的碳数优选为2以上，上限优选为12以下，更优选为8以下，进一步优选为4以下。
X21、X22、X23和X24各自独立地为氧原子或硫原子，X21、X22、X23和X24中的至少一个为硫原子，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，X21和X22优选为氧原子，X23和X24优选为硫原子。
通式(2)所示的化合物之中，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选的是：R21和R22各自独立地为碳数为1以上且6以下的烃基，R23为碳数为1以上且4以下的烃基，R24为氢原子或碳数为1以上且4以下的烃基，R25为羧基、具有碳数为1以上且4以下的烷基的(R26为碳数为1以上且4以下的烷基)酰氧基或具有碳数为1以上且4以下的烷基的(R29为碳数为1以上且4以下的烷基)烷基酯基，X21和X22为氧原子，X23和X24为硫原子的化合物。另外，更优选的是：R21和R22的烃基为烷基或烯基，R23的烃基为亚烷基或亚烯基的化合物，进一步优选的是：R21和R22的烃基为烷基，R23的烃基为亚烷基的化合物。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，含有硫和磷的耐磨剂中的硫原子的含量优选为3质量％以上，更优选为5质量％以上，进一步优选为10质量％以上。另外，上限优选为30质量％以下，更优选为28质量％以下，进一步优选为25质量％以下。另外，从同样的观点出发，含有硫和磷的耐磨剂中的磷原子的含量优选为1质量％以上，更优选为2质量％以上，进一步优选为3质量％以上。另外，上限优选为15质量％以下，更优选为12质量％以下，进一步优选为10质量％以下。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，含有硫和磷的耐磨剂的以组合物总量为基准的含量优选为0.05质量％以上，更优选为0.1质量％以上，进一步优选为0.3质量％以上。另外，上限优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下，进一步优选为1.5质量％以下。需要说明的是，在本实施方式中，上述含有硫和磷的耐磨剂可以使用单独一种，或者可以组合使用两种以上。
<磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物>
本实施方式的润滑油组合物优选进一步包含选自磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物中的至少1种。通过包含这些成分，可得到更优异的耐烧结性和耐磨损性。
(磷酸酯及其胺盐)
作为磷酸酯及其胺盐，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出磷酸烷基酯、磷酸烯基酯、磷酸芳基酯、磷酸芳烷基酯等磷酸酯、以及与其对应的酸性磷酸酯、亚磷酸酯、酸性亚磷酸酯和它们的胺盐等。其中，更优选为酸性磷酸酯、酸性亚磷酸酯、和它们的胺盐，进一步优选为酸性磷酸酯及其胺盐，特别优选为酸性磷酸酯。作为酸性磷酸酯，例如可以举出下述通式(3)所示的化合物，作为酸性亚磷酸酯，例如可以举出下述通式(4)所示的化合物。需要说明的是，在本实施方式中，上述磷酸酯及其胺盐可以使用单独一种，或者可以组合使用两种以上。
[化2]
通式(3)中，R31为碳数为1以上且24以下的烃基，m31为1、2或3。在m31为2或3的情况下，多个R31可以相同也可以不同。
另外，通式(4)中，R41为碳数为1以上且24以下的烃基，m41为1或2。在m41为2的情况下，多个R41可以相同也可以不同。
作为R31和R41的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选为烷基、烯基，进一步优选为烯基。另外，从同样的观点出发，对于R31和R41的烃基的碳数而言，在该烃基为烷基、烯基的情况下，优选为1以上，更优选为8以上，进一步优选为12以上，特别优选为16以上。另外，上限优选为23以下，更优选为22以下，进一步优选为20以下。
磷酸酯的胺盐的情况下，作为R31和R41的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选为烷基、烯基，进一步优选为烷基。另外，对于此时的R31和R41的烃基的碳数而言，在该烃基为烷基、烯基的情况下，优选为2以上，更优选为3以上，进一步优选为4以上。另外，上限优选为16以下，更优选为12以下，进一步优选为10以下。
作为磷酸酯，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为上述通式(3)所示的化合物。另外，从同样的观点出发，在通式(3)所示的化合物之中，优选的是：R31为碳数为4以上且20以下的烃基，m31为1或2的化合物，更优选的是：R31为碳数为8以上且20以下的烷基、烯基的化合物，进一步优选的是：R31为碳数为12以上且20以下的烷基、烯基的化合物，特别优选的是：R31为碳数为16以上且20以下的烯基的化合物。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，磷酸酯及其胺盐的以组合物总量为基准的含量以磷原子计优选为0.01质量％以上，更优选为0.03质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上。另外，上限优选为1质量％以下，更优选为0.5质量％以下，进一步优选为0.3质量％以下。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，磷酸酯及其胺盐的以组合物总量为基准的含量优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进一步优选为1质量％以上。另外，上限优选为5质量％以下，更优选为4质量％以下，进一步优选为3质量％以下。
(多硫化物)
作为多硫化物，只要是分子中具有多个硫原子的化合物就可以没有特别限制地使用，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为选自下述通式(5)和(6)所示的化合物中的至少1种。
[化3]
通式(5)中，R51和R52各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，m51为2以上且10以下的整数。
另外，通式(6)中，R61和R63各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，R62为碳数为1以上且24以下的烃基，m61和m62为1以上且10以下的整数，p61为1以上且8以下的整数。
作为R51、R52、R61和R63的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R14和R16的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的烷基、烯基、环烷基、芳基、和芳烷基等，更优选为烷基、烯基，R51和R52的情况下进一步优选为烷基，R61和R63的情况下进一步优选为烯基。另外，从同样的观点出发，对于R51、R52、R61和R63的烃基的碳数而言，在该烃基为烷基、烯基的情况下，优选为2以上，更优选为3以上，进一步优选为4以上。另外，上限优选为16以下，更优选为8以下，进一步优选为6以下。
作为R62的碳数为1以上且24以下的烃基，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R15的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的亚烷基、亚烯基，更优选为亚烷基。另外，从同样的观点出发，碳数优选为2以上，更优选为3以上。另外，上限优选为16以下，更优选为12以下，进一步优选为8以下，特别优选为6以下。需要说明的是，p61为2以上的情况下，多个R62可以相同也可以不同。
m51为2以上且10以下的整数，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为8以下，更优选为6以下，进一步优选为4以下，特别优选为3以下。m61和m62为1以上且10以下的整数，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为8以下，更优选为6以下，进一步优选为4以下，特别优选为2。
另外，p61为1以上且8以下，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的观点出发，优选为6以下，更优选为4以下，进一步优选为3以下。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性且进一步降低臭味的观点出发，多硫化物的以组合物总量为基准的含量以硫原子计优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进一步优选为1质量％以上。另外，上限优选为5质量％以下，更优选为4质量％以下，进一步优选为3质量％以下。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性且进一步降低臭味的观点出发，多硫化物的以组合物总量为基准的含量优选为0.5质量％以上，更优选为1质量％以上，进一步优选为2.5质量％以上，特别优选为3.5质量％以上。另外，上限优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为7质量％以下，特别优选为6质量％以下。
<琥珀酸酰亚胺系分散剂>
本实施方式的润滑油组合物优选含有琥珀酸酰亚胺系分散剂。
作为琥珀酸酰亚胺系分散剂，可优选举出其分子中具有烯基、或烷基的烯基琥珀酸酰亚胺、或烷基琥珀酸酰亚胺，例如可以举出：下述通式(7)所示的琥珀酸单酰亚胺、下述通式(8)所示的琥珀酸二酰亚胺。
通式(7)中，R71为烯基或烷基，R72为碳数为1以上且6以下的亚烷基，m71为1以上且20以下的整数。另外，m71为2以上的情况下，多个R72可以相同也可以不同。
通式(8)中，R81和R84各自独立地为烯基或烷基，R82和R83为碳数为1以上且6以下的亚烷基，m81为0以上且20以下的整数。另外，m81为2以上的情况下，多个R82可以相同也可以不同。
R71、R81和R84的烯基或烷基优选为质均分子量为500以上的基团，更优选为700以上的基团，进一步优选为800以上的基团，另外，优选为3000以下的基团，更优选为2000以下的基团，进一步优选为1500以下的基团。若采用这样的烯基或烷基，则在基础油中的溶解性提高，可得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果。
作为R71、R81和R84的烯基，可以列举聚丁烯基、聚异丁烯基、乙烯-丙烯共聚物，作为烷基，可以举出将这些基团加氢而成的基团。聚丁烯基优选使用使1-丁烯与异丁烯的混合物或者高纯度的异丁烯聚合而成的基团。其中，作为烯基，优选为聚丁烯基、异丁烯基，作为烷基，可以举出将聚丁烯基、异丁烯基加氢而成的基团。在本实施方式中，从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果的观点出发，优选为烯基，即优选烯基琥珀酸酰亚胺。
作为R82和R83的碳数为1以上且6以下的亚烷基，从提高在基础油中的溶解度、和得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果的观点出发，可优选举出作为上述通式(1)中的R15的碳数为1以上且24以下的烃基而例示出的亚烷基。从同样的观点出发，R82和R83的亚烷基的碳数优选为2以上，另外，上限优选为5以下，更优选为4以下，进一步优选为3以下。
m71为1以上且20以下的整数，从提高在基础油中的溶解度、和得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果的观点出发，优选为2以上，更优选为3以上，上限优选为15以下，更优选为10以下，进一步优选为5以下，特别优选为3或4。另外，m81为0以上且20以下的整数，从与m71同样的观点出发，优选为1以上，更优选为2以上，上限优选为15以下，更优选为10以下，进一步优选为5以下，特别优选为3或4。
另外，在本实施方式中，琥珀酸酰亚胺系分散剂可以为硼化琥珀酸酰亚胺。硼化琥珀酸酰亚胺是使硼酸、硼酸盐、硼酸酯等硼化合物与上述琥珀酸酰亚胺进行反应而得到的。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果的观点出发，硼化琥珀酸酰亚胺中的硼原子与氮原子的质量比(B/N)优选为0.1以上，更优选为0.2以上，进一步优选为0.5以上。另外，从同样的观点出发，上限优选为3以下，更优选为2以下，进一步优选为1.5以下。
从得到更优异的耐烧结性和耐磨损性的提高效果的观点出发，琥珀酸酰亚胺系分散剂的以组合物总量为基准的含量优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进一步优选为1质量％以上，特别优选为2质量％以上。另外，上限优选为15质量％以下，更优选为10质量％以下，进一步优选为8质量％以下，特别优选为7质量％以下。
<其他添加剂>
在不损害发明目的的范围内，本实施方式的润滑油组合物可以适当选择配合除了上述的至少包含矿物油的基础油、含有硫和磷的耐磨剂、磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物、琥珀酸酰亚胺系分散剂以外的其他添加剂，例如抗氧化剂、耐磨剂、极压剂、粘度指数提高剂、降凝剂、分散剂、消泡剂等其他添加剂。这些添加剂可以单独使用，或组合两种以上使用。本实施方式的润滑油组合物可以由上述至少包含矿物油的基础油和含有硫和磷的耐磨剂组成，也可以由至少包含矿物油的基础油、含有硫和磷的耐磨剂和磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物组成，也可以由至少包含矿物油的基础油、含有硫和磷的耐磨剂、磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物和琥珀酸酰亚胺系分散剂组成，另外，也可以由至少包含矿物油的基础油、含有硫和磷的耐磨剂、磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物、琥珀酸酰亚胺系分散剂和其他添加剂组成。
其他添加剂的合计含量只要为不违反发明目的的范围就没有特别限制，若考虑添加其他添加剂的效果，则以组合物总量为基准计，优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进一步优选为1质量％以上。另外，作为上限，优选为15质量％以下，更优选为13质量％以下，进一步优选为10质量％以下。
(抗氧化剂)
作为抗氧化剂，例如可以举出：二苯胺系抗氧化剂、萘基胺系抗氧化剂等胺系抗氧化剂；一元酚系抗氧化剂、二元酚系抗氧化剂、受阻酚系抗氧化剂等酚系抗氧化剂；使三氧化钼和/或钼酸与胺化合物进行反应而成的钼胺络合物等钼系抗氧化剂；吩噻嗪、二(十八烷基)硫醚、3，3′-硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑等硫系抗氧化剂；亚磷酸三苯酯、亚磷酸二异丙基单苯基酯、亚磷酸单丁基二苯基酯等磷系抗氧化剂等。
抗氧化剂的含量以组合物总量为基准计优选为0.1质量％以上，更优选为0.3质量％以上，进一步优选为0.5质量％以上。另外，上限优选为3质量％以下，更优选为2质量％以下，进一步优选为1.5质量％以下。
(耐磨剂或极压剂)
作为耐磨剂或极压剂，可以举出除了上述的含有硫和磷的耐磨剂、磷酸酯及其胺盐、多硫化物以外的耐磨剂或极压剂，例如硫代碳酸酯类、噻二唑类等含硫化合物、二硫代磷酸锌、磷酸锌、二硫代氨基甲酸锌、二硫代氨基甲酸钼、二硫代磷酸钼等含金属化合物等。
(粘度指数提高剂)
作为粘度指数提高剂，例如可以举出非分散型聚甲基丙烯酸酯、分散型聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯系共聚物(例如苯乙烯-二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物等)等聚合物。
(降凝剂)
作为降凝剂，例如可以举出：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯代链烷烃与萘的缩合物、氯代链烷烃与苯酚的缩合物、聚甲基丙烯酸酯、聚烷基苯乙烯等。
(分散剂)
作为分散剂，可以举出除了上述琥珀酸酰亚胺系分散剂以外的分散剂，例如苄基胺类、含硼苄基胺类、琥珀酸酯类、脂肪酸或以琥珀酸为代表的一元或二元羧酸酰胺类等无灰系分散剂。
(消泡剂)
作为消泡剂，例如可以举出：硅油、氟代硅油和氟烷基醚等。
<润滑油组合物的各种物性>
本实施方式的润滑油组合物的100℃运动粘度优选为8mm2/s以上，更优选为8.5mm2/s以上，进一步优选为9.5mm2/s以上。另外，上限优选为12mm2/s以下，更优选为11.9mm2/s以下，进一步优选为11.8mm2/s以下。本实施方式的润滑油组合物的40℃运动粘度优选为20mm2/s以上，更优选为40mm2/s以上，进一步优选为60mm2/s以上。另外，上限优选为110mm2/s以下，更优选为105mm2/s以下，进一步优选为100mm2/s以下。若润滑油组合物的运动粘度为上述范围内，则可得到更优异的耐烧结性和耐磨损性，另外可以在滑动面形成充分的油膜而降低因油膜耗尽导致的设备磨损。
另外，从同样的观点出发，润滑油组合物的粘度指数优选为95以上，更优选为100以上，进一步优选为105以上。
本实施方式的润滑油组合物的基于Shell四球磨损试验的磨损痕径(mm)优选不足0.45mm，更优选为0.4mm以下，进一步优选为0.38mm以下。此处，基于Shell四球磨损试验的磨损痕径(mm)是通过实施例中记载的方法进行测定而得的值。
另外，本实施方式的润滑油组合物的基于高速梯姆肯(Timken)试验的合格载重(lbs)优选为15lbs以上，更优选为16lbs以上，进一步优选为17lbs以上。此处，基于高速梯姆肯(Timken)试验的合格载重(lbs)是通过实施例中记载的方法进行测定而得的值。
<用途>
如以上说明，本实施方式的润滑油组合物的耐烧结性和耐磨损性优异。本实施方式的润滑油组合物活用这样的特性，例如适宜用作在汽油发动机、柴油发动机、其他内燃机中使用的内燃机油、汽油汽车、混合动力汽车、电动汽车等的汽车用齿轮油、其他常规机械等的工业用齿轮油等齿轮油。汽车用齿轮油之中，特别适宜用作手动变速器油、差动齿轮油。另外，也适宜用于其他用途，例如内燃机、液压机械、涡轮机、压缩机、机床、切削机械、具备齿轮(gear)、流体轴承、滚动轴承的机械等。
〔润滑方法〕
本实施方式的润滑方法是使用上述本实施方式的润滑油组合物的润滑方法。本实施方式的润滑方法中使用的润滑油组合物的耐烧结性和耐磨损性优异。因此，本实施方式的润滑方法例如适宜用于内燃机的润滑、汽油汽车、混合动力汽车、电动汽车等的汽车用齿轮的润滑、其他常规机械等的工业用齿轮的润滑等齿轮的润滑。另外，也适宜用于其他用途，例如内燃机、液压机械、涡轮机、压缩机、机床、切削机械、具备齿轮(gear)、流体轴承、滚动轴承的机械等中的润滑。
〔齿轮〕
本实施方式的齿轮是使用上述本实施方式的润滑油组合物的齿轮。本实施方式的齿轮中使用的润滑油组合物的耐烧结性和耐磨损性优异。因此，本实施方式的齿轮例如适宜用于汽油汽车、混合动力汽车、电动汽车等的汽车用齿轮、其他常规机械等的工业用齿轮的润滑等的齿轮。
实施例
接着，通过实施例进一步详细说明本发明，本发明不受这些例子的任何限定。
实施例1～8、比较例1～4
依表1所示的配合配方(质量％)制备了润滑油组合物。对于所得到的润滑油组合物，通过以下的方法进行各种试验，对其物性进行了评价。评价结果示于表1和表2。
润滑油组合物的性状的测定和评价利用以下方法进行。
(1)运动粘度
依据JIS K 2283：2000，测定了40℃、100℃时的运动粘度。
(2)粘度指数(VI)
依据JIS K 2283：2000进行了测定。
(3)硫原子、和磷原子的含量
依据JIS-5S-38-92进行了测定。
(4)Shell四球磨损试验
依据ASTM D4172-94(2010)，在80℃、1500rpm、196N、60分钟的条件下进行试验，测定磨损痕径(mm)，以下述基准进行判定。该值越小，则表示耐磨损性越优异。
A：磨损痕径不足0.45mm。
B：磨损痕径为0.45mm以上且不足0.6mm。
C：磨损痕径为0.6mm以上。
(5)高速梯姆肯(Timken)试验
依据JIS K2519，将转速设为3000rpm、将油温设为40℃，利用递进载重将最初的载重从5lbs开始，发生了烧结的情况下降低2.5lbs，未烧结的情况下提高2.5lbs载重，反复进行该试验，将不产生烧结的最大载重设为OK载重(lbs)。对于OK载重，以下述基准进行判定。该值越大，则表示耐烧结性越优异。
A：OK载重为20lbs以上。
B：OK载重为15lbs以上且不足20lbs。
C：OK载重不足15lbs。
[表1]
另外，本实施例中使用的表1所示的各成分的细节如下所述。需要说明的是，在本说明书中，对于硫原子含量和磷原子含量，虽然也可以根据耐磨剂中的硫含量、磷含量等算出，但是应用上述“(3)硫原子、和磷原子的含量”的测定方法的测定值，另外，如上所述，以组合物总量为基准的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为根据硫原子和磷原子的含量的测定值进行计算而得到的值。
·500N矿物油(加氢精制矿物油)：100℃运动粘度：10.9mm2/s、40℃运动粘度：97.5mm2/s、粘度指数：96、分类为API基础油类别的组II的矿物油
·含有硫和磷的耐磨剂A：通式(1)中的X11为氧原子、R11为氢原子、R12为-O-C2H4-S-C8H17、R13为-O-C2H4-S-C8H17、硫含量：14质量％、磷含量：6质量％
·含有硫和磷的耐磨剂B：通式(2)中的X21为氧原子、X22为氧原子、X23为硫原子、X24为硫原子、R21为异丙基、R22为异丙基、R23为-CH2CH＜、R24为氢原子、R25为-C(＝O)OC2H5、硫含量：20质量％、磷含量：10质量％
·含有硫和磷的耐磨剂C：通式(2)中的X21为氧原子、X22为氧原子、X23为硫原子、X24为硫原子、R21为异丁基、R22为异丁基、R23为-CH2CH＜、R24为甲基、R25为-COOH、硫含量：20质量％、磷含量：8质量％
·磷酸酯：酸性磷酸油烯基酯(酸性磷酸单油烯基酯和酸性磷酸二油烯基酯的混合物)
·磷酸酯胺盐：酸性磷酸2-乙基己酯的牛脂胺盐(“Phosair-41(商品名)”、SC有机化学株式会社)
·多硫化物A：二叔丁基多硫化物(硫含量：40质量％、通式(5)中的R51和R52为叔丁基、m51为2、3的混合物。)
·多硫化物B：二硫化物(硫含量：40质量％、通式(6)中的R61和R63为2-甲基-2-丙烯基，R63为2，2-二甲基亚乙基，m61和m62为2，p61为1。)
·琥珀酸酰亚胺系分散剂：硼化琥珀酸酰亚胺(硼化聚丁烯基琥珀酸单酰亚胺(聚异丁烯基的质均分子量：1100、氮含量：1.6质量％、硼含量：0.4质量％))
·抗氧化剂：胺系抗氧化剂
根据表1的结果，确认了实施例1～8的润滑油组合物的耐烧结性和耐磨损性优异。
另一方面，确认了不包含含有硫和磷的耐磨剂的比较例1的润滑油组合物的耐磨损性低，硫原子与磷原子的质量比(S/P比)低至7.1的比较例2的润滑油组合物、该质量比(S/P比)高达18.3的比较例3的润滑油组合物的耐烧结性低。
以上，确认了通过本实施方式的构成，即包含基础油、含有硫和磷的耐磨剂且组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比(S/P比)为规定范围这样的构成，首次可得到优异的耐烧结性和耐磨损性。
产业上的可利用性
本实施方式的润滑油组合物的耐烧结性和耐磨损性优异。因此，例如适宜用作在汽油发动机、柴油发动机、其他内燃机中使用的内燃机油、汽油汽车、混合动力汽车、电动汽车等的汽车用齿轮油、其他常规机械等的工业用齿轮油等齿轮油。
Claims (13)
1.一种润滑油组合物，其包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比、即S/P比为7.5以上且16以下。
2.如权利要求1所述的润滑油组合物，其中，还包含选自磷酸酯及其胺盐、以及多硫化物中的至少1种。
3.如权利要求1或2所述的润滑油组合物，其中，所述含有硫和磷的耐磨剂为选自下述通式(1)和(2)所示的化合物中的至少1种，
通式(1)中，R11为氢原子、羟基或巯基，R12和R13各自独立地为羟基、巯基、-X12-R14或-X13-R15-X14-R16，R12和R13中的至少一方为-X12-R14或-X13-R15-X14-R16，X11、X12、X13和X14各自独立地为氧原子或硫原子，X11、X12、X13和X14中的至少一个为硫原子，
而且，R14和R16各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，R15为碳数为1以上且24以下的烃基，
通式(2)中，R21、R22和R24各自独立地为氢原子或碳数为1以上且24以下的烃基，R23为碳数为1以上且24以下的烃基，R25为有机基团或含氮基团，X21、X22、X23和X24各自独立地为氧原子或硫原子，X21、X22、X23和X24中的至少一个为硫原子。
4.如权利要求3所述的润滑油组合物，其中，
所述通式(1)中，R11为氢原子或羟基，R12和R13各自独立地为羟基或-X13-R15—X14—R16，R12和R13中的至少一方为—X13-R15-X14-R16，R15为碳数为1以上且4以下的烃基，R16为碳数为6以上且10以下的烃基，X11为氧原子，X13和X14各自独立地为氧原子或硫原子，X13和X14中的至少一方为硫原子。
5.如权利要求3或4所述的润滑油组合物，其中，
所述通式(2)中，R21和R22各自独立地为碳数为1以上且6以下的烃基，R23为碳数为1以上且4以下的烃基，R24为氢原子或碳数为1以上且4以下的烃基，R25为羧基、具有碳数为1以上且4以下的烷基的酰氧基或具有碳数为1以上且4以下的烷基的烷基酯基，X21和X22为氧原子，X23和X24为硫原子。
6.如权利要求2～5中任一项所述的润滑油组合物，其中，
所述磷酸酯为选自下述通式(3)和(4)所示的化合物中的至少1种，
通式(3)中，R31为碳数为1以上且24以下的烃基，m31为1、2或3，在m31为2或3的情况下，多个R31相同或不同，
另外，通式(4)中，R41为碳数为1以上且24以下的烃基，m41为1或2，在m41为2的情况下，多个R41相同或不同。
7.如权利要求2～6中任一项所述的润滑油组合物，其中，
所述多硫化物为选自下述通式(5)和(6)所示的化合物中的至少1种，
通式(5)中，R51和R52各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，m51为2以上且10以下的整数，
另外，通式(6)中，R61和R63各自独立地为碳数为1以上且24以下的烃基，R62为碳数为1以上且24以下的烃基，m61和m62为1以上且10以下的整数，p61为1以上且8以下的整数。
8.如权利要求1～7中任一项所述的润滑油组合物，其中，
还包含琥珀酸酰亚胺系分散剂。
9.如权利要求1～8中任一项所述的润滑油组合物，其100℃运动粘度为8mm2/s以上且12mm2/s以下。
10.如权利要求1～9中任一项所述的润滑油组合物，其用于齿轮油。
11.一种润滑方法，其使用了润滑油组合物，所述润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比、即S/P比为7.5以上且16以下。
12.如权利要求11所述的润滑方法，其对齿轮进行润滑。
13.一种齿轮，其使用了润滑油组合物，所述润滑油组合物包含至少包含矿物油的基础油、和含有硫和磷的耐磨剂，组合物中所包含的硫原子与磷原子的质量比、即S/P比为7.5以上且16以下。
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