DE69923147T2

DE69923147T2 - Basisschmierölzusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69923147T2
Application number: DE69923147T
Authority: DE
Inventors: Motohisa Sodegaura-shi Ido; Yukio Sodegaura-shi Yoshida
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: DE69923147D1; US6187979B1; ATE286958T1; EP1002855A3; EP1002855A2; EP1002855B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmieröl-Basis-Zusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung einer Schmieröl-Basis-Zusammensetzung, deren Flammpunkt und Niedertemperatur-Fluidität verbessert sind, und genauer gesagt betrifft sie eine Schmieröl-Basis-Zusammensetzung, die nützlich ist als Flüssigkeit für Traktionsantriebe, deren Flammpunkt und Niedertemperatur-Fluidität verbessert sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Basisöl für ein Traktionsöl, das in einem kontinuierlich variablen Getriebe (CVT, continuously variable transmission) für Automobile verwendet wird, erfüllt notwendigerweise gegensätzliche Bedingungen, d.h. einen hohen Reibungskoeffizienten bei hoher Temperatur und eine niedrige Viskosität bei niedriger Temperatur, und weist bevorzugt gleichzeitig einen Flammpunkt von 150°C oder mehr unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit bei der praktischen Verwendung auf. Synthetische Naphthaverbindungen mit hohen Reibungskoeffizienten bei hohen Temperaturen zeigen jedoch eine schlechte Niedertemperaturfluidität. Daher muss die Niedertemperaturfluidität bevorzugt mit einer unabdingbaren leichten Abnahme des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten realisiert werden. In diesem Fall muss das Molekulargewicht der Verbindung gesenkt werden, und als Ergebnis nimmt der Flammpunkt ab, was ein Problem der mangelnden der praktischen Verwendbarkeit verursacht. Das heißt, da synthetische Naphthaverbindungen mit hohen Reibungskoeffizienten bei hoher Temperatur eine höhere Viskosität aufweisen als Paraffinverbindungen mit demselben Molekulargewicht, muss das Molekulargewicht der Naphthaverbindung niedrig sein, um die Niedertemperaturfluidität zu gewährleisten, Ein niedriges Molekulargewicht verursacht jedoch eine hohe Flüchtigkeit des Basisöls, so dass der Flammpunkt gesenkt wird. Es ist allgemein bevorzugt, dass der Flammpunkt eines Schmieröls für ein Auto mobil bei der praktischen Verwendung bei 150°C oder mehr gehalten wird. Daher bestand ein Bedarf, dass der Flammpunkt eines synthetischen Naphtha-Schmieröls, welches als Traktionsöl für ein Kraftfahrzeug verwendet wird, ohne Verminderung des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten verbessert wird, so dass sowohl der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient als auch die Niedertemperaturfluidität und der Flammpunkt erfüllt sind.
Um das Problem des synthetischen Naphtha-Schmieröls zu lösen, wurde ein Versuch durchgeführt, ein Poly-α-Olefin zuzusetzen (JP-A-1-149898 und JP-A-3-103495). Da die Viskosität des Poly-α-Olefins jedoch zu hoch ist, wird bei diesen Techniken die Zugabemenge davon zu groß, um die Niedertemperatur-Fluidität zu verbessern, und als Ergebnis wird der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient stark vermindert. Da das Poly-α-Olefin eine Flüchtigkeit (Siedepunkt) aufweist, die stark verschieden ist von dem synthetischen Naphtha-Schmieröl, ist der Gehalt des Poly-α-Olefins darüber hinaus durch Verflüchtigung der leichten Komponente (synthetische Naphtha-Verbindung) erhöht, wodurch der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient stark vermindert wird, was ein Problem des starken Durchrutschens eines CVT verursacht.
Weitere Schmierölbasiszusammensetzungen für einen Traktionsantrieb wurden in GB-A-1 257 472, EP-A-0 526 21 8 und GB-A-2 224 287 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Situationen entwickelt, und eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Schmierölbasiszusammensetzung, deren Flammpunkt und Niedertemperatur-Fluidität verbessert sind.
Als Ergebnis eifriger Untersuchungen der Erfinder wurde gefunden, dass die Aufgabe der Erfindung effizient gelöst werden kann durch Zugabe einer kleinen Menge eines spezifischen synthetischen Paraffin-Basisöls als Schmieröl zu einem synthetischen Naphtha-Basisöl als Schmieröl, so dass die Erfindung vervollständigt wurde.
Die Erfindung betrifft:

(1) eine Basisschmierölzusammensetzung, umfassend (a) 80–98 Gew.-% eines synthetischen Naphta-Basisschmieröls mit einem Flammpunkt von 180°C oder weniger, welches ein hydriertes Produkt eines Dimeren aus mindestens einer alizyklischen Verbindung ist, die ausgewählt wird aus der Gruppe, welche aus einer einen Bicyclo[2.2.1]heptanring enthaltenden Verbindung, einer eine Bicyclo[3.2.1]octanring enthaltenden Verbindung, einer einen Bicyclo[3.3.0]octanring enthaltenden Verbindung und einer einen Bicyclo[2.2.2]octanring enthaltenden Verbindung und einer Verbindung, welche einen Cyclohexanring enthält wie 2,4-Dicyclohexyl-2-methylpentan, 2,4-Dicyclohexylpentan, 2,4-Dicyclohexyl-2-methylbutan und 1-decahydronaphthyl-1-cylcohexylethan besteht, und (b) 2–20 Gew.-% eines synthetischen Paraffin-Basisschmieröls mit 16–40 Kohlenstoffatomen und einem Flammpunkt, der höher ist als der des synthetischen Naphta-Basisschmieröls; wodurch die herzustellende Basisölzusammensetzung einen Flammpunkt von 150°C oder mehr aufweist;
(2) eine in (1) beschriebene Basisschmierölzusammensetzung, wobei das synthetische Paraffin-Basisschmieröl (b) ein Poly-α-Olefin oder ein α-Olefin-Copolymer ist;
(3) eine Basisschmierölzusammensetzung wie in einem der von (1) oder (2) beansprucht, wobei das synthetische Paraffin-Basisschmieröl (b) 16–26 Kohlenstoffatome aufweist;
(4) eine Basisschmierölzusammensetzung wie in (2) beschrieben, wobei das Poly-α-Olefin ein hydriertes Produkt eines Dimeren von 1-Decen ist;
(5) eine Basisschmierölzusammensetzung wie in einem der vorstehenden Punkte beansprucht, wobei die Basisschmierölzusammensetzung eine Basisölzusammensetzung einer Flüssigkeit für Traktionsantriebe ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird im Folgenden im Detail beschrieben.
Das synthtische Naphta-Basisöl für ein Schmieröl mit einem Flammpunkt von 180°C oder weniger als Komponente (a) des Basisöls für ein Schmieröl gemäß der Erfindung ist ein hydriertes Produkt eines Dimeren von mindestens einer alizyklischen Verbindung, die ausgewählt wird aus einer einen Bicyclo[2.2.1]heptanring enthaltenden Verbindung, einer einen Bicyclo[3.2.1]octanring enthaltenden Verbindung, einer einen Bicyclo[3.3.0]octanring enthaltenden Verbindung, und einer einen Bicyclo[2.2.2]octanring enthaltenden Verbindung, und einer Verbindung, die einen Cylcohexanring enthält wie 2,4-Dicyclohexyl-2-methylpentan, 2,4-Dicyclohexylpentan, 2,4-Dicyclohexyl-2-methylbutan und 1-Decahydronaphthyl-1-cyclohexylethan.
Als bevorzugtes Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des hydrierten Produktes eines Dimeren der alicyclischen Verbindung kann ein im Folgenden beschriebenes Olefin, welches eine Alkylgruppe als Substituenten aufweisen kann, einer Dimerisierung, Hydrierung und Destillation in dieser Reihenfolge unterzogen werden.
Beispiele für das Olefin, welches als Substituenten eine Alkylgruppe wie eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe und eine Propylgruppe aufweisen kann, schließen Bicyclo[2.2.1]hept-2-en; ein Alkenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.1]hept-2-en wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.1]hept-2-en; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.1]hept-2-en wie Methylen-substituiertes, Ethylen-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.1]hept-2-en; ein Alkenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.1]heptan wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.1]heptan; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.1]heptan wie Methylen-substituiertes, Ethyliden-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.1]heptan; Bicyclo[3.2.1]octen; ein Alkenyl-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octen wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenyl-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octen; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octen wie Methylen-substituiertes, Ethyliden-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octen; ein Alkenylsubstituiertes Bicyclo[3.2.1]octan wie Vinyl-substituiertes oder Alkenylsubstituiertes Bicyclo[3.2.1]octan; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octan wie Methylen-substituiertes, Ethyliden-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[3.2.1]octan; Bicyclo[3.3.0]octen; ein Alkenyl-substituiertes Bicyclo[3.3.0]octen wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenyl-substituiertes Bicyclo[3.3.0]octen; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[3.3.0]octen wie Methylen-substituiertes, Ethylen-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[3.3.0]octen; ein Alkenylsubstituiertes Bicyclo[3.3.0]octan wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenylsubstituiertes Bicyclo[3.3.0-]octan; ein Alkyliden-substituiertes Biycylco[3.3.0]octan wie Methylen-substituiertes, Ethylen-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[3.3.0]octan; Bicyclo[2.2.2]octen; ein Alkenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octen wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenyl-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octen; ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octen wie Methylen-substituiertes, Ethylen-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octen; ein Alkenylsubstituiertes Bicyclo[2.2.2]octan wie Vinyl-substituiertes oder Isopropenylsubstituiertes Bicyclo[2.2.2]octan; und ein Alkyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octan wie Methylen-substituiertes, Ethylen-substituiertes oder Isopropyliden-substituiertes Bicyclo[2.2.2]octan.
Von diesen Verbindungen ist ein hydriertes Produkt eines Dimeren einer Verbindung, welche einen Bicyclo[2.2.1]heptanring aufweist, besonders bevorzugt. Beispiele für ein Olefin als entsprechendes Rohmaterial schließen Bicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylenbicyclo[2.2.1]heptan, 2-Methylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-2-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,3-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-7-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-7-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,7-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-5-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-methylen-5-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,5-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-6-methyl-bicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-6-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,6-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-1-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-1-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 1,2-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-4-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-4-methylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,4-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-3,7-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-2,7-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,3,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-3,6-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-2,6-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 2-Methylen-3,3-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-2,2-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,3,6-Trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, 2-Methylen-3-ehhylbicyclo[2.2.1]heptan, 3-Methylen-2-ethylbicyclo[2.2.1]heptan und 2-Methyl-3-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en.
Die Dimerisierung schließt nicht nur die Dimerisierung von mehreren Olefinmolekülen derselben Art, sondern auch die Dimerisierung von Olefinmolekülen unterschiedlichen Arten ein.
Die Dimerisierung des Olefins wird allgemein in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt, zu dem je nach Notwendigkeit ein Lösungsmittel gegeben wird.
Als bei der Dimerisierung verwendeter Katalysator wird allgemein ein saurer Katalysator verwendet. Beispiele für den sauren Katalysator schließen eine feste Säure wie aktivierten Ton, Zeolith, Montmorillonit und ein Ionenaustauscherharz; eine Mineralsäure wie Fluorwasserstoffsäure und Polyphosphorsäure; eine organische Säure wie Trifluormethansulfonsäure; eine Lewissäure wie Aluminiumchlorid, Eisen(III)chlorid, Zinnchlorid, Bortrifluorid, einen Bortrifluoridkomplex, Bortribromid, Aluminiumbromid, Galliumchlorid und Galliumbromid; und eine organische Aluminiumverbindung wie Triethylaluminium, Diethylaluminiumchlorid und Ethylaluminiumdichlorid ein.
Die verwendete Menge des Katalysators ist nicht besonders beschränkt und beträgt allgemein 0,1 bis 100 Gew.-% bezogen auf die Menge des Olefins als Rohmaterial.
Während ein Lösungsmittel nicht notwendigerweise bei der Dimerisierung verwendet wird, kann es zur Handhabung des Rohmaterialolefins und des Katalysators und zur Einstellung des Verlaufs der Reaktion verwendet werden, Beispiele für das Lösungsmittel schließen einen gesättigten Kohlenwasserstoff wie Pentane, Hexane, Octane, Nonane und Decane; einen alizyklischen Kohlenwasserstoff wie Cyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan und Decalin; eine Etherverbindung wie Diethylether und Tetrahydrofuran; eine halogenhaltige Verbindung wie Methylenchlorid und Dichlorethan; und eine Nitroverbindung wie Nitromethan und Nitrobenzol ein.
Bei der Durchführung der Dimerisierungsreaktion in Gegenwart des Katalysators ist die Temperatur allgemein –70 bis 200°C. Während die geeigneten Bedingungen im Temperaturbereich in Abhängigkeit von der Art des Katalysators und den verwendeten Additiven eingestellt wird, ist der Reaktionsdruck im Allgemeinen Normaldruck, und die Reaktionszeit ist allgemein 0,5 bis 10 Stunden.
Das resultierend Dimer des Rohmaterialolefins wird dann hydriert, um das angestrebte hydrierte Produkt des Dimeren zu erhalten. Die Hydrierung kann bei einer Mischung von Dimeren durchgeführt werden, die separat durch Dimerisierung von jeweils verschiedenen Rohmaterialolefinen hergestellt werden.
Die Hydrierungsreaktion wird allgemein in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt, und Beispiele für den Katalysator schließen einen Hydrierungskatalysator wie Nickel, Ruthenium, Palladium, Platin, Rhodium und Iridium ein. Die verwendete Menge des Katalysators ist allgemein 0,1 bis 100 Gew.-% bezogen auf die Menge des Dimerisierungsprodukts.
Während die Hydrierungsreaktion ohne Lösungsmittel durchgeführt werden kann, kann sie auch in Gegenwart eines gleichen Lösungsmittels wie bei der Dimerisierungsreaktion durchgeführt werden. Beispiele für das Lösungsmittel in diesem Fall schließen einen gesättigten Kohlenwasserstoff wie Pentane, Hexane, Octane, Nonane und Decane; und einen alizyklischen Kohlenwasserstoff wie Cyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan und Declin ein.
Die Reaktionstemperatur ist allgemein im Bereich von 20 bis 300°C, und der Reaktionsdruck ist allgemein im Bereich von Normaldruck bis 19,61 MPa Überdruck (200 kg/cm²G). Das resultierende hydrierte Produkt kann mit einem hydrierten Produkt gemischt werden, das durch ein anderes Verfahren unter Verwendung eines anderen Rohmaterialolefins hergestellt wurde, und als Basisöl einer Flüssigkeit für Traktionsantriebe verwendet werden.
Beispiele für das synthetische Paraffin-Basisschmieröl als Komponente (b) mit einem höheren Flammpunkt als Komponente (a) schließen ein Poly-α-Olefin und ein α-Olefin-Copolymer ein. Das Poly-α-Olefin schließt ein hydriertes Produkt eines Oligomeren eines α-Olefins mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ein, und die Gesamtkohlenstoffanzahl davon ist bevorzugt 16 bis 40, besonders bevorzugt 16 bis 26. Ein hydriertes Produkt eines Dimeren von 1-Decen ist besonders bevorzugt.
Das α-Olefin-Copolymer schließt ein hydriertes Produkt eines Copolymeren eines α-Olefins mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und Ethylen ein, und die Gesamtkohlenstoffanzahl davon beträgt 16 bis 40, besonders bevorzugt 16 bis 26. Die Gesamtkohlenstoffanzahl des anderen synthetischen Paraffin-Basisöls für ein Schmieröl als das Poly-α-Olefin und das α-Olefin-Copolymer ist auch 16 bis 40, besonders bevorzugt 16 bis 26. Wenn die Gesamtkohlenstoffanzahl geringer ist als 16, wird der Flammpunkt 150°C oder weniger, und wenn die Gesamtkohlenstoffanzahl 40 überschreitet, ist dies nicht bevorzugt, da die Niedertemperaturviskosität abnimmt, so dass die Zugabemenge groß wird, und als Ergebnis wird der Reibungskoeffizient stark erniedrigt.
Die Schmierölbasiszusammensetzung kann erhalten werden durch Mischen der Komponente (a) und der Komponente (b). Die Anteile der Komponente (a) und der Komponente (b) sind 80 bis 98 Gew.-% der Komponente (a) und 2 bis 20 Gew.-% der Komponente (b) bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente (a) und der Komponente (b).
Wenn der Anteil der Komponente (b) geringer ist als 2 Gew.-%, ist die Wirkung bei der Verbesserung des Flammpunkts und der Niedertemperaturfluidität klein, und wenn er 20 Gew.-% übersteigt, wird der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient der Zusammensetzung gesenkt. Der Anteil der Komponente (b) ist bevorzugt 3 bis 18 Gew.-%, und daher ist das bevorzugte Verhältnis der Komponente (a) 82 bis 97 Gew.-%.
Erfindungsgemäß kann ein von Komponente (a) und Komponente (b) verschiedenes Basisöl in einer Zugabemenge zugesetzt werden, die das Ziel der Erfindung nicht beeinträchtigt.
Zur Basisschmierölzusammensetzung können verschiedene Additive wie ein Antioxidans, ein Rostverhinderungsmittel, ein Detergens-Dispergiermittel, ein Fließpunktsenker, ein Viskositätsindexverbesserer, ein Extremdruckmittel, ein Antiabriebmittel, ein Öligkeitsmittel, ein Entschäumer und ein Korrosions-verhinderndes Mittel gegeben werden.
Das Basisschmieröl der Basisschmierölzusammensetzung gemäß der Erfindung kann als Flüssigkeit für einen Traktionsantrieb, Getriebeflüssigkeit, Hydraulikflüssigkeit, Kompressoröl und elektrisch isolierendes Öl verwendet werden, und von diesen wird es bevorzugt als Flüssigkeit für einen Traktionsantrieb verwendet.
Erfindungsgemäß wird der Flammpunkt unerwartet über den Wert hinaus erhöht, der einfach aus der Additivität der Komponente (a) und der Komponente (b) erwartet wird. Während der Grund für dieses Phänomen nicht klar ist, wird erwartet, dass, da die zu mischenden Komponenten die typische Naphthaverbindung und die typische Paraffinverbindung sind, die sich stark voneinander hinsichtlich der molekularen Struktur unterscheiden, sie ineinander gelöst werden, jedoch in mikroskopischer Hinsicht nicht vollständig gemischt werden, und dass der hohe Flammpunkt der Paraffinverbindung stark zum Flammpunkt der Gesamtzusammensetzung beiträgt, da die Paraffinverbindung mit dem hohen Flammpunkt an der Oberfläche der Flüssigkeit lokalisiert ist.
Die Erfindung wird in größerem Detail unter Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
350,5 g (5 Mol) Crotonaldehyd und 198,3 g (1,5 Mol) Dicyclopentadien wurden in einen 1 l- Autoklaven aus rostfreiem Stahl gegeben und unter Rühren bei 170°C während 2 Stunden umgesetzt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wurden 22 g eines 5 % Ruthenium-Kohle-Katalysators (hergestellt von N.E. Chemcat Corp.) dazu gegeben, und die Hydrierung wurde bei einem Wasserstoffdruck von 6,86 MPa Überdruck (70 kg/cm²G) und einer Reaktionstemperatur von 180°C während 4 Stunden durchgeführt. Nach Kühlen und Abfiltrieren des Katalysators wurde das Filtrat unter reduziertem Druck abdestilliert, wobei 242 g einer Fraktion bei 70°C/0,12 kPa (0,9 Torr) erhalten wurden. Die Fraktion wurde mit dem Massenspektrum und magnetischen Kernresonanzspektrum analysiert, und es wurde gefunden, dass die Fraktion 2-Hydroxymethyl-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan und 3-Hydroxymethyl-2-methylcbicyclo[2.2.1]heptan war.
Anschließend wurden 15 g γ-Aluminiumoxid (Norton Alumina SA-6273, hergestellt von Nikka Seiko Co., Ltd.) in ein Normaldruckreaktionsrohr vom Flusstyp aus Quarzglas mit einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 500 mm gegeben, und eine Dehydratisierungsreaktion wurde bei einer Reaktionstemperatur von 270°C und einer stündlichen Gewichtsraumgeschwindigkeit (weight hourly space velocity (WHSV)) von 1,07 h^–1 durchgeführt, wobei 196 g eines Dehydratisierungsreaktionsprodukts von 2-Hydroxymethyl-3-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan und 3-Hydroxymethyl-2-dimethylbicyclo[2.2.1]heptan erhalten wurden, enthaltend 65 Gew.-% 2-Methylen-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan und 3-Methylen-2-methylbicyclo[2.2.1]heptan und 28 Gew.-% 2,3-Dimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-en. Die Zusammensetzung des Dehydratisierungsreaktionsprodukts wurde durch Gaschromatographie bestätigt.
(Herstellung des hydrierten Produkts des Dimeren)
9,5 g aktivierter Ton (Galleon Earth NS, hergestellt von Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.) und 190 g der so erhaltenen Olefinverbindung wurden in einen 500 ml Vierhalskolben gegeben, und eine Dimerisierungsreaktion wurde durch Rühren bei 145°C während 3 Stunden durchgeführt. Nach Abfiltrieren des aktivierten Tons aus der Reaktionsmischung wurden 6 g eines Nickel/Diatomeenerde-Katalysators (N-113, herstellt von Nikki Chemical Co., Ltd.) in einen 1 l-Autoklaven gegeben, und die Hydrierungsreaktion wurde unter den Bedingungen Wasserstoffdruck 3,92 MPa Überdruck (40 kg/cm²G), einer Reaktionstemperatur von 160°C und einer Reaktionszeit von 4 Stunden durchgeführt. Nach Ende der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration entfernt, und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck abdestilliert, wobei 116 g eines hydrierten Produkts des Dimeren als Fraktion mit einem Siedepunkt von 126 bis 128°C/0,027 kPa (0,2 mmHG) erhalten wurde. Es wurde mit Massenspektrum und magnetischem Kernresonanzspektrum bestätigt, dass die Fraktion das Hydrierungsprodukt des Dimeren war. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient des hydrierten Produkts des Dimeren sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 1
Zu dem in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Basisöl wurde ein hydriertes Produkt eine Dimeren von 1-Decen (PAO-5002, hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Flammpunkt; 171°C) in einer Menge von 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung gegeben. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung sind in Tabelle 1 dargestellt.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
4 g aktivierter Ton (Galleon Earth NS, hergestellt von Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.), 10 g Diethylenglycolmonoethylether und 200 g α-Methylstyrol wurden in einen 500 ml-Vierhalskolben mit Rückflusskühler, Rührer und Thermometer gegeben und während 4 Stunden gerührt. Nach Ende der Reaktion wurde die resultierende Lösung durch Gaschromatographie analysiert, und es wurde gefunden, dass das Umsatzverhältnis 70 % war, die Selektivität des angestrebten linearen α-Methylstyrol-Dimeren 95 % war, die Selektivität des als Nebenprodukt gebildeten zyklischen α-Methylstyroldimeren 1 % war und die Selektivität des hoch siedenden Produkts, wie Trimer, 4 % war. Das Reaktionsprodukt wurde einer Hydrierungsreaktion und der Destillation unter reduziertem Druck auf dieselbe Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 unterworfen, wobei ein hydriertes Produkt des linearen α-Methylstyrol-Dimeren mit einer Reinheit von 99 Gew.-% erhalten wurde, d. h. 125 g 2,4-Dicyclohexyl-2-methylpentan. Es wurde durch Massenspektrum und magnetische Kernresonanzspektroskopie bestätigt, dass das Produkt 2,4-Dicyclohexyl-2-methylpentan war. Die Reinheit davon wurde durch Gaschromatographie bestätigt. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient des hydrierten Produkts des Dimeren sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 2
Zum in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Basisöl wurde ein hydriertes Produkt eines Dimeren von 1-Decen (PAO-5002, hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Flammpunkt: 171°C) in einer Menge von 15 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung gegeben. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung sind in Tabelle 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
2700 g Ethylbenzol, 58 g metallisches Natrium und 17 g Isopropopylalkohol wurden in einen 5 l-Glaskolben gegeben und 1100 g α-Methylstyrol und 300 g Ethylbenzol wurden allmählich während 5 Stunden tropfenweise unter Erwärmen auf 120°C und Rühren zugegeben, gefolgt von weiterem Rühren während einer Stunde, um die Reaktion durchzuführen.
Nach Ende der Reaktion wurde eine ölige Phase durch Kühlen abgetrennt und isoliert, und 200 g Methylalkohol wurden zugegeben, und mit 2 l einer 5N-wässrigen Lösung von Salzsäure und 2 l einer gesättigten wässrigen Lösung von Natriumchlorid jeweils dreimal gewaschen. Nach Trocknen über Natriumsulfatanhydrid wurde unreagiertes Ethylbenzol mit einem Rotationsverdampfer abdestilliert, und 1500 g einer Fraktion mit einem Siedepunkt im Bereich von 104 bis 110°C bei 8 Pa (0,06 Torr) wurde durch weitere Durchführung der Destillation unter reduziertem Druck erhalten. Es wurde mit Massenspektrum und magnetischem Kernresonanzspektrum bestätigt, dass die Fraktion 2,4-Diphenylpentan war.
Anschließend wurden 500 ml der Fraktion in einen 1 l-Autoklaven gegeben, in den 20 g eines Nickelkatalysators zur Hydrierung (N-113, hergestellt von Nikki Chemical Co., Ltd.) gegeben wurden, und die Hydrierungsbehandlung wurde unter den Bedingungen Reaktionstemperatur von 200°C und Wasserstoffdruck von 4,90 MPa Überdruck (50 kg/cm²G) durchgeführt. Nach Ende der Reaktion wurde der Katalysator entfernt, die leichte Komponente wurde gestrippt und mit magnetischer Kernresonanzspektroskopie analysiert. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass das Hydrierungsverhältnis 99 % oder mehr war, und dass 420 g des Hydrierungsprudukts 2,4-Dicyclohexylpentan war. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient des hydrierten Produkts sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 3
Zu dem in Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Basisöl wurde ein hydriertes Produkt eine Dimeren von 1-Decen (PAO-5002, hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Flammpunkt; 171°C) in einer Menge von 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung gegeben. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung sind in Tabelle 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 4
Zu dem in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Basisöl wurde das in Vergleichsbeispiel 3 erhaltene Basisöl in einer Menge von 10 Gew.-% gegeben. Die allgemeinen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung sind in Tabelle 1 gezeigt.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die kinematische Viskosität und der Viskositätsindex entsprechend JIS K2283 gemessen, der Fließpunkt wurde entsprechend JIS K2269 gemessen und der Flammpunkt wurde entsprechend JIS K2265 gemessen, und die Niedertemperaturviskosität wurde entsprechend ASTM D2983 gemessen.
Die Messung des Reibungskoeffizienten wurde mit einem Doppelzylinderreibungstester durchgeführt. Das heißt, einer der beiden Zylinder, die in Kontakt miteinander stehen (jeweils mit einem Durchmesser von 52 mm und einer Dicke von 6 mm, wobei der angetriebene Zylinder eine Trommelform mit einer Krümmung von 10 mm aufwies, und der antreibende Zylinder ein flacher Typ ohne Krone war) wurden mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, und der andere wurde bei einer kontinuierlich variierenden Geschwindigkeit rotiert. Eine Last von 98,0 N wurde an dem Teil angewendet, bei dem die Zylinder in Kontakt miteinander waren, und die zwischen den Zylindern erzeugte Tangentialkraft, d. h. die Traktionskraft, wurde zur Messung des Reibungskoeffizienten gemessen. Der Zylinder war aus einem Lagerstahl SUJ-2 mit Spiegelfinish, die mittlere Umfangsgeschwindigkeit war 6,8 m/s, und der maximale Hertz-Kontaktdruck war 1,23 GPa. Bei Messung des Reibungskoeffizienten bei einer Flüssigkeitstemperatur (Öltemperatur) von 140°C wurde die Öltemperatur von 40°C auf 140°C durch Erwärmen des Öltanks durch ein Heizgerät erhöht, und der Reibungskoeffizient bei einem Gleit/Roll-Verhältnis von 5 % wurde erhalten.
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen wurde bestätigt, dass die Niedertemperaturfluidität (Niedertemperaturviskosität) und der Flammpunkt in den Beispielen verbessert wurden.
Es war bekannt, dass die Niedertemperaturviskosität und der Hochtemperaturreibungskoeffizient in gegensätzlicher Beziehung stehen, und dass, wenn die Niedertemperaturviskosität verbessert (gesenkt) wird, der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient gesenkt wird. Der Vergleich zwischen Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 unter Verwendung desselben synthetischen Naphtha-Basisschmieröls zeigt, dass Beispiel 1 hinsichtlich der Niedertemperaturviskosität stark verbessert ist, dass jedoch die Abnahme des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten klein ist. In gleicher Weise zeigt der Vergleich zwischen Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 2, dass Beispiel 2 darüber hinaus hinsichtlich der Niedertemperaturviskosität stark verbessert ist, und dass der Hochtemperatur-Reibungskoeffizient damit verbunden gesenkt ist. Im Allgemeinen kann das Basisöl als Flüssigkeit für einen Traktionsantrieb ohne jedes Problem verwendet werden, wenn die Absenkungsrate des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten 30 % oder weniger beträgt. Die Absenkungsrate des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten in Beispiel 2 ist etwa 27 %, was in dem Bereich liegt, der kein Problem verursacht. Das heißt, Beispiel 2 zeigt ein hinsichtlich Flammpunkt und Niedertemperaturfluidität verbessertes Basisschmieröl ohne Abnahme des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten. In gleicher Weise zeigt der Vergleich zwischen Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 3, dass Beispiel 3 hinsichtlich der Niedertemperaturviskosität stark verbessert ist, dass jedoch die Absenkung des Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten deutlich klein ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde bestätigt, dass in erfindungsgemäßen Beispielen ein Basisschmieröl hinsichtlich Flammpunkt und Niedertemperaturfluidität verbessert ist.
Die erfindungsgemäße Basisschmierölzusammensetzung hat einen hohen Reibungskoeffizienten bei hoher Temperatur und hat hervorragende Niedertemperaturfließeigenschaften mit einem ausreichend hohen Flamm punkt. Daher kann sie praktisch als Flüssigkeit für einen CVT vom Traktionsantriebstyp in der ganzen Welt einschließlich kalten Gebieten und Hochtemperaturregionen verwendet werden.

Claims

Schmieröl-Basis-Zusammensetzung, umfassend (a) 80 bis 98 Gew.-% eines synthetischen Naphtha-Basis-Schmieröls mit einem Flammpunkt von 180°C oder weniger, welches ein hydriertes Produkt eines Dimeren von mindestens einer alicyclischen Verbindung ist, die ausgewählt wird aus der Gruppe, welche aus einer einen Bicyclo[2.2.1]heptanring enthaltenen Verbindung, einer einen Bicyclo[3.2.1]octanring enthaltenen Verbindung, einer einen Bicyclo[3.3.0]octanring enthaltenen Verbindung und einer einen Bicyclo[2.2.2]octanring enthaltenen Verbindung und einer Verbindung, welche einen Cyclohexanring enthält wie 2,4-Dicyclohexyl-2-methylpentan, 2,4-Dicyclohexylpentan, 2,4-Dicyclohexyl-2-methylbutan und 1-Decahydronaphthyl-1-cyclohexylethan besteht, und (b) 2 bis 20 Gew.-% eines synthetischen Paraffin-Basis-Schmieröls, welches 16 bis 40 Kohlenstoffatome aufweist und einen Flammpunkt, der höher ist als der des synthetischen Naphtha-Basis-Schmieröls; wobei die herzustellende Basisöl-Zusammensetzung einen Flammpunkt von 150°C oder mehr aufweist.
Schmieröl-Basis-Zusammensetzung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das synthetische Paraffin-Basis-Schmieröl (b) ein Poly-α-olefin oder ein α-Olefin-Copolymer ist.
Schmieröl-Basis-Zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 und 2 beansprucht, wobei das synthetische Paraffin-Basis-Schmieröl (b) 16 bis 26 Kohlenstoffatome aufweist.
Schmieröl-Basis-Zusammensetzung wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei das Poly-αα-olefin ein hydriertes Produkt eines Dimeren von 1-Decen ist.
Schmieröl-Basis-Zusammensetzung wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die Schmieröl-Baasis-Zusammensetzung eine Basisöl-Zusammensetzung einer Flüssigkeit für einen Traktionsantrieb ist.