CN112805359A - 空气压缩机用润滑油组合物、空气压缩机的润滑方法和空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
提供在氧化稳定性优异的同时防锈性和贮藏稳定性优异的空气压缩机用润滑油组合物、使用了其的空气压缩机的润滑方法和空气压缩机,所述空气压缩机用润滑油组合物含有防锈剂(B)和包含聚亚烷基二醇的基础油(A),该聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计为65.0质量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及空气压缩机用润滑油组合物、空气压缩机的润滑方法和空气压缩机。
背景技术
空气压缩机用润滑油组合物是在容易产生与氧化劣化相伴的淤渣等析出物的高温环境下长期使用这样的严苛环境下使用的组合物。淤渣等析出物有时引发如下问题:例如,因附着于旋转体的轴承并发热而导致轴承损伤、设置在循环线中的过滤器发生堵塞、因堆积至控制阀而导致控制不良等,对空气压缩机用润滑油组合物要求抑制氧化。因此,对于空气压缩机中使用的润滑油组合物而言,主要针对润滑基础油、抗氧化剂等添加剂进行了各种研究。
例如,专利文献1公开了空气压缩机用润滑油组合物,其含有:聚二醇系合成油与酯系合成油的混合油即合成基础油、以及选自非对称型二苯基胺系化合物等特定化合物组中的1种以上的胺系抗氧化剂。根据专利文献1,示出了能够适当抑制氧化且能够抑制淤渣析出的结果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2013/146805号。
发明内容
发明所要解决的课题
然而,空气压缩机是由于水、水蒸气等水分混入至其设备体系内,容易使由铁等构成的设备体系内的表面生锈,因此容易引发由锈导致的轴承损伤、其它上述问题的设备。对于生锈,研究了在空气压缩机的构成部件中使用不易生锈的材料,但会导致成本上升,因此,对于空气压缩机所使用的润滑油组合物而言,还研究了抑制生锈的方法。
专利文献1所述的空气压缩机用润滑油组合物中,作为润滑基础油使用的聚二醇系合成油是具有不易氧化劣化且即便氧化劣化也不易析出淤渣等析出物这一性状的、即在氧化稳定性和贮藏稳定性方面具有优点的基础油,另一方面,也是具有水分溶解性高、会促进设备体系内生锈这一性状,在防锈性方面具有缺点的基础油。因此,无法说专利文献1所述的空气压缩机用润滑油组合物兼具氧化稳定性以及防锈性和贮藏稳定性,期望兼具这些性能的空气压缩机用润滑油组合物。
本发明是鉴于上述情况而进行的,其目的在于,提供在氧化稳定性优异的同时防锈性和贮藏稳定性优异的空气压缩机用润滑油组合物、使用了其的空气压缩机的润滑方法和空气压缩机。
用于解决问题的方法
本发明人等为了解决上述课题而反复深入研究,结果发现:通过下述发明能够得以解决。即,本发明提供具有下述构成的空气压缩机用润滑油组合物、使用了其的空气压缩机的润滑方法和空气压缩机。
1. 空气压缩机用润滑油组合物,其含有防锈剂(B)和包含聚亚烷基二醇的基础油(A),该聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计为65.0质量%以上。
2. 空气压缩机的润滑方法,其使用上述1所述的空气压缩机用润滑油组合物。
3. 空气压缩机,其使用上述1所述的空气压缩机用润滑油组合物。
发明效果
根据本发明,可提供在氧化稳定性优异的同时防锈性和贮藏稳定性优异的空气压缩机用润滑油组合物、使用了其的空气压缩机的润滑方法和空气压缩机。
具体实施方式
以下,具体说明本发明的实施方式(以下有时简称为“本实施方式”)所述的空气压缩机用润滑油组合物、使用了其的空气压缩机的润滑方法和空气压缩机。需要说明的是,本说明书中,与数值范围的记载有关的“以上”、“以下”和“~”涉及的数值是可任意组合的数值,且可以将实施例中的数值设定为上限或下限。
〔空气压缩机用润滑油组合物〕
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物的特征在于,其含有防锈剂(B)和包含聚亚烷基二醇的基础油(A),该聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计为65.0质量%以上。
(包含聚亚烷基二醇的基础油(A))
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物中含有包含聚亚烷基二醇的基础油(A)(以下有时简称为“基础油(A)”)。聚亚烷基二醇是具有不易氧化劣化且即便氧化劣化也不易析出淤渣等析出物这一性状的基础油、即在氧化稳定性和贮藏稳定性的方面优异的基础油,因此,通过使用包含其的基础油(A),还能够获得作为润滑油组合物的优异的氧化稳定性和贮藏稳定性。
作为聚亚烷基二醇,可列举出例如将环氧烷烃聚合或共聚而得的聚合物,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选至少一个以上的末端被取代基封端而得的聚亚烷基二醇。这种聚亚烷基二醇可以单独使用或组合多种来使用。
作为至少一个以上的末端被取代基封端而得的聚亚烷基二醇,更具体而言,可优选列举出例如下述通式(1)所示的化合物。
[化1]
上述通式(1)中,R11为氢原子、碳原子数1~10的一价烃基、碳原子数2~10的酰基、碳原子数1~10的2~6价烃基、或者成环原子数3~10的杂环基,R12为碳原子数2~4的亚烷基,R13为氢原子、碳原子数1~10的一价烃基、碳原子数2~10的酰基或成环原子数3~10的杂环基,R12和R13存在多个时,可以相同也可以不同。此外,n11为1以上的数,n12为1~6的整数。
从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选通式(1)中的R11和R13中的至少一者为碳原子数1~10的一价烃基、碳原子数2~10的酰基、碳原子数1~10的2~6价的烃基或成环原子数3~10的杂环基,即优选不是氢原子,更优选为碳原子数1~10的一价烃基。此外,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,特别优选R11和R13均为碳原子数1~10的一价烃基。此处,R11和R13包括直链状、支链状的基团。
作为R11和R13的碳原子数1~10的一价烃基,可列举出例如甲基、乙基、丙基(例如正丙基、异丙基)、丁基(例如,除了正丁基的直链状之外,还包括异丁基、仲丁基、叔丁基的支链状基团。以下例示的基团也相同)、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等烷基;环戊基、环己基、甲基环己基、乙基环己基、丙基环己基、二甲基环己基等环烷基;苯基、甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、三甲基苯基、丁基苯基、萘基等芳基;苄基、苯基乙基、甲基苄基、苯基丙基、苯基丁基等芳基烷基等。此外,还可列举出从上述烷基、环烷基和芳基烷基中去除2个氢原子而得的各种烯基、环烯基、芳基烯基等。
此外,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,一价烃基的碳原子数优选为1以上,作为上限,优选为10以下、更优选为6以下、进一步优选为4以下。
关于R11和R13的碳原子数2~10的酰基,作为酰基所具有的烃基部分,在作为上述R11和R13而例示的一价烃基之中,可列举出碳原子数1~9的烃基,直链、支链、环状均可。
此外,作为酰基的碳原子数,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为2以上,作为上限,优选为10以下、更优选为6以下。
作为R11的2~6价烃基,可列举出从上述R11的一价烃基中进一步去除1~5个氢原子而得的残基;从三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、山梨糖醇、1,2,3-三羟基环己烷、1,3,5-三羟基环己烷等多元醇中去除羟基而得的残基等。
作为2~6价烃基的碳原子数,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为1以上,作为上限,优选为10以下、更优选为6以下、进一步优选为4以下。
作为R11和R13的成环原子数3~10的杂环基,可列举出含氧原子的杂环基或含硫原子的杂环基。杂环基可以是饱和环,也可以是不饱和环。
作为含氧原子的杂环基,可列举出例如将1,3-环氧丙烷、四氢呋喃、四氢吡喃和六亚甲基氧化物等含氧原子的饱和杂环;乙炔氧化物、呋喃、吡喃、氧基环庚三烯、异苯并呋喃和异苯并吡喃等含氧原子的不饱和杂环所具有的氢原子去除1~6个而得的残基。
此外,作为含硫原子的杂环基,可列举出例如将环硫乙烷、硫杂环丁烷、四氢噻吩、四氢噻喃和硫杂环庚烷等含硫原子的饱和杂环;环硫乙烯、噻吩、噻喃和硫代三联吡啶等含硫原子的不饱和杂环等所具有的氢原子去除1~6个而得的残基。
从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,杂环基的成环原子数优选为3以上、更优选为5以上,作为上限,优选为10以下、更优选为6以下。
作为R12的碳原子数2~4的亚烷基,可列举出例如亚乙基(-CH2CH2-)等碳原子数2的亚烷基;三亚甲基(-CH2CH2CH2-)、1-甲基亚乙基(亚丙基)(-CH(CH3)CH2-)等碳原子数3的亚烷基;四亚甲基(-CH2CH2CH2CH2-)、1-甲基三亚甲基(-CH(CH3)CH2CH2-)、2-甲基三亚甲基(-CH2CH(CH3)CH2-)、亚丁基(-C(CH3)2CH2-)、1-乙基亚乙基(-CH(CH2CH3)CH2-、1,2-二甲基亚乙基(-CH(CH3)-CH(CH3)-)等碳原子数4的亚烷基等直链状或支链状的亚烷基。R12存在多个时,多个R12彼此可以相同也可以不同。
这些之中,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,作为R12,优选为亚乙基(-CH2CH2-)、1-甲基亚乙基(亚丙基)(-CH(CH3)CH2-)。
n12为1~6的整数,可根据与上述通式(1)中的R11键合的部位的数量来确定。例如,R11为烷基、环烷基等一价烃基、酰基时,n12成为1。换言之,R11为烃基或杂环基,该基团的价数为1、2、3、4、5和6价时,n12分别成为1、2、3、4、5和6。
从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,n12优选为1以上,作为上限,优选为4以下、更优选为3以下,特别优选为1。
n11为1以上的数,其是根据上述通式(1)所示的化合物的数均分子量的值而适当设定的值。使用不同的2种以上的前述通式(1)所示化合物时,n11的值成为平均值(加权平均值),该平均值只要为1以上即可。
从提高氧化稳定性和贮藏稳定性且提高润滑油组合物的粘度指数的观点出发,聚亚烷基二醇的数均分子量(Mn)优选为200以上、更优选为240以上、进一步优选为280以上、更进一步优选为320以上,作为上限,优选为10,000以下、更优选为5,000以下、进一步优选为3,000以下、更进一步优选为1,500以下。
此处,本说明书中,数均分子量(Mn)是利用凝胶渗透色谱(GPC)法而测得的标准聚苯乙烯换算的值,作为测定条件,可列举出实施例中记载的条件。
聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计需要为65.0质量%以上。若该含量小于65.0质量%,则得不到优异的氧化稳定性和贮藏稳定性。从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计优选为67.0质量%以上、更优选为69.0质量%以上、进一步优选为70.0质量%以上、更进一步优选为71.0质量%以上,若考虑进一步获得优异的防锈性,则作为上限,优选为99.95质量%以下、更优选为97.5质量%以下、进一步优选为90.0质量%以下、更进一步优选为85.0质量%以下。
(多元醇酯)
本实施方式中,基础油(A)可以包含除上述聚亚烷基二醇之外的基础油。作为可与聚亚烷基二醇组合使用的基础油,可优选列举出多元醇酯。作为基础油,若将聚亚烷基二醇与多元醇酯组合使用,则在氧化稳定性提高的同时,防锈性和贮藏稳定性也提高。
作为多元醇酯,可优选使用例如二醇或具有3~20个左右的羟基的多元醇与碳原子数为1~24左右的脂肪酸形成的酯。
作为二醇,可列举出例如乙二醇、各种丙二醇、各种丁二醇、各种戊二醇、各种己二醇、各种庚二醇、各种辛二醇、各种壬二醇、各种癸二醇、各种十一烷二醇、各种十二烷二醇等。
作为具有3~20个左右的羟基的多元醇,可列举出例如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、三羟甲基戊烷、三羟甲基己烷、三羟甲基庚烷、二(三羟甲基丙烷)、三(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、甘油、聚甘油(甘油的2~20聚物)、1,3,5-戊三醇、山梨糖醇、脱水山梨糖醇、山梨糖醇甘油缩合物、侧金盏花醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露醇等多元醇;木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维素二糖、麦芽糖、异麦芽糖、海藻糖、蔗糖、蜜三糖、龙胆三糖、松三糖等糖类;以及它们的部分醚化物和甲基葡糖苷(糖甙)等。
在上述二醇或具有3~20个左右的羟基的多元醇中,尤其是通过与上述聚亚烷基二醇的组合,从在提高氧化稳定性的同时提高防锈性和贮藏稳定性的观点出发,优选为三羟甲基丙烷、新戊二醇、季戊四醇和它们的二分子或三分子的脱水缩合物,更优选为三羟甲基丙烷、新戊二醇和季戊四醇,进一步优选为三羟甲基丙烷。
作为用于形成多元醇酯的脂肪酸,碳原子数没有特别限定,通常使用碳原子数1~24的脂肪酸。碳原子数1~24的脂肪酸之中,从提高氧化稳定性、防锈性、贮藏稳定性和润滑性的观点出发,优选碳原子数3以上的脂肪酸,更优选碳原子数4以上的脂肪酸,进一步优选碳原子数5以上的脂肪酸,更进一步优选为碳原子数10以上的脂肪酸。此外,若进一步考虑与防锈剂(B)的相容性,则优选为碳原子数18以下的脂肪酸,更优选为碳原子数12以下的脂肪酸。
脂肪酸可以为直链状脂肪酸、支链状脂肪酸中的任一者,也可以为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸中的任一者,若考虑到氧化稳定性和贮藏稳定性,则优选为饱和脂肪酸。
作为脂肪酸,具体而言,可列举出戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、油酸等脂肪酸;α碳原子为季碳的所谓新酸等。更具体而言,可优选列举出戊酸(正戊酸)、己酸(正己酸)、庚酸(正庚酸)、辛酸(正辛酸)、壬酸(正壬酸)、癸酸(正癸酸)、油酸(顺式-9-十八碳烯酸)、异戊酸(3-甲基丁酸)、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸、3,5,5-三甲基己酸等。
作为多元醇酯,可以是多元醇的全部羟基未经酯化而残留的偏酯,也可以是全部羟基被酯化的全酯,此外,还可以是偏酯与全酯的混合物。从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为全酯。
此外,作为多元醇酯,在上述多元醇酯之中,从提高氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为分子内具有一个以上的季碳且该季碳中的至少一个键合有1~4个羟甲基而成的受阻多元醇与脂肪族单羧酸的酯、即受阻酯。在受阻酯之中,优选与作为上述优选的二醇或多元醇而例示的三羟甲基丙烷、新戊二醇、季戊四醇和它们的二分子或三分子的脱水缩合物、更优选的三羟甲基丙烷、新戊二醇和季戊四醇、进一步优选的三羟甲基丙烷的酯对应的受阻酯。
作为用于形成受阻酯的脂肪族单羧酸,可列举出碳原子数5~22的饱和脂肪族单羧酸。作为脂肪族单羧酸,可列举出作为用于形成上述多元醇酯的脂肪酸而例示的脂肪酸之中具有1个羧基的脂肪酸,作为饱和脂肪族单羧酸,可列举出上述脂肪酸之中不含不饱和基团且具有1个羧基的脂肪酸。脂肪族单羧酸的酰基可以为直链状、支链状中的任一者。
作为脂肪族单羧酸的碳原子数,优选为5~18、更优选为6~14、进一步优选为8~10。
此外,这些脂肪族单羧酸在酯化时,可以单独使用或组合多种来使用。
作为多元醇酯的数均分子量(Mn),优选为100以上、更优选为200以上、进一步优选为300以上、更进一步优选为400以上,作为上限,优选为8,000以下、更优选为4,000以下、进一步优选为2,000以下、更进一步优选为1,000以下。
从在提高氧化稳定性的同时还提高防锈性和贮藏稳定性的观点出发,多元醇酯的含量以组合物总量基准计优选为3.0质量%以上、更优选为5.0质量%以上、进一步优选为10.0质量%以上、更进一步优选为15.0质量%以上,作为上限,优选为35.0质量%以下、更优选为30.0质量%以下、进一步优选为25.0质量%以下。
此外,从在提高氧化稳定性的同时还提高防锈性和贮藏稳定性的观点出发,聚亚烷基二醇与多元醇酯的含量的质量比优选为55:45~95:5,更优选为65:35~90:10,进一步优选为70:30~85:15,更进一步优选为75:25~80:20。
(矿物油)
本实施方式中,作为可与聚亚烷基二醇组合使用的基础油,还可列举出矿物油。作为矿物油,可列举出例如将链烷烃系原油、中间基系原油、环烷烃系原油等原油进行常压蒸馏而得到的常压渣油;将这些常压渣油进行减压蒸馏而得到的馏出油;对该馏出油实施溶剂脱沥青、溶剂萃取、氢化裂化、溶剂脱蜡、催化脱蜡、氢化提纯等提纯处理中的一种以上而得到的矿物油;将通过费托法等由天然气制造的蜡(GTL蜡(Gas To Liquids WAX,天然气合成油蜡))进行异构化而得到的矿物油(GTL)等。优选为被分类为mata、API(美国石油协会)的基础油种类的第2或3组的矿物油。这些矿物油可以单独使用或组合多种来使用。
矿物油的含量没有特别限定,从在提高氧化稳定性的同时提高防锈性和贮藏稳定性的观点出发,越少越优选,以组合物总量基准计通常为5.0质量%以下、优选为3.0质量%以下、更优选为1.0质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下、更进一步优选为0质量%,即优选不含。
(其它的基础油)
本实施方式中,作为可以与聚亚烷基二醇组合使用的其它基础油,也可列举出聚-α-烯烃。作为聚-α-烯烃,可以使用各种聚-α-烯烃,例如,通常可列举出碳原子数8~18的α-烯烃的聚合物。其中,从氧化稳定性、润滑性等观点出发,可优选列举出1-十二碳烯、1-癸烯、1-辛烯的聚合物,更优选为1-癸烯的三聚物和四聚物。这些聚-α-烯烃可单独使用或组合多种来使用。
此外,作为其它基础油,也可列举出烷基苯、烷基萘、烷基蒽、烷基菲、烷基联苯等烷基化芳香族化合物等。这些烷基化芳香族化合物中的烷基的碳原子数优选为1~40、更优选为4~35。此外,这些烷基化芳香族化合物可单独使用或组合多种来使用。
聚-α-烯烃、烷基化芳香族化合物的含量没有特别限定,例如,以组合物总量基准计为0.5质量%以上且10.0质量%以下左右。
(防锈剂(B))
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物包含防锈剂(B)。本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物中,作为基础油,使用具有水分溶解性高、促进生锈这一性状的聚亚烷基二醇,因此,若不含防锈剂(B)则得不到防锈性。
作为防锈剂(B),可以从在润滑油组合物中作为表现防锈性的制剂使用的防锈剂、例如磺酸金属盐、羧酸酰胺、咪唑系化合物、琥珀酸酯、苯并三唑系化合物、有机亚磷酸酯、有机磷酸酯、有机磷酸金属盐、多元醇酯等中无限制地使用,考虑到与包含具有促进生锈这一性状的聚亚烷基二醇作为基础油的基础油(A)一同使用,作为在与该基础油(A)的关系方面表现更优异防锈性的物质,优选为磺酸金属盐、羧酸酰胺、咪唑系化合物、琥珀酸酯、苯并三唑系化合物,更优选为磺酸金属盐、咪唑系化合物、琥珀酸酯、苯并三唑系化合物,进一步优选为磺酸金属盐、咪唑系化合物、琥珀酸酯。此外,根据与基础油(A)的关系,根据防锈剂种类的不同,为了获得更优异的防锈性而增加含量时,有时容易析出淤渣等析出物、贮藏稳定性降低,若使用这些防锈剂,则能够以更少的量表现出优异的防锈性,因此,在获得防锈性的同时,获得更优异的贮藏稳定性。这些防锈剂可单独使用或组合多种来使用。
(磺酸金属盐)
磺酸金属盐为各种磺酸的金属盐。
作为形成磺酸金属盐的各种磺酸,可列举出芳香族石油磺酸、烷基磺酸、芳基磺酸、烷基芳基磺酸等,更具体而言,可优选列举出十二烷基苯磺酸、二月桂基鲸蜡基苯磺酸、石蜡取代苯磺酸、聚烯烃取代苯磺酸、聚异丁烯取代苯磺酸、萘磺酸、二壬基萘磺酸等。
作为形成磺酸金属盐的金属,可优选列举出钠、镁、钙、锌、钡等,其中,从防锈性和贮藏稳定性、进而获取容易性的观点出发,优选为钙、钡,更优选为钡,即优选为磺酸钙盐、磺酸钡盐,更优选为磺酸钡盐。
作为磺酸金属盐(以下也称为“金属磺酸盐”),可优选列举出过碱性金属磺酸盐、中性金属磺酸盐等,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,优选为中性金属磺酸盐。此外,作为过碱性金属磺酸盐、中性金属磺酸盐,从防锈性和贮藏稳定性、进而获取容易性的观点出发,可优选列举出过碱性钙磺酸盐、过碱性钡磺酸盐、中性钙磺酸盐、中性钡磺酸盐,更优选为中性钙磺酸盐、中性钡磺酸盐。
从防锈性和贮藏稳定性、进而获取容易性的观点出发,过碱性金属磺酸盐的碱值优选为300mgKOH/g以上、更优选为400mgKOH/g以上、进一步优选为500mgKOH/g以上,作为上限,优选为700mgKOH/g以下、更优选为600mgKOH/g以下、进一步优选为550mgKOH/g以下。本说明书中,碱值是按照JIS K2501:2003记载的方法而测得的值。
此外,从防锈性和贮藏稳定性、进而获取容易性的观点出发,中性金属磺酸盐的碱值优选为200mgKOH/g以下、更优选为100mgKOH/g以下、进一步优选为60mgKOH/g以下、更进一步优选为40mgKOH/g以下、特别优选为10mgKOH/g以下,作为下限,优选为0mgKOH/g以上、更优选为0.3mgKOH/g以上、进一步优选为0.5mgKOH/g以上。
此外,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,磺酸金属盐中的金属成分的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上、进一步优选为5质量%以上,作为上限,优选为20质量%以下、更优选为18质量%以下、进一步优选为15质量%以下。
(羧酸酰胺)
作为羧酸酰胺,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,可优选列举出例如烯基琥珀酸酰胺、月桂酸酰胺、肉豆蔻酸酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺等脂肪族羧酸酰胺;月桂酸单乙醇酰胺、肉豆蔻酸单乙醇酰胺、棕榈酸单乙醇酰胺、硬脂酸单乙醇酰胺等脂肪族羧酸单乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、棕榈酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺等脂肪酸二乙醇酰胺等。需要说明的是,这些之中,也有作为分散剂、油性剂而发挥作用的物质,但在本实施方式的润滑油组合物中的主要功能是作为防锈剂的功能。
从防锈性和贮藏稳定性、进而获取容易性的观点出发,这些羧酸酰胺的碳原子数优选为6~36、更优选为8~30、进一步优选为10~24。
(咪唑系化合物)
作为咪唑系化合物,只要具有咪唑环或咪唑啉环,就没有特别限定,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,可优选列举出例如咪唑、甲基咪唑、乙基甲基咪唑、苯并咪唑、氨基苯并咪唑、苯基苯并咪唑、萘并咪唑、三苯基咪唑等咪唑类;与这些咪唑类对应的咪唑啉类、在咪唑啉环上具有例如包含源自氧代吡咯烷的羧基的基团的羧基咪唑啉等咪唑啉衍生物等。其中,优选在咪唑啉环上具有包含羧基的基团的羧基咪唑啉等咪唑啉衍生物。
(琥珀酸酯)
作为琥珀酸酯,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,可优选列举出烯基琥珀酸与多元醇等醇的半酯。
作为烯基琥珀酸,可列举出具有碳原子数优选为8~28、碳原子数更优选为12~20、碳原子数进一步优选为16~20的烯基的烯基琥珀酸。
作为用于形成琥珀酸酯的多元醇,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,可优选列举出作为形成上述多元醇酯的上述二醇或具有3~20个左右羟基的多元醇而例示的多元醇,更优选为二醇。从与其相同的观点出发,多元醇的碳原子数优选为2~12、更优选为3~8、进一步优选为3~5。此外,多元醇可以饱和,或者,也可以不饱和,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,优选为饱和。
本实施方式中,作为用于形成琥珀酸酯的多元醇的特别优选的具体例,可列举出丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇。
(苯并三唑系化合物)
作为苯并三唑系化合物,只要是具有苯并三唑的化合物,就可以无特别限定地使用,除了苯并三唑之外,还可优选列举出甲基苯并三唑、二甲基苯并三唑、乙基苯并三唑等烷基苯并三唑;(二羟基乙基氨基甲基)甲基苯并三唑、(二辛基氨基甲基)甲基苯并三唑、[N-(乙基己基)氨基甲基]甲基苯并三唑、[N,N-双(乙基己基)氨基甲基]甲基苯并三唑等氨基烷基苯并三唑等。需要说明的是,这些化合物任选具有烷基、氨基、羟基等取代基。
作为这些苯并三唑系化合物中的氮含量,优选为3~50质量%、更优选为5~45质量%、进一步优选为10~40质量%。
本实施方式中,作为防锈剂(B),在与包含聚乙二醇的基础油(A)的关系方面,从获得更优异的防锈性和贮藏稳定性的观点出发,优选为选自上述磺酸金属盐、羧酸酰胺和琥珀酸酯中的至少一种,优选至少包含磺酸金属盐。因而,作为防锈剂(B),可以仅使用磺酸金属盐,也可以将磺酸金属盐与选自羧酸酰胺和琥珀酸酯中的至少一种组合使用,从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,优选将磺酸金属盐与选自羧酸酰胺和琥珀酸酯中的至少一种组合使用,特别优选为磺酸金属盐与羧酸酰胺的组合。
从防锈性和贮藏稳定性的观点出发,防锈剂(B)的含量以组合物总量基准计优选为0.05质量%以上、更优选为0.1质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上、更进一步优选为1.0质量%以上,作为上限,优选为3.0质量%以下、更优选为2.8质量%以下、进一步优选为2.5质量%以下、更进一步优选为2.2质量%以下。
(抗氧化剂(C))
从在提高氧化稳定性的同时实现由氧化劣化导致的淤渣析出的抑制、提高贮藏稳定性的观点出发,本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物优选含有抗氧化剂(C)。作为抗氧化剂(C),尤其是从氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,可列举出胺系抗氧化剂、酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等,其中,优选为胺系抗氧化剂。这些抗氧化剂可单独使用或组合多种来使用。
(胺系抗氧化剂)
作为胺系抗氧化剂,只要是具有抗氧化性能的胺系化合物,就可以无特别限定地使用,可列举出例如萘基胺、二苯基胺等。胺系抗氧化剂可单独使用或组合多种来使用,从氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选将萘基胺与二苯基胺组合使用。
作为萘基胺,从氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,可列举出例如苯基-α-萘基胺、苯基-β-萘基胺、烷基苯基-α-萘基胺、烷基苯基-β-萘基胺等,其中,优选为烷基苯基-α-萘基胺和烷基苯基-β-萘基胺。
作为烷基苯基-α-萘基胺和烷基苯基-β-萘基胺所具有的烷基的碳原子数,从氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为1~30,进而,若考虑与基础油(A)的溶解性,则更优选为1~20、进一步优选为4~16、更进一步优选为6~14。
作为二苯基胺,从氧化稳定性和贮藏稳定性的观点出发,优选为下述通式(2)所示的化合物、更优选为下述通式(2’)所示的化合物。
[化2]
前述通式(2)、(2’)中,R21和R22各自独立地为碳原子数1~30的烷基、被成环原子数6~18的芳基取代的碳原子数1~30的烷基。烷基可以为直链状,也可以为支链状。
前述通式(2)中,n21和n22各自独立地为0~5的整数,优选为0或1、更优选为1。需要说明的是,R21和R22存在多个时,多个R21和R22可以相同,也可以不同。
R21和R22的烷基的碳原子数为1~30,优选为1~20、更优选为1~10。
此外,作为可取代烷基的芳基,可列举出苯基、萘基、联苯基等,其中,优选为苯基。
二苯基胺中的氮成分的含量优选为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,作为上限,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。
将萘基胺与二苯基胺组合使用时,萘基胺与二苯基胺的含量的质量比优选为10:90~90:10、更优选为15:85~75:25、进一步优选为25:75~60:40、更进一步优选为30:70~45:55。
(除胺系抗氧化剂之外的抗氧化剂)
在本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物中,作为除上述胺系抗氧化剂之外的抗氧化剂,可列举出酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等。
作为酚系抗氧化剂,可列举出例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-羟基甲基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-(N,N-二甲基氨基甲基)苯酚、2,6-二叔戊基-4-甲基苯酚、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯等单酚系化合物;4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-异丙叉基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-丁叉基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)等双酚系化合物。
作为硫系抗氧化剂,可列举出例如2,6-二叔丁基-4-(4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚、五硫化磷与蒎烯的反应物等硫代萜烯系化合物、二月桂基硫代二丙酸酯、二硬脂基硫代二丙酸酯等二烷基硫代二丙酸酯等。
此外,作为磷系抗氧化剂,可列举出3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙酯等。
在本实施方式的润滑油组合物中,使用抗氧化剂(C)时,从在提高氧化稳定性的同时实现由氧化劣化导致的淤渣析出的抑制、提高贮藏稳定性的观点出发,其含量以组合物总量基准计优选为2.0质量%以上、更优选为2.5质量%以上、进一步优选为3.0质量%以上、更进一步优选为4.0质量%以上,作为上限,优选为10.0质量%以下、更优选为9.0质量%以下,从更高效地获得抗氧化剂的使用效果的观点出发,进一步优选为7.0质量%以下、更进一步优选为6.0质量%以下。
(其它添加剂)
本实施方式的润滑油组合物可以包含上述基础油(A)和防锈剂(B),也可以包含上述基础油(A)和防锈剂(B)和抗氧化剂(C),此外,可以在不损害发明效果的范围内含有除上述防锈剂(B)和抗氧化剂(C)之外的其它添加剂。
作为这种其它添加剂,可列举出例如粘度指数改进剂、消泡剂、摩擦调节剂、金属惰化剂等。这些其它添加剂可以单独使用或组合多种来使用。
其它添加剂的含量只要是不损害发明效果的范围就没有特别限定,以组合物总量基准计通常为0.01质量%以上且10.0质量%以下,优选为0.05质量%以上且8.0质量%以下。
(润滑油组合物的各种物性)
本实施方式的润滑油组合物的40℃下的运动粘度优选为5~300mm2/s、更优选为10~200mm2/s、进一步优选为15~100mm2/s、更进一步优选为25~65mm2/s。本实施方式的润滑油组合物的100℃下的运动粘度优选为1~50mm2/s、更优选为3~30mm2/s、进一步优选为5~15mm2/s。
此外,本实施方式的润滑油组合物的粘度指数优选为100以上、更优选为115以上、进一步优选为130以上、更进一步优选为145以上。
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物在氧化稳定性优异的同时防锈性和贮藏稳定性也优异,因此特别适合用于空气压缩机。作为空气压缩机,可列举出离心式和轴流式的涡流压缩机;使用了活塞、隔膜的往返式压缩机;螺杆式、可动叶片式、涡旋式和齿轮式的旋转式压缩机等。
此外,本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物也可用作例如泵、真空泵、送风机、涡轮压缩机、原子能轮机、燃气轮机等涡轮机械的润滑所使用的涡轮机械用润滑油(泵油、轮机油等);旋转式压缩机等压缩机的润滑所使用的轴承油和控制系工作油;油压机器所使用的油压工作油;工作机械的油压单元所使用的工作机械用润滑油等。
此外,作为其它实施方式(以下有时称为“其它实施方式1”)的润滑油组合物,可列举出如下的空气压缩机用润滑油组合物,其含有防锈剂(B)和包含聚亚烷基二醇的基础油(A),该防锈剂(B)包含选自过碱性金属磺酸盐和中性金属磺酸盐中的至少一种磺酸金属盐。在其它实施方式1中,关于除防锈剂(B)之外,上述本实施方式的润滑油组合物中说明的事项均可用作优选的方式。
在其它实施方式1中,防锈剂(B)需要包含选自过碱性金属磺酸盐和中性金属磺酸盐中的至少一种磺酸金属盐。通过采用这种防锈剂(B),在获得优异氧化稳定性的同时,还获得优异的防锈性和贮藏稳定性。
从防锈剂(B)优选包含过碱性金属磺酸盐和中性金属磺酸盐的方面出发,这些金属磺酸盐的碱值与上述本实施方式的润滑油组合物中说明的内容相同,防锈剂(B)的含量也与上述本实施方式的润滑油组合物中说明的内容相同。此外,作为防锈剂(B),在其它实施方式1中,作为优选包含的防锈剂而列举出上述本实施方式的润滑油组合物中说明的除磺酸盐之外的防锈剂。
进而,作为其它实施方式(以下有时称为“其它实施方式2”)的润滑油组合物,可列举出如下的空气压缩机用润滑油组合物,其含有防锈剂(B)、抗氧化剂(C)和包含聚亚烷基二醇的基础油(A),该抗氧化剂(C)的含量以组合物总量基准计为2.0质量%以上。在其它实施方式2中,针对除抗氧化剂(C)之外,上述本实施方式的润滑油组合物中说明的事项均可用作优选方式。
在其它实施方式2中,需要以规定含量包含抗氧化剂(C)。通过以规定含量包含抗氧化剂(C),在获得优异氧化稳定性的同时,获得优异的防锈性和贮藏稳定性。
在其它实施方式2中,抗氧化剂(C)的含量以组合物总量基准计需要为2.0质量%以上,除此之外,针对抗氧化剂(C)的种类、含量,上述本实施方式的润滑油组合物中说明的事项均可用作优选方式。
〔空气压缩机的润滑方法和空气压缩机〕
本实施方式的空气压缩机的润滑方法的特征在于,其使用上述本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物。作为可应用本实施方式的润滑方法的空气压缩机,可列举出离心式和轴流式的涡轮压缩机;使用了活塞、隔膜的往返式压缩机;螺杆式、可动叶片式、涡旋式和齿轮式的旋转式压缩机等。
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物在具有优异氧化稳定性的同时,还具有防锈性和贮藏稳定性,因此,根据本实施方式的空气压缩机的润滑方法,通过使用本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物,能够防止空气压缩机的各部件的损伤,获得优异的运转稳定性。
此外,本实施方式的空气压缩机的特征在于,其使用上述本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物。作为本实施方式的空气压缩机,可列举出使用了上述本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物的离心式和轴流式的涡轮压缩机;使用了活塞、隔膜的往返式压缩机;螺杆式、可动叶片式、涡旋式和齿轮式的旋转式压缩机等。
本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物在具有优异氧化稳定性的同时,还具有防锈性和贮藏稳定性,因此,本实施方式的空气压缩机通过使用本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物,从而防止各部件的损伤,具有优异的运转稳定性。
实施例
接着,通过实施例更具体地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。
(各种物性值的测定方法)
(运动粘度、粘度指数)
按照JIS K2283:2000进行测定和计算。
(评价方法)
(1)氧化稳定性的评价(70小时后的酸值值)
针对润滑油组合物,通过以下的试验条件和方法进行修正印第安纳氧化试验(IOT),测定70小时后的酸值(mgKOH/g)。酸值值越小,则可以说是氧化稳定性越优异的润滑油组合物,如果是11.0mgKOH/g以下即为合格,优选为10.0mgKOH/g以下、更优选为5.0mgKOH/g以下、进一步优选为3.0mgKOH/g以下、更进一步优选为1.5mgKOH/g以下。
(修正印第安纳氧化试验)
以下述氧吹入量借助扩散石(diffuser stone)向浸渍有螺旋状Fe/Cu催化剂且保持至150℃的供试油中以细小气泡的形式供给70小时的氧气,使该供试油发生氧化劣化,利用以下方法来测定氧吹入后的供试油的酸值,作为70小时后的酸值值。
试验温度:150℃
氧吹入量:3L/小时
催化剂:Fe+Cu
供试油量:300g
酸值测定:按照JIS K2501:2003的指示剂法
酸值劣化时间:70小时
(2)防锈性的评价
按照JIS K2510:1998(人工海水法),针对60℃、24小时的条件下的生锈进行确认,并按照以下基准进行评价。
A:完全确认不到锈。
B:极轻微地生锈,但是无问题的程度。
C:生锈。
(3)贮藏稳定性的评价
向1L瓶中投入实施例和比较例的油组合物900mL,针对在室温(23℃)下静置2个月时的油组合物的外观,按照以下基准进行评价。需要说明的是,发生浑浊的判定中,如果可见光吸光度中的透射率达到40%以下(按照JIS K0115:2004的吸光光度分析通则,测定波长为500~550nm),则判定为发生浑浊。
A:完全未发生浑浊。
B:至静置后3星期为止未发生浑浊。
C:至静置后1星期为止未发生浑浊。
实施例1~9、比较例1和2
按照以下的表1所示的配混量添加下述示出的基础油(A)、防锈剂(B)和抗氧化剂(C),并充分混合,分别制备各例的润滑油组合物。这些润滑油组合物的制备所使用的各成分的详情如下所示。
(基础油(A))
・PAG:R11-(OCH(CH3)CH2)n11-OR13所示的聚丙二醇(前述通式(1)中的R11和R13为甲基,R12为亚丙基、n12为1的化合物)。40℃运动粘度=37.2mm2/s、粘度指数=173、Mn=800。
・POE:三羟甲基丙烷三酯(三羟甲基丙烷与碳原子数8~10的羧酸形成的全酯)。40℃运动粘度=19.6mm2/s、粘度指数=138。
(防锈剂(B))
・磺酸金属盐A:二壬基萘磺酸钡盐(钡含量:6.6质量%、碱值:0.97mgKOH/g
・磺酸金属盐B:二壬基萘磺酸钡盐(钡含量:11.8质量%、碱值:50.3mgKOH/g
・咪唑系化合物:羧基咪唑啉混合物(“HiTEC536(商品名)”、AFTON公司制、酸值:56mgKOH/g)
・琥珀酸酯:烯基琥珀酸与多元醇的半酯(十二碳烯基琥珀酸环氧丙烷加成物)
・苯并三唑:1,2,3-苯并三唑
(抗氧化剂)
・萘基胺:对辛基苯基-α-萘基胺、氮原子含量=4.2质量%
・二苯基胺A:双(对辛基苯基)胺、上述通式(2’)中的R21和R22为辛基的化合物、氮原子含量=3.6质量%
・二苯基胺B:单丁基苯基单辛基苯基胺、上述通式(2’)中的R21和R22分别为丁基、辛基的化合物;氮原子含量=4.8质量%
・二苯基胺C:4,4-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺、上述通式(2’)中的R21和R22为二甲基苄基(被苯基取代的甲基)的化合物、氮原子含量=3.45质量%
针对所制备的润滑油组合物,分别基于上述方法测定表1所示的各种物性值并进行试验,评价润滑油组合物的各种性状。将它们的结果示于表1。
由实施例1~9的结果可确认:本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物的氧化稳定性和防锈性优异。此外可确认:实施例1~7的润滑油组合物具有优异的贮藏稳定性,实施例8和9的润滑油组合物的贮藏稳定性虽然比其它实施例差,但具有实用上无问题这一程度的性能。此外,实施例1~9之中,针对实施例4~8进行下述(4)的旋转气瓶式氧化稳定度试验(RBOT)时,RBOT值分别为788、811、677、654和622(分钟),通过本试验也可确认其具有优异的氧化稳定性。
另一方面,可确认:比较例1和2的润滑油组合物虽然贮藏稳定性优异,但防锈性极差。
(4)氧化稳定性的评价(旋转气瓶式氧化稳定度试验:RBOT)
按照JIS K 2514-3的旋转气瓶式氧化稳定度试验(RBOT),在试验温度为150℃、初始压力为620kPa的条件下进行,测定压力从最高压力起至降低175kPa为止的时间(RBOT值)。该时间越长,则可以说其是氧化稳定性越优异的润滑油组合物。
实施例10~12、比较例3和4
按照以下的表2所示的配混量添加基础油(A)、防锈剂(B)和抗氧化剂(C),并充分混合,分别制备各例的润滑油组合物。这些润滑油组合物的制备所使用的各成分的详情如上所述。
由实施例10~12的结果可确认:本实施方式的空气压缩机用润滑油组合物的氧化稳定性、防锈性和贮藏稳定性优异。此外,由实施例4和10与实施例11和12的对比可知:使用磺酸金属盐作为防锈剂(B)时,使用碱值低的磺酸金属盐A(中性金属磺酸盐)时,存在贮藏稳定性提高的倾向。此外,针对实施例10~12进行上述(4)的旋转气瓶式氧化稳定度试验(RBOT)的结果,RBOT值分别为989、822和923(分钟),通过本试验也可确认其具有优异的氧化稳定性。
此外,由实施例9与实施例4、11和12的对比可知:通过含有抗氧化剂(C),存在氧化稳定性和贮藏稳定性提高的倾向。另一方面,由比较例1和2与比较例3和4的对比可知:若不存在防锈剂(B),则即便增加抗氧化剂(C)的添加量,也观察不到防锈性和贮藏稳定性提高的倾向。
Claims (12)
1.空气压缩机用润滑油组合物,其含有包含聚亚烷基二醇的基础油(A)和防锈剂(B),该聚亚烷基二醇的含量以组合物总量基准计为65.0质量%以上。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述防锈剂(B)的含量以组合物总量基准计为0.05质量%以上且3.0质量%以下。
3.根据权利要求1或2所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述基础油(A)还包含多元醇酯。
4.根据权利要求3所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述聚亚烷基二醇与所述多元醇酯的含量的质量比为55:45~95:5。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述防锈剂(B)为选自磺酸金属盐、羧酸酰胺、咪唑系化合物、琥珀酸酯和苯并三唑系化合物中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述磺酸金属盐为磺酸钡盐。
7.根据权利要求5或6所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述磺酸金属盐的碱值为200mgKOH/g以下。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的空气压缩机用润滑油组合物,其还包含抗氧化剂(C)。
9.根据权利要求8所述的空气压缩机用润滑油组合物,其中,所述抗氧化剂(C)的含量以组合物总量基准计为0.01质量%以上且10.0质量%以下。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的空气压缩机用润滑油组合物,其不含矿物油。
11.空气压缩机的润滑方法,其使用权利要求1~10中任一项所述的空气压缩机用润滑油组合物。
12.空气压缩机,其使用权利要求1~10中任一项所述的空气压缩机用润滑油组合物。
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