CN113710782A - 润滑油组合物的制造方法及润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

该润滑油组合物的制造方法包含下述工序：在将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油中溶解富勒烯而获得富勒烯溶液的工序；以及将上述富勒烯溶液在非氧化性气氛下热处理而生成富勒烯加成体的工序。

Description

润滑油组合物的制造方法及润滑油组合物

技术领域

本发明涉及润滑油组合物的制造方法以及润滑油组合物。

本申请基于2019年4月24日在日本申请的特愿2019-083261来主张优先权，将其内容援用到本文中。

背景技术

能够在高真空下使用的润滑油组合物要求为低蒸气压，实质上不包含挥发成分等与通常的润滑油组合物不同的特性。

在专利文献1中提出了将蒸气压低的PFAE(全氟烷基醚)、三(2-辛基十二烷基)环戊烷等作为基油的润滑剂组合物。

在专利文献2中提出了包含选自双(三氟甲磺酰)酰亚胺锂等锂化合物、以及由氮

阳离子与弱配位性含氟有机阴离子或弱配位性含氟无机阴离子构成的离子性液体中的抗静电性物质的抗静电性润滑油组合物。

在专利文献3中提出了蒸气压低，并且包含具有防静电程度的导电性的离子性液体的半固体状润滑油组合物。

在专利文献4中，作为具有耐热性和抗氧化性的润滑油组合物，提出了含有(a)25℃下的蒸气压为1×10^-4托以下的选自不含有氟的合成油、和离子性液体中的至少1种基油、和(b)选自富勒烯化合物和富勒烯制造时的副产碳粒子中的至少1种的润滑油组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-140169号公报

专利文献2：日本特开2005-89667号公报

专利文献3：日本特开2005-154755号公报

专利文献4：日本特开2005-336309号公报

非专利文献

非专利文献1：JIS Z8126-1：1999“真空技術－用語－第1部”

发明内容

发明所要解决的课题

然而这些提案都例如在宇宙空间中使用的润滑油的用途中，润滑油组合物被置于在高真空下暴露于宇宙射线等高能量射线的苛刻环境的结果是，润滑油组合物的物性变化，对于长期稳定地维持润滑性能而言不充分。

更详细而言，润滑油组合物的物性变化是因为构成润滑油组合物的基油的分子缓慢断裂，基油的分子链变短而发生的。特别是对于在高真空下使用的润滑油组合物，起因于生成分子量小的成分而润滑油组合物的蒸气压上升，这引起后述那样的各种问题。将该一系列基油的变化称为“基油劣化”。基油劣化除了高能量射线以外，有时也由对滑动部施加了极端的力的情况下的摩擦磨损引起的发热等而引起。

由基油劣化引起的蒸气压上升时，在使用中基油的一部分蒸发而丧失，润滑油从滑动部减少，从而滑动部的磨损发生，也能够成为发生烧结的因素。此外，在基油的一部分蒸发时，也有时润滑油也飞散，也附着于机械装置的除滑动部以外的部位，污染机械装置。

本发明的目的是提供能够发挥优异的耐磨损性，并且抑制由基油劣化引起的蒸气压上升，即使在真空下也长期稳定地维持润滑性能的润滑油组合物的制造方法和润滑油组合物。

用于解决课题的手段

本发明人等发现，在将多烷基环戊烷油(Multiply Alkylated Cyclopentaneoil，以下有时称为“MAC油”。)或以酰亚胺作为阴离子的离子液体(以下有时称为“酰亚胺系离子液体”。)作为主成分的基油中存在富勒烯的情况下，构成上述基油的分子的一部分断裂了的分子与富勒烯反应而形成富勒烯加成体。由此，第一，低分子量化了的上述断裂了的分子不直接残存而被富勒烯捕捉，因此抑制润滑油组合物的蒸气压上升。进一步，第二，通过上述富勒烯与上述断裂了的分子的反应而产生的富勒烯加成体在其分子内具有基油的分子结构的一部分，从而与原来的富勒烯相比与上述基油的亲和性变高，因此富勒烯凝集物不易析出，作为润滑油组合物的稳定性提高。

即本发明为了解决上述课题，提供以下手段。

[1]一种润滑油组合物的制造方法，其包含下述工序：

在将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油中溶解富勒烯而获得富勒烯溶液的工序；以及

将上述富勒烯溶液在非氧化性气氛下热处理而生成富勒烯加成体的工序。

[2]根据上述[1]所述的润滑油组合物的制造方法，上述非氧化性气氛中的氧气分压为10帕斯卡以下。

[3]根据上述[1]或[2]所述的润滑油组合物的制造方法，上述热处理的温度为80℃以上且300℃以下。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，进行上述热处理直到上述富勒烯溶液中的富勒烯的浓度相对于上述热处理前的富勒烯浓度成为0.1以上且0.7以下。

[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在上述基油中溶解的富勒烯为C₆₀、C₇₀或它们的混合物。

[6]一种润滑油组合物，其包含：将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油；以及来源于上述基油的成分加成于富勒烯的富勒烯加成体。

[7]根据[1]所述的润滑油组合物的制造方法，在上述生成富勒烯加成体的工序中，进行热处理的温度为上述基油的使用上限温度以上，且与上述使用上限温度之差为200℃以内。

[8]根据[1]～[5]、[7]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在进行了上述获得富勒烯溶液的工序后，进一步包含使用膜滤器或离心分离机将不溶成分除去的工序。

[9]根据[1]～[5]、[7]～[8]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在上述生成富勒烯加成体的工序中，进行热处理的时间为5分钟以上且24小时以下。

[10]根据[1]～[5]、[7]～[9]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，上述富勒烯溶液中的富勒烯浓度为1质量ppm(0.0001质量％)以上且1000质量ppm(0.1质量％)以下。

[11]根据[1]～[5]、[7]～[10]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在上述生成富勒烯加成体的工序之前具有使氧分子浓度降低的调整工序，上述调整工序与上述生成富勒烯加成体的工序连续进行，在上述调整工序中，在能够气密的金属容器内收容上述富勒烯溶液，并用非活性气体将上述金属容器内置换。

[12]根据[1]～[5]、[7]～[10]中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在上述生成富勒烯加成体的工序之前具有使氧分子浓度降低的调整工序，上述调整工序与上述生成富勒烯加成体的工序连续进行，在上述调整工序中，在能够气密的金属容器内收容上述富勒烯溶液，并将金属容器内减压。

发明的效果

根据本发明，可以提供能够发挥优异的耐磨损性，并且抑制由基油劣化引起的蒸气压上升，即使在真空下也长期稳定地维持润滑性能的润滑油组合物的制造方法和润滑油组合物。

具体实施方式

以下，说明本发明的优选的实施方式涉及的润滑油组合物及其制造方法。需要说明的是，本实施方式是为了使发明的宗旨更好地理解而具体说明的，只要没有特别指定，就不限定本发明。例如，可以在不超出发明的范围，进行数、数值、位置、材料、形状、比率等的变更、追加和省略。

[润滑油组合物]

本实施方式涉及的润滑油组合物包含：将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油(以下，有时简称为“基油”。)；以及来源于上述基油的成分加成于富勒烯的富勒烯加成体。

(富勒烯)

作为本实施方式的润滑油组合物的原料而使用的富勒烯的结构、制造方法没有特别限定，可以使用各种物质。作为富勒烯，可举出例如，比较易于获得的C₆₀、C₇₀、进一步高级次的富勒烯或它们的混合物。在富勒烯中，从在润滑油中的溶解性高方面考虑，优选C₆₀和C₇₀。在富勒烯的混合物的情况下，C₆₀相对于构成混合物的全部富勒烯的含量优选为50质量％以上。

(基油)

在本实施方式中，润滑油组合物的基油的主成分为多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体。一般而言，这些基油的挥发成分少，作为在真空下使用的润滑油组合物的基油是优选的。需要说明的是，所谓真空，例如，根据非专利文献1，是指被与通常的大气压相比低的压力的气体充满了的空间的状态，其中所谓高真空下，例如是指10^-5帕斯卡以上且10^-1帕斯卡以下的压力下。需要说明的是，这里所谓“基油的主成分为多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体”，只要是避免不可避免杂质的程度即可。例如，是指基油总量基准中的多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体的含量为50质量％以上、60质量％以上、70质量％以上、80质量％以上、90质量％以上或95质量％以上。对上限值没有特别限制，为100质量％以下。

作为本实施方式涉及的润滑油组合物具备的不挥发性基油，可举出多烷基环戊烷或酰亚胺系离子液体。

多烷基环戊烷为多个烷基结合于环戊烷环而得的物质。上述烷基的总碳原子数优选为48以上且112以下，各烷基可以相同也可以不同。具体而言，可举出三(2-辛基十二烷基)环戊烷、四(十二烷基)环戊烷等。

作为酰亚胺系离子液体，为由酰亚胺系离子构成的阴离子部与阳离子部所构成的离子性化合物，在室温～80℃下为液体的酰亚胺系离子液体易于操作，是优选的。

具体而言，作为阴离子部，可举出双(三氟甲磺酰)酰亚胺、双(氟磺酰)酰亚胺、磷酸二乙酯等。

此外，作为阳离子部，可举出锂、环己基三甲基铵、乙基二甲基苯基乙基铵、甲基三辛基铵、1-芳基-3-甲基咪唑

、1-乙基-3-甲基咪唑

、1-丁基-3-甲基咪唑

、1-己基-3-甲基咪唑

、1-丁基-2,3-二乙基咪唑

、3,3‘-(丁烷-1,4-二基)双(1乙烯基-3-咪唑

)、1-癸基-3-甲基咪唑

、1-丁基-4-甲基吡啶

、4-乙基-4-甲基吗啉

、四丁基

、三丁基(2-甲氧基乙基)

、三己基(十四烷基)

、丁基-1-甲基哌啶

、1-丁基吡啶

、1-丁基-甲基吡咯烷

、三丁基锍等。

作为更具体的离子液体，可举出将这些阳离子部的化合物与阴离子部的化合物组合而得的化合物。需要说明的是，组合的阳离子部的化合物和阴离子部的化合物各自可以为单一种，但也可以不为单一种。

作为在本实施方式中使用的基油，25℃的蒸气压优选为1帕斯卡以下，更优选为0.1帕斯卡以下，进一步优选为0.01帕斯卡以下。

(添加剂)

在本实施方式的润滑油组合物的制造工序中，可以在不损害作为润滑油组合物的效果的范围，添加添加剂。混配于本实施方式的润滑油组合物的添加剂只要是不挥发性的添加剂，就没有特别限定。作为这样的添加剂，可举出例如，市售的抗氧化剂、粘度指数改进剂、极压添加剂、清洁分散剂、倾点下降剂、防腐蚀剂、固体润滑剂、油性改进剂、防锈添加剂、抗乳化剂、消泡剂、水解抑制剂等。这些添加剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。

作为抗氧化剂，可举出例如，丁基羟基茴香醚(BHA)、二烷基二苯基胺等。

作为粘度指数改进剂，可举出例如，聚烷基苯乙烯、苯乙烯-二烯共聚物的氢化物添加剂等。

作为极压添加剂，可举出例如，二苄基二硫、磷酸烯丙酯、亚磷酸烯丙酯、磷酸烯丙酯的胺盐、硫代磷酸烯丙酯、硫代磷酸烯丙酯的胺盐等。

作为清洁分散剂，可举出例如，苄基胺琥珀酸衍生物、烷基苯酚胺类等。

作为倾点下降剂，可举出例如，氯化石蜡-萘缩合物、氯化石蜡-苯酚缩合物、聚烷基苯乙烯系等。

在抗乳化剂中，可举出例如，烷基苯磺酸盐等。

作为防腐蚀剂，可举出例如，二烷基萘磺酸盐等。

(润滑油组合物的制造方法)

本实施方式涉及的润滑油组合物的制造方法包含下述工序：在将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油中溶解富勒烯而获得富勒烯溶液的溶解工序；以及将上述富勒烯溶液在非氧化性气氛下热处理而生成富勒烯加成体的热处理工序。进一步，可以根据需要设置在上述富勒烯溶液中添加添加剂的添加工序。

(1)获得富勒烯溶液的工序

在本实施方式中使用的富勒烯溶液例如通过将富勒烯与MAC油混合而获得。

富勒烯溶液中的富勒烯浓度更优选为1质量ppm(0.0001质量％)以上且1000质量ppm(0.1质量％)以下，进一步优选为5质量ppm(0.0005质量％)以上且100质量ppm(0.01质量％)以下。如果为该范围则易于使富勒烯溶解于MAC油，并且，易于获得作为润滑油组合物的效果。

将富勒烯与MAC油混合的方法优选一边搅拌一边混合。具体而言，在进行搅拌时，进行通常的机械搅拌、超声波搅拌等。在基油(MAC油)为在室温下为低粘性的液体的情况下，可以在室温下搅拌。另一方面，在基油为在室温下为高粘性的液体或固体的情况下，可以加温，形成低粘度的液体状态而进行搅拌。

需要说明的是，在通过将富勒烯与MAC油混合而制作的富勒烯溶液中残留有不溶成分的情况下，或在富勒烯溶液中可能残留有不溶成分的情况下，优选进一步包含从所制作的富勒烯溶液将不溶成分除去的除去工序。作为从富勒烯溶液将不溶成分除去的方法，可举出例如，用膜滤器过滤而除去的方法、用离心分离器进行不溶成分的沉降除去的方法、或通过它们的组合将不溶成分除去的方法等。通过将不溶成分除去，可以获得能够使滑动部等的磨损更少的、高品质的润滑油组合物。

(2)热处理工序

在本实施方式中，将上述富勒烯溶液在非氧化性气氛下热处理。可以认为通过该热处理，构成基油的分子的键的一部分断裂了的、低分子化了的反应性高的分子(以下，有时简称为“断裂分子”。)生成，上述断裂分子加成于富勒烯，生成富勒烯加成体。

这样生成的富勒烯加成体包含基油的分子结构的一部分。因此，可以认为对基油的亲和性高，与富勒烯相比溶解性优异。因此，在所得的润滑油组合物中富勒烯凝集体等的析出不易发生。即，作为润滑油组合物的稳定性提高。

优选上述热处理在非氧化性气氛下进行，此外，在热处理前将富勒烯溶液中的氧分子除去。具体而言，作为上述非氧化性气氛，可举出例如氮气等非活性气体气氛。在与富勒烯溶液处于平衡的气相中，上述非氧化性气氛中的氧气分压优选为10帕斯卡以下，更优选为2帕斯卡以下，进一步优选为0.2帕斯卡以下。

在不在非氧化性气氛下进行热处理的情况下，产生的断裂分子有时与氧分子反应，不与富勒烯充分反应。如果断裂分子未被富勒烯捕捉，则润滑油组合物的蒸气压上升等，可能损害润滑特性。

热处理的温度、时间根据原料所使用的基油的种类而不同，因此可以根据基油的种类来适当变更。在从基油的规格等可知使用上限温度的情况下，热处理温度为使用上限温度以上，并且至使用上限温度+200℃为止的范围成为标准。如果为该温度范围，则适度引起基油的分子链的断裂，断裂分子有效地产生，易于获得富勒烯加成物。作为使用上限温度不明的情况下的热处理温度的标准，上述热处理的温度优选为80℃以上且300℃以下，更优选为100℃以上且250℃以下，进一步优选为120℃以上且200℃以下。需要说明的是，即使在基油的使用上限温度已知的情况下，也可以使该温度范围为热处理温度的标准。

此外，用于获得适量的富勒烯加成物的热处理时间从操作的容易性考虑优选调整为5分钟以上且24小时以下，更优选调整为5分钟以上且12小时以下，进一步优选调整为5分钟以上且6小时以下。如果使热处理温度高则可以使热处理时间短，相反如果使热处理温度低则可以使热处理时间长。或者，进一步优选以后述富勒烯残存量作为标准来确定热处理条件。

富勒烯溶液通常在大气中操作，因此该溶液中的氧浓度与大气中的氧成为平衡状态。因此，优选不仅在非氧化性气氛下进行热处理，而且在热处理工序之前设置使富勒烯溶液中的氧分子浓度降低的调整工序。

更优选与使上述氧分子浓度降低的调整工序连续地进行热处理工序。作为这样的方法，可举出例如，下述2个方法。需要说明的是，本实施方式不限定于该例子。

说明第一方法。在能够气密的不锈钢等金属制容器内收容了富勒烯溶液后，将容器密闭。接着，用氮气、氩气等非活性气体将容器内置换，或优选进一步将容器内的富勒烯溶液用非活性气体鼓泡而使富勒烯溶液与非活性气体为平衡状态。接着，在保持富勒烯溶液与非活性气体的平衡状态的状态下将容器加热(热处理)。由此，富勒烯溶液在非氧化性气氛下被热处理。为了在将上述容器内用非活性气体置换时使氧气分压能够为10帕斯卡以下，上述非活性气体优选尽可能不包含作为杂质的氧气。

说明第二方法。在能够气密的不锈钢等金属制容器内收容了富勒烯溶液后，将容器密闭。接着，将容器减压，使富勒烯溶液中的氧浓度降低。在保持减压状态的状态下将容器加热，从而将富勒烯溶液热处理。在该方法中，如果使减压时的压力为10帕斯卡以下，则气相的氧气分压也变为10帕斯卡以下，通常变为2帕斯卡以下。

通过这样地进行热处理，从而可获得包含基油、和来源于上述基油的成分加成于富勒烯的富勒烯加成体的润滑油组合物。所得的润滑油组合物中的富勒烯的浓度与热处理前的富勒烯溶液中的富勒烯的浓度相比变低。这样地浓度降低是因为，一部分富勒烯与基油的断裂分子反应而变化为富勒烯加成体。

在上述热处理中，优选将生成的富勒烯加成体控制为一定量。然而，富勒烯加成体为各种化学种的混合物，因此可以将更易于定量的残存富勒烯的浓度控制为一定量。具体而言，优选测定热处理前后的富勒烯溶液的富勒烯的浓度，使其减少比例(以下，有时称为“富勒烯残存率”。)为一定范围。

富勒烯的浓度的测定方法通过实施例所记载的使用了高效液相色谱(HPLC)的方法测定。更具体而言，可以由下式算出。

(富勒烯残存率)＝[热处理后的富勒烯的浓度]/[热处理前的富勒烯的浓度]

需要说明的是，在求出热处理中途的富勒烯残存率时，将上述式中的“热处理后的富勒烯的浓度”换用另一措词为“热处理中的富勒烯的浓度”即可。

使富勒烯残存率越高，则具有越能够多地捕捉润滑油组合物的使用中产生的断裂分子的倾向。

另一方面，使上述富勒烯残存率越低，则具有越能够获得稳定的润滑油组合物，在使用中抑制富勒烯凝集体等的析出的倾向。然而，由于富勒烯与断裂分子某程度反应，因此能够捕捉在使用中新产生的断裂分子的量若干减少。需要说明的是，富勒烯1分子能够捕捉几分子的断裂分子，因此即使富勒烯残存率为0也能够捕捉断裂分子。因此，润滑油组合物可以不含有富勒烯。

一般而言，富勒烯残存率优选为0.1以上且0.7以下，更优选为0.2以上且0.5以下。因此在本实施方式中，上述热处理优选进行直到富勒烯溶液中的富勒烯的浓度相对于上述热处理前的富勒烯的浓度成为0.1倍以上且0.7倍以下。然而，富勒烯残存率特别优选根据润滑油组合物的使用目的、使用环境来设定。例如，在高频率地暴露于宇宙射线的环境下，可以优先断裂分子的捕捉而将富勒烯残存率设定得高。或者，在长期使用的目的下，可以优先润滑油组合物的稳定性而将富勒烯残存率设定得低。

作为获得具有特定的富勒烯残存率的润滑油组合物的方法，可举出预先确定作为目标的富勒烯残存率，一边测定富勒烯残存率一边进行热处理，在由数点的测定结果外推而预想达到目标的残存率的时间结束热处理的方法。

富勒烯变化为富勒烯加成体可以通过对润滑油组合物进行质谱测定来确认。例如，在使用了C₆₀作为富勒烯的情况下，对于热处理前的富勒烯溶液，仅确认到相当于C₆₀的m/z＝720的峰。与此相对，对于在热处理后获得的润滑油组合物，720的峰减少，出现多个富勒烯加成体的峰。作为主要的峰，可以确认到相当于通过MAC油的断裂而产生的烷基自由基加成了的C₆₀的峰(722+2N)。需要说明的是，N为60以下的自然数。

通过上述方法制造的润滑油组合物包含：将多烷基环戊烷油作为主成分的基油、或将以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油；以及来源于上述基油的成分加成于富勒烯的富勒烯加成体。

根据本实施方式的润滑油组合物，不仅摩擦阻力减少、耐磨损性优异，而且伴随着基油劣化的挥发成分的发生被抑制，可以抑制润滑油组合物的蒸气压上升。本实施方式的润滑油组合物可以使用于各种用途，特别适于真空中的使用、宇宙空间中的使用。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了详述，但本发明不限定于特定的实施方式，能够在权利要求书内所记载的本发明的主旨的范围内，进行各种变形/变更。

实施例

以下，说明本发明的实施例。本发明不仅仅限定于以下实施例。

[实施例1]

(润滑油组合物的调制)

将富勒烯原料(フロンティアカーボン社制，ナノム^TMパープルST C₆₀)0.001g、与作为基油A的作为MAC油的三(2-辛基十二烷基)环戊烷(Nye Lubricants社制，合成油2001A)10g进行混合，在室温下使用搅拌器搅拌36小时。将所得的混合物用0.1μm目的膜滤器过滤，将所得的滤液设为富勒烯溶液。富勒烯溶液中的富勒烯的浓度为100ppm。

接下来，将富勒烯溶液取出到25ml茄型烧瓶中，用三通阀盖上。接下来，使三通阀为开，从这里插入注射针，将纯度99.99体积％的氮气(常压下的除氮气以外的气体分压为10帕斯卡以下)以每分钟60ml流通10分钟。接下来，关闭三通阀，使茄型烧瓶内为用氮气充满了的状态。即，在茄型烧瓶内填充了氮气。

接下来，将该茄型烧瓶浸渍于120℃的油浴，一边将富勒烯溶液热处理，一边每隔5分钟从茄型烧瓶内部使用注射器抽取富勒烯溶液约0.01ml，使用高效液相色谱(HPLC)测定富勒烯的浓度，算出富勒烯残存率。在从测定开始起15分钟富勒烯残存率变为0.2，因此将茄型烧瓶从油浴取出，冷却到室温，获得了润滑油组合物。测定了润滑油组合物的富勒烯的浓度，结果为15ppm，富勒烯残存率为0.15。

需要说明的是，上述富勒烯的浓度的测定使用高效液相色谱(アジレント·テクノロジー社制，1200系列)，在株式会社ワイエムシィ制柱YMC-Pack ODS-AM(150mm×4.6)，展开溶剂：甲苯与甲醇的1：1(体积比)混合物，吸光度(波长309nm)的条件下检测，从而定量了润滑油组合物等试样中的富勒烯的量。此外，标准曲线利用上述富勒烯原料制作。

此外，关于所得的润滑油组合物和加热处理前的富勒烯溶液，使用质谱装置(アジレント·テクノロジー社制，LC/MS，6120)，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果对于润滑油组合物，与加热处理前的富勒烯溶液(主要的峰720)比较，作为主要的峰，新确认到m/z＝750、764、766、778、780、792、794、796、808、806、820、834的峰。因此，确认了在润滑油组合物中包含富勒烯加成体。

(耐磨损性的评价)

关于所得的润滑油组合物，使用摩擦磨损试验机(Anton Paar社制，球-盘摩擦计)，评价了耐磨损性。

首先，使基板和球的材质为高碳铬轴承钢钢材SUJ2，使球的直径为6mm。在基板的一主面涂布润滑油组合物，将基板加热到100℃。接下来，经由润滑油组合物，在基板的一主面上，以球描绘同心圆状轨道的方式使球滑动。使基板的一主面上的球的速度为15cm/秒，使由球造成的对基板的一主面的荷重为20N。用光学显微镜观察基板的一主面上的球的滑动距离为累计400m时的球面的摩擦面(圆形)，测定摩擦面的直径，将该数值设为耐磨损性。摩擦面的直径越小，则可以说耐磨损性越优异。将结果示于表1中。

(稳定性的评价)

使用热解吸气体分析装置(リガク社制，TPDtype V”)，测定了在高真空下从润滑油组合物挥发出的成分。对于润滑油组合物0.02g，测定了气压10^-4帕斯卡下的解吸气体量。关于解吸气体量，为了排除与碳酸气(分子量44)相比分子量小的分子的影响，设为分子量46以上且200以下的峰的累计值。

解吸气体度设为将以在基油A中以成为1质量ppm的方式添加作为挥发成分的三甲基苯(TMB)(东京化成社制)而得的试样进行了同样的测定的情况下的起因于TMB的峰的累计值设为1(基准值)，起因于来自润滑油组合物的上述解吸气体的峰的累计值相对于该基准值的比例。解吸气体度越小，则可以说高真空下的稳定性越优异。解吸气体度测定了润滑油组合物的耐磨损性试验前、与耐磨损性试验后2点。将结果示于表1中。

[比较例1]

不进行上述富勒烯溶液的加热，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。关于所得的润滑油组合物，使用质谱装置(アジレント·テクノロジー社制，LC/MS，6120)，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果未确认到富勒烯加成体的峰，确认了在比较例1的润滑油组合物中不存在富勒烯加成体。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[比较例2]

在基油A中不添加富勒烯和不进行基油A的加热，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。即，在比较例2中，获得了仅由基油A构成的润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[表1]

如表1所示那样可知，在实施例1中，在基油A中添加富勒烯而获得富勒烯溶液，将富勒烯溶液在氮气气氛下热处理，结果摩擦面的直径为175μm，此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别为0.4、0.9，耐磨损性和高真空下的稳定性优异。

另一方面，在比较例1中，未将上述富勒烯溶液进行热处理，结果摩擦面的直径为210μm，耐磨损性相对于实施例1差。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别为0.4、1.5，耐磨损性试验后的高真空下的稳定性相对于实施例1差。

此外，在比较例2中，在基油A中未添加富勒烯，并且未将基油A进行热处理，结果摩擦面的直径为240μm，耐磨损性相对于实施例1大幅差。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别为0.1、2.1，耐磨损性试验后的高真空下的稳定性相对于实施例1大幅差。

[实施例2]

将作为酰亚胺系离子液体的1-癸基-3-甲基-咪唑

/双(三氟甲磺酰)酰亚胺(东京化成制)设为基油B，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。关于所得的润滑油组合物，使用质谱装置，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果确认到富勒烯加成体。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[比较例3]

不进行富勒烯溶液的加热，除此以外，与实施例2同样地操作而获得了润滑油组合物。关于所得的润滑油组合物，使用质谱装置，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果未确认到富勒烯加成体。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[比较例4]

在上述基油B中不添加富勒烯和不进行上述基油B的加热，除此以外，与实施例2同样地操作而获得了润滑油组合物。即，在比较例4中，获得了仅由基油B构成的润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

在实施例2中，在基油B中添加富勒烯而获得富勒烯溶液，将富勒烯溶液在氮气气氛下热处理，结果摩擦面的直径为270μm。另一方面，在不加热的比较例3中摩擦面的直径为330μm，在不添加富勒烯的比较例4中摩擦面的直径为360μm。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别在实施例2中为0.2、0.6，在比较例3中为0.2、1.1，在比较例4中为0.1、1.3。如果将实施例2、比较例3和比较例4的结果进行比较，则成为在基油B中添加富勒烯并进行了加热的情况下，耐磨损性和解吸气体度都良好，但在不加热的情况下或仅基油B的情况下，耐磨损性和解吸气体度都差的结果。这即使是对于基油B为离子液体的情况，也显示出与作为MAC油的基油A同样的倾向。

[实施例3]

代替在茄型烧瓶中填充氮气，而用真空泵形成真空状态，从而将富勒烯溶液所包含的氧除去，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[实施例4]

代替在茄型烧瓶中填充氮气，而流通包含氧气1体积％的氮气，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[实施例5]

代替在茄型烧瓶中填充氮气，而流通空气，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

摩擦面的直径在实施例3中为175μm，在实施例4中为180μm，在实施例5中为200μm。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别在实施例3中为0.2、0.7，在实施例4中为0.4、1.1，在实施例5中为0.4、1.3。如果将实施例1、3、4、5的结果进行比较，则可知在热处理工序中使氧气浓度越降低，则耐磨损性和脱气度越改善。

[实施例6]

将富勒烯溶液在85℃下热处理，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[实施例7]

将富勒烯溶液在105℃下热处理，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[实施例8]

将富勒烯溶液在210℃下热处理，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[实施例9]

将富勒烯溶液在260℃下热处理，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了润滑油组合物。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

摩擦面的直径在实施例6中为190μm，在实施例7和8中为185μm，在实施例9中为200μm。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别在实施例6～8中为0.2、0.8，在实施例9中为0.2、1.0。如果将实施例3、6、7、8、9的结果进行比较，则耐磨损性的改善在热处理温度为120℃时最良好，接下来为105℃、210℃，再接下来为85℃，进一步再接下来为260℃。

[实施例10]

使用了作为酰亚胺系离子液体的1-丁基-4-甲基-吡啶

/双(氟磺酰)酰亚胺(基油C)作为基油，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了润滑油组合物。关于所得的润滑油组合物，使用质谱装置，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果确认到富勒烯加成体。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

[比较例5]

不进行富勒烯溶液的热处理，除此以外，与实施例10同样地操作而获得了润滑油组合物。关于所得的润滑油组合物，使用质谱装置，进行了分子量720以上且2000以下的成分分析，结果未确认到富勒烯加成体。将所得的润滑油组合物的耐磨损性和解吸气体度的结果示于表1中。

摩擦面的直径在实施例10中为275μm，在比较例5中为340μm。此外，耐磨损性试验前后的润滑油组合物的脱气度分别在实施例10中为0.2、0.6，在比较例5中为0.2、1.2。如果将实施例10和比较例5的结果进行比较，则成为在基油C中添加富勒烯并进行了加热的情况下，耐磨损性和解吸气体度都良好，但在不加热的情况下，耐磨损性和解吸气体度都差的结果。这即使是基油C，也显示出与基油A、基油B同样的倾向。

产业可利用性

本发明的润滑油组合物对在高空区域、宇宙空间、或高真空下使用的装置、设备类是有用的，例如，在搭载于航空器、宇宙飞船、火箭、探测器、空间站、卫星等的装置或设备的滑动部中，对于长期抑制在真空下金属部分损伤、或磨损是极其有用的。

Claims (12)

1.一种润滑油组合物的制造方法，其包含下述工序：

在将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油中溶解富勒烯而获得富勒烯溶液的工序；以及

将所述富勒烯溶液在非氧化性气氛下热处理而生成富勒烯加成体的工序。

2.根据权利要求1所述的润滑油组合物的制造方法，所述非氧化性气氛中的氧气分压为10帕斯卡以下。

3.根据权利要求1或2所述的润滑油组合物的制造方法，所述热处理的温度为80℃以上且300℃以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，进行所述热处理直到所述富勒烯溶液中的富勒烯的浓度相对于所述热处理前的富勒烯的浓度成为0.1以上且0.7以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在所述基油中溶解的富勒烯为C₆₀、C₇₀或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的润滑油组合物的制造方法，在所述生成富勒烯加成体的工序中，进行热处理的温度为所述基油的使用上限温度以上，且与所述使用上限温度之差为200℃以内。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在进行了所述获得富勒烯溶液的工序后，进一步包含使用膜滤器或离心分离机将不溶成分除去的工序。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在所述生成富勒烯加成体的工序中，进行热处理的时间为5分钟以上且24小时以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，所述富勒烯溶液中的富勒烯浓度为1质量ppm以上且1000质量ppm以下。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在所述生成富勒烯加成体的工序之前具有使氧分子浓度降低的调整工序，所述调整工序与所述生成富勒烯加成体的工序连续进行，

在所述调整工序中，在能够气密的金属容器内收容所述富勒烯溶液，并用非活性气体将所述金属容器内置换。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的润滑油组合物的制造方法，在所述生成富勒烯加成体的工序之前具有使氧分子浓度降低的调整工序，所述调整工序与所述生成富勒烯加成体的工序连续进行，

在所述调整工序中，在能够气密的金属容器内收容所述富勒烯溶液，并将金属容器内减压。

12.一种润滑油组合物，其包含：将多烷基环戊烷油或以酰亚胺作为阴离子的离子液体作为主成分的基油；以及来源于所述基油的成分加成于富勒烯的富勒烯加成体。