CN115477967B - 液体组合物 - Google Patents
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Abstract
一种液体组合物，其是含有矿物油的液体组合物，其中，所述矿物油的40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s，相对于组合物总量以3.0～20质量％的比例含有正链烷烃，并且，相对于所述正链烷烃的总量，碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上。
Description
技术领域
本发明涉及液体组合物。
背景技术
近年来，为了用于润滑油、冷却油、电绝缘油等各种用途，提出了应用含有矿物油的液体组合物。而且，作为在上述这样的液体组合物中使用的矿物油，例如，在日本特开2007-186638号公报(专利文献1)中公开了通过由油馏分实施特定的加氢脱蜡处理而制造的油，在其比较例1～3中，作为加氢脱蜡处理后的油，公开了含有6.9～8.2质量％的正链烷烃的物质。另外，在日本特开2001-195920号公报(专利文献2)中，公开了一种电绝缘油，其是在正链烷烃含量为2重量％以下、％CP为45以上的基础油中添加了0.01～0.3重量％的倾点降低剂而成的，在其实施例一栏中，作为供给油2，还公开了含有2.71重量％(wt％)的正链烷烃的提纯矿物油。但是，上述这样的以往的矿物油在用于液体组合物的情况下，不能使低温下的流动性和难点燃性都优良而兼顾这些特性。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2007-186638号公报
【专利文献2】日本特开2001-195920号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述现有技术所具有的课题而完成的，其目的在于提供能够使低温下的流动性和难点燃性均优良的液体组合物。
用于解决课题的手段
本发明的发明者们为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，采用通过以下述的方式操作来得到的液体组合物，能够使低温下的流动性和难点燃性均优良，能够兼顾这些特性，从而完成了本发明：在含有矿物油的液体组合物中，作为所述矿物油，使用40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s的矿物油，在该组合物中相对于组合物的总量以3.0～20质量％的比例含有正链烷烃，并且相对于组合物中含有的正链烷烃的总量，碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上。
即，本发明的液体组合物如下所述。
〔1〕一种液体组合物，其是含有矿物油的液体组合物，其中，
所述矿物油的40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s，
相对于组合物总量以3.0～20质量％的比例含有正链烷烃，并且，
相对于所述正链烷烃的总量，碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上。
〔2〕根据上述〔1〕所述的液体组合物，其中，所述正链烷烃的平均碳数为12.7～14.0。
〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的液体组合物，其是冷却用液体组合物(即，上述〔1〕或〔2〕所述的液体组合物优选为被用于冷却油的用途的液体组合物)。
发明效果
根据本发明，能够提供能够使低温下的流动性和难点燃性均优良的液体组合物。
具体实施方式
以下，结合本发明的优选实施方式详细说明本发明。此外，在本说明书中，只要没有特别说明，对于数值X和Y，“X～Y”的表述是指“X以上且Y以下”的含义。在上述表述中只对数值Y附加了单位的情况下，该单位也适用于数值X。
本发明的液体组合物是含有矿物油的液体组合物，其中，
上述矿物油的40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s，
相对于组合物总量以3.0～20质量％的比例含有正链烷烃，并且，
相对于上述正链烷烃的总量，碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上。
<矿物油>
作为本发明的液体组合物中含有的矿物油，可以是1种或2种以上的混合物，作为矿物油整体，需要使40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s(特别优选为2.4～2.6mm2/s)。在矿物油的40℃下的动态粘度为上述上限值以下的情况下，与超过该上限值的情况相比，能够提高液体组合物的冷却性，而且，能够将低温(-30℃)下的动态粘度保持为低值，也能够使低温下的流动性高。另一方面，在矿物油的40℃下的动态粘度为上述下限值以上的情况下，与小于该下限值的情况相比，能够提高闪点，能够使液体组合物具有难点燃性。另外，本说明书中，“40℃下的动态粘度”是指依据JIS K 2283-2000，使用自动粘度计(商品名“CAV-2100”、Cannon Instrument公司制)作为测定装置测定的40℃下的动态粘度。
另外，上述矿物油只要是调整40℃下的动态粘度达到上述范围内即可，除此之外的条件没有特别限制，可以适当使用公知的矿物油。作为上述矿物油，可以列举出对于将原油进行常压蒸馏和减压蒸馏而得到的馏分，适当组合使用溶剂脱沥青、溶剂萃取、加氢裂化、溶剂脱蜡、接触脱蜡、加氢提纯、硫酸洗涤、白土处理等中的1种或2种以上的提纯手段而得到的链烷烃系或环烷烃系的矿物油作为优选的例子。
另外，上述矿物油更优选为由碳数为12～18(更优选碳数为12～16)的烃的混合物制成的矿物油。通过使用由上述烃的混合物制成的矿物油，能够使液体组合物在低温下的流动性更高，并且能够使液体组合物成为更具难点燃性。另外，在矿物油由烃的混合物制成的情况下，更优选相对于该混合物中的烃的总量，碳数为13～15(更优选为14～15)的烃的含量为60质量％以上(更优选为65质量％以上，进一步优选为75质量％以上，特别优选为95质量％以上)的矿物油。通过使碳数为13～15的烃的含量为60质量％以上，就容易使40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s。另外，从保持高的粘度温度特性的观点出发，作为矿物油使用的烃的混合物中更优选不含有芳香族系烃。
另外，作为本发明的矿物油，在使用由烃制成的矿物油的情况下，该矿物油整体的以质量为基准计的平均碳数优选为13.0～14.9(更优选为13.5～14.8)。通过使以质量为基准计的平均碳数为上述下限值以上，与小于该下限值的情况相比，能够使液体组合物更具难点燃性，另一方面，通过使以质量为基准计的平均碳数为上述上限值以下，与超过该上限值的情况相比，能够使液体组合物在低温下的流动性更高。
另外，作为上述矿物油，也可以使用该矿物油自身含有正链烷烃的矿物油。这里，在使用的矿物油自身中含有正链烷烃的情况下，矿物油整体中含有的正链烷烃的以质量为基准计的平均碳数优选为12.7～14.6(更优选为13.0～14.4)。在矿物油中原本含有的正链烷烃的平均碳数为上述下限值以上的情况下，与小于该值的情况相比，能够使液体组合物更具难点燃性，另一方面，通过使矿物油中原本含有的正链烷烃的平均碳数为上述上限值以下，与超过该值的情况相比，能够使液体组合物在低温下的流动性更高。
在此，关于矿物油，该矿物油中所含的各烃的碳数和含量、烃的以质量为基准计的平均碳数、矿物油(矿物油自身)中所含的正链烷烃的碳数和含量、及正链烷烃的以质量为基准计的平均碳数可以采用下述“基于气相色谱的分析法”中记载的方法来求出。
(基于气相色谱法进行的分析法)
首先，对作为测定对象物的由烃制成的矿物油，在下述条件下使用气相色谱法求出矿物油的气相色谱图。接着，在同一条件下使用气相色谱法求出作为基准物质的直链状饱和烃(正链烷烃)的混合物的气相色谱图。然后，通过将作为测定对象物的矿物油的气相色谱图与作为基准物质的直链状饱和烃的混合物的气相色谱图对比，可以求出测定对象物的矿物油中含有的各烃的碳数与各碳数的烃的每个的以质量为基准计的含量(含有比率：面积％)的关系(以下，有时简称为“碳数分布”)。然后，由如上所述地操作而得到的碳数分布，可以求出矿物油中所含的烃的以质量为基准计的平均碳数(对于矿物油中的所有烃，针对每个碳数，可以通过分别求出碳数与具有该碳数的烃的以质量为基准计的含量的值(面积)的积后，由该积的总和求出平均值来算出。)。不过，在上述分析法中，对于碳数相同的烃，无法确定到支链状、环状、饱和(直链状除外)及不饱和这样的烃的结构。另外，在采用上述分析法的情况下，矿物油中的正链烷烃的碳数和各碳数的正链烷烃的以质量为基准计的含量可以根据与上述基准物质的峰一致的位置的峰的存在与否、以及该峰的大小(面积比)来求出，根据该数据，可以同时求出矿物油中所含的正链烷烃的平均碳数和矿物油中所含的正链烷烃的总量(含量)。
<气相色谱法的条件>
测定装置：GC-2010(岛津制作所制)
色谱柱：超合金-1HT(长度：30mm、内径：0.25mm：Frontier Lab公司制)
载气：氦(100kPa)
测定试样：直接使用烃流体(不用溶剂稀释就使用)
试样注入量：0.2μL
检测器：氢火焰离子化检测器(FID)
检测器温度：300℃
烘箱温度：在40℃保持5分钟后以5℃/分钟的升温速度升温至280℃。
矿物油中的饱和成分(饱和烃)的含量以矿物油总量为基准计优选为90容量％以上(更优选为95容量％以上，进一步优选为98容量％以上)。通过饱和成分的含量为上述下限值以上，能够提高粘度-温度特性。此外，在本说明书中，饱和成分是指根据JIS K2536-1测定的值。
以矿物油总量为基准计，矿物油中的芳香族成分优选为10质量％以下(更优选为5质量％以下，特别优选为1质量％以下)。通过芳香族成分的含量为上述上限值以下，除了能够提高粘度-温度特性和低温粘度特性之外，还能够提高冷却性。进而，通过芳香族成分的含量为上述上限值以下，能够降低矿物油的蒸发损失而降低矿物油的消耗量，并且能够有效地表现出矿物油中配合的添加剂的效果。另外，本说明书中，芳香族成分是指使用高效液相色谱法根据IP391/90测定的值。芳香族成分中，通常除了包含烷基苯、烷基萘以外，还包含蒽、菲及它们的烷基化物、以及苯环稠合了四环以上而成的化合物、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。
另外，作为上述矿物油，从氧化稳定性的观点出发，硫成分的含量优选为0.03质量％(300质量ppm)以下(更优选为50质量ppm以下，特别优选为10质量ppm以下，最优选为1质量ppm以下)。
另外，液体组合物中的矿物油的含量没有特别限制，但以组合物总量为基准计，优选为65质量％以上(更优选为70质量％以上，进一步优选为75质量％以上，特别优选为80质量％以上)。
<液体组合物>
本发明的液体组合物中，相对于组合物总量，以3.0～20质量％(更优选为3.5～19.5质量％，进一步优选为4.0～19.0质量％)的比例含有正链烷烃。通过将正链烷烃的含量设定为上述下限以上，与小于上述下限的情况相比，能够使-30℃下的动态粘度为低值，能够使低温下的流动性优良。另一方面，通过将正链烷烃的含量设定为上述上限以下，与超过上述上限的情况相比，能够降低倾点的温度，能够使低温下的流动性优良。另外，在本说明书中，正链烷烃的含量相对于组合物总量的比例(质量％)表示正链烷烃的总量(作为矿物油中的成分的正链烷烃和添加的正链烷烃的总量)相对于组合物总量的比例。
另外，本发明的液体组合物中含有的正链烷烃中，相对于该正链烷烃的总量，碳数为10～16(更优选为11～15，进一步优选为12～14)的正链烷烃的含量必须为98质量％以上(更优选为99质量％以上)。这样一来，通过相对于组合物总量以3.0～20质量％的比例含有正链烷烃，并且相对于该正链烷烃的总量(组合物中的正链烷烃的总量)使碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上，能够使含有矿物油的液体组合物兼顾低温下的流动性和难点燃性。在此，通过将相对于正链烷烃的总量含有98质量％以上的正链烷烃的碳数设定为上述下限以上，与小于上述下限的情况相比，能够提高难点燃性，另一方面，通过将相对于正链烷烃的总量含有98质量％以上的正链烷烃的碳数设定为上述上限以下，与超过上述上限的情况相比，能够使低温下的流动性优良。
另外，本发明的液体组合物中含有的正烷基的平均碳数优选为12.0～14.0，更优选为12.7～14.0，特别优选为12.9～14.0。通过将平均碳数设定为上述下限以上，与小于上述下限的情况相比，能够更有效地提高难点燃性，另一方面，通过将平均碳数设定为上述上限以下，与超过上述上限的情况相比，能够使低温下的流动性更优良。
从进一步有效提高闪点的观点出发，本发明的液体组合物优选以满足下述式(1)的方式含有正链烷烃。
P≤-60.05×C2+1619.8×C-10896 (1)
(式(1)中，P表示正链烷烃的总量，C表示正链烷烃的平均碳数。)
本发明的液体组合物的制造方法没有特别限制，例如可以采用下述方法：根据所使用的矿物油的种类，添加碳数为10～16(更优选为11～15，进一步优选为12～14)的正链烷烃，以使得相对于组合物总量含有3.0～20质量％的正链烷烃，并且相对于该正链烷烃的总量，碳数为10～16(更优选为11～15，进一步优选为12～14)的正链烷烃的含量达到98质量％以上，由此制造液体组合物。另外，作为如上所述地进行添加的正链烷烃，可以列举出正十二烷、正十三烷、正十四烷作为优选者。
另外，本发明的液体组合物根据其用途也可以适当含有其它成分(添加剂等)。作为这样的其它成分，没有特别限制，可以适当使用在润滑油组合物或冷却油等领域中使用的公知的成分(例如，倾点降低剂、金属钝化剂、摩擦调节剂、无灰分散剂、抗氧化剂、橡胶溶胀剂、消泡剂、稀释油、粘度指数提高剂、防锈剂、抗乳化剂、着色剂、防腐蚀剂、防磨损剂、特压添加剂、金属系洗涤剂、酸捕捉剂等)。
另外，作为上述其它成分，从进一步改善低温流动性的观点出发，可以优选地使用倾点降低剂。另外，作为倾点降低剂，可以适当使用公知的那些，没有特别限制，例如，优选使用聚甲基丙烯酸酯(PMA)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。另外，作为上述倾点降低剂使用的PMA和EVA等聚合物，从倾点降低作用和剪切稳定性的观点出发，优选重均分子量为10000～200000的聚合物。倾点降低剂可以单独使用1种，或者也可以组合使用2种以上。在使用倾点降低剂的情况下，其含量以上述润滑油组合物的总量为基准计优选为0.01～1.0质量％(更优选为0.03～0.6质量％)。
另外，作为上述其它成分，从提高金属腐蚀防止性的观点出发，可以优选地使用金属钝化剂。作为上述金属钝化剂，没有特别限制，可以适当使用公知的那些(例如咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑、硫代烷基噻二唑、巯基苯并噻唑、苯并三唑或其衍生物、甲苯基三唑或其衍生物、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-(烷基二硫代)苯并咪唑、β-(邻羧基苄基硫代)丙腈等)。另外，作为上述金属钝化剂，更优选三唑系的金属钝化剂。上述金属钝化剂可以单独使用1种，或者也可以将2种以上组合使用。另外，在使用金属钝化剂的情况下，其含量以上述润滑油组合物的总量为基准计优选为0.001～0.5质量％(更优选为0.001～0.3质量％)。
进而，作为上述其它成分，从提高氧化稳定性的观点出发，可以优选地使用抗氧化剂。作为上述抗氧化剂，没有特别限制，可以适当使用公知的抗氧化剂，例如可以列举出酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂。抗氧化剂可以单独使用1种，或者也可以组合使用2种以上。在使用抗氧化剂的情况下，其含量以上述润滑油组合物的总量为基准计优选为0.01～2.0质量％(更优选为0.03～1.0质量％)。
另外，本发明的液体组合物的用途没有特别限制，可以适当地用于润滑油(汽车用的润滑油等)、冷却油、防锈油、电绝缘油等各种用途，其中，由于低温下的粘性小、倾点低以及阻燃性高，因而优选用作冷却油(例如内燃机或电动汽车的冷却用的液体组合物)。这样一来，本发明的液体组合物优选被用作冷却用液体组合物(冷却油)。
实施例
以下，根据实施例和比较例来更具体地说明本发明，但本发明并不限定于以下的实施例。
[1]关于在各实施例等中使用的矿物油
在各实施例等中，作为矿物油，以表2～3中所示的比例适当选择使用(有时组合使用)具有以下的表1中所示的特性的矿物油(A)～(C)。另外，以下，有时将“40℃下的动态粘度”仅表示为“动态粘度(40℃)”。另外，关于表1，构成矿物油的烃的碳数、构成矿物油的烃的平均碳数、特定碳数的烃的含量、矿物油中的正链烷烃的种类(碳数等)、矿物油中的正链烷烃的含量、矿物油中的正链烷烃的平均碳数等采用与在上述的“基于气相色谱法进行的分析法”中所说明的方法相同的方法来测定。
表1
〔2〕关于各实施例等中使用的添加剂
<作为添加成分的正链烷烃>
在各实施例和各比较例中，为了添加正链烷烃，分别以表2～3中所示的比例，使用选自正辛烷(碳数：8)、正十二烷(碳数：12)、正十三烷(碳数：13)、正十四烷(碳数：14)和正十八烷(碳数：18)中的至少1种作为添加成分。
<倾点降低剂>
作为倾点降低剂，按照表2～3中所示的比例使用EVA或PMA。
EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，重均分子量：16000，Infineum Japan公司制，商品名“Infineum R240”)
PMA(聚甲基丙烯酸酯、非分散型、重均分子量：50000、Evonik Japan公司制、商品名“VISCOPLEX1-300”)。
<添加剂混合物>
作为添加剂混合物，以表2～3中所示的比例使用金属钝化剂(甲苯基三唑衍生物)和抗氧化剂(胺系抗氧化剂和酚系抗氧化剂的混合物)的混合物。
(实施例1～12和比较例1～12)
将具有表2～3中记载的组成的组合物分别作为液体组合物。另外，关于表2～3中记载的液体组合物的组成，空栏部表示不含有该成分。
进而，关于表2～3中记载的液体组合物的组成，矿物油的含量的单位的“质量％”表示相对于组合物总量而言的矿物油的含量(质量％)，作为添加成分的正链烷烃的含量的单位的“质量％”表示相对于组合物总量而言的正链烷烃的含量(质量％)，倾点降低剂的含量的单位的“质量％”表示相对于组合物总量而言的倾点降低剂的含量(质量％)，添加剂混合物的含量的单位的“质量％”表示相对于组合物总量而言的添加剂混合物的含量(质量％)。
另外，关于表2～3中记载的“矿物油的特性”一栏，“来自矿物油的正链烷烃”是指矿物油中原本含有的正链烷烃，来自矿物油的正链烷烃的含量的单位的“质量％”是表示相对于组合物总量而言的来自矿物油的正链烷烃的含量(质量％)。
另外，关于表2～3中记载的“关于液体组合物中的全部正链烷烃”一栏，“正链烷烃的总量”的单位的“质量％”表示组合物中所含的全部正链烷烃的总量(来自矿物油的正链烷烃和作为添加成分的正链烷烃的总量)相对于组合物总量的比例(质量％)，“C10～16的正链烷烃的总量”的单位的“质量％”表示组合物中所含的碳酸为10～16的正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例(质量％)，“相对于正链烷烃的总量的C10～16的正链烷烃的量”的单位的“质量％”表示相对于组合物中所含的正链烷烃的总量而言的碳数为10～16的正链烷烃的总量的比例(质量％：[C10～16的正链烷烃的总量]/[正链烷烃的总量])。
另外，表2～3中的正链烷烃量(质量％)是四舍五入到小数点第3位，因此要注意来自矿物油的正链烷烃的含量(质量％)和作为添加成分的正链烷烃含量(质量％)的表中的数值的合计不一定与正链烷烃的总量(质量％)的值一致。
[关于各实施例等中得到的冷却用液体组合物的特性的评价方法]
<-30℃下的动态粘度的测定>
关于液体组合物的“-30℃下的动态粘度”的测定，根据JIS K 2283-2000，使用乌伯娄德粘度计作为测定装置，在-30℃的条件下测定动态粘度。所得结果如表2～3中所示。
<倾点的测定>
根据JIS K 2269-1987测定液体组合物的“倾点”。所得结果如表2～3中所示。
<闪点的测定>
根据JIS K 2265-3：2007(彭斯基-马顿密闭法(PM法))测定液体组合物的闪点。所得结果如表2～3中所示。
另外，在-30℃下的动态粘度为25.0mm2/s以下、且倾点为-32.5℃以下的情况下，可以判断该液体组合物在低温下的流动性优良。另外，在闪点为100℃以上的情况下，可以判断该液体组合物的闪点处于高水平，为难点燃性。
由表2～3中所示的结果可知，上述矿物油在40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s、正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例在3.0～20质量％的范围内、并且相对于正链烷烃的总量而言的碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上的液体组合物(实施例1～12)由于-30℃下的动态粘度均为25.0mm2/s以下，且倾点为-32.5℃以下，所以低温下的流动性优良。另外可知，实施例1～12中得到的液体组合物的闪点均为100℃以上，在难点燃性方面也优良。这样一来，可知实施例1～12中得到的液体组合物均具有优良的低温流动性和高的难点燃性，能够同时以高水平兼顾低温流动性和难点燃性。
另一方面，正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例为2.70质量％的比较例1中得到的液体组合物在-30℃下的动态粘度为大于25.0mm2/s的值。另外，矿物油的40℃下的动态粘度小于2.4mm2/s的比较例2～4中得到的液体组合物均不能使闪点为100℃以上。另外，矿物油的40℃下的动态粘度为大于2.7mm2/s的值的比较例5中得到的液体组合物在-30℃下的动态粘度为大于25.0mm2/s的值，并且不能使闪点为100℃以上。另外，就正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例为2.69质量％、且添加了倾点降低剂的比较例6～7中得到的液体组合物而言，-30℃下的动态粘度为大于25.0mm2/s的值。另外，正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例超过20质量％的比较例8～10不能使低温下的流动性优良。另外，即使正链烷烃的总量相对于组合物总量的比例在3.0～20质量％的范围内、碳数为10～16的正链烷烃的含量相对于正链烷烃的总量为19.4质量％的比较例11～12中得到的液体组合物也各自是难点燃性和低温下的流动性中的一者没有变得优良，不能兼顾这些特性。
产业上的可利用性
如以上所说明的那样，根据本发明，能够提供能够使低温下的流动性和难点燃性均优良的液体组合物。这样一来，由于本发明的液体组合物从低温下的流动性和难点燃性的观点来看均优良，所以能够优选地用于冷却油。
Claims (2)
1.一种液体组合物，其是含有矿物油的液体组合物，其中，
所述矿物油的40℃下的动态粘度为2.4～2.7mm2/s，
相对于组合物总量以3.0～19.5质量％的比例含有正链烷烃，并且，
相对于所述正链烷烃的总量，碳数为10～16的正链烷烃的含量为98质量％以上，
所述正链烷烃的平均碳数为13.2～14.0。
2.根据权利要求1所述的液体组合物，其是冷却用液体组合物。
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