JP2003321691A - 合成潤滑油基油 - Google Patents

合成潤滑油基油

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘度指数、低温流動性、熱安定性及び低揮発
量の全てを満足しうる、幅広い温度範囲でかつ長時間に
わたって優れた潤滑性を有する合成潤滑油基油;及び該
基油を使用した流体軸受油又はグリースを提供するこ
と。 【解決手段】 脂肪族2価アルコール(2,4−ジエチ
ル−1,5−ペンタンジオール等)の飽和脂肪族モノカ
ルボン酸(n−オクチル酸等)のジエステルを主成分とす
る流体軸受油基油又はグリース基油;及び該基油を使用
した流体軸受油又はグリース。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成潤滑油基油、
特に流体軸受油基油、これを使用した流体軸受油、グリ
ース基油及びこれを使用したグリースに関する。さらに
詳細には、本発明は、低粘度で幅広い温度範囲で長時間
にわたって優れた潤滑性を有する合成潤滑油基油、特に
焼結含浸軸受または流体軸受用として好適な、低粘度で
ありかつ温度変化が激しい状況下で使用される潤滑油基
油に関する。本発明はまた高温、高速回転で使用される
転がり軸受等に封入されて使用されるグリースの基油と
して好適な合成潤滑油基油に関する。
【0002】
【従来の技術】潤滑油基油には、高粘度指数、良好な低
温流動性、優れた熱安定性、低揮発性等の性質が求めら
れている。従来、潤滑油基油として種々のものが提案さ
れているが、上記性質のすべてを充分に満足するものは
知られていない。。例えば、1−デセンの重合体を水素
化処理して得られるポリ−α−オレフィンは、高温安定
性に優れるが、低温時の粘度上昇が大きく、また低温時
の流動抵抗が大きく、低温流動性を満足しない。アジピ
ン酸やセバシン酸の2−エチルヘキシルエステルはDO
AやDOSとして潤滑油基油として使用されてきた。し
かしながら使用環境が高温などの厳しい用途では揮発量
が多くなるなどの問題が明らかになってきた。ネオペン
チルグリコールやペンタエリスリトール等のアルコール
の、β位に水素を持たないヒンダードエステルが熱安定
性に優れることから、高温などの厳しい環境での使用に
はほぼ耐えるものが提案されているが、流動点がDO
A、DOSと比較して高く低温流動性を満足しない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第1の
目的は、粘度指数、低温流動性、熱安定性及び低揮発量
の全てを満足しうる、幅広い温度範囲でかつ長時間にわ
たって優れた潤滑性を有する合成潤滑油基油、特に流体
軸受油基油又はグリース基油を提供することである。本
発明の第2の目的は、上記流体軸受油基油を使用した流
体軸受油を提供することである。本発明の第3の目的
は、上記グリース基油を使用したグリースを提供するこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、脂肪族
2価アルコールの飽和脂肪族モノカルボン酸ジエステル
を主成分とする流体軸受油基油又はグリース基油を提供
するものである。本発明の第2は、脂肪族2価アルコー
ルの炭素原子数が2〜20である上記流体軸受油基油又
はグリース基油を提供するものである。本発明の第3
は、飽和脂肪族モノカルボン酸の炭素原子数が2〜36
である上記流体軸受油基油又はグリース基油を提供する
ものである。本発明の第4は、脂肪族2価アルコールが
2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールである上
記流体軸受油基油又はグリース基油を提供するものであ
る。本発明の第5は、飽和脂肪族モノカルボン酸がn−
オクチル酸である上記流体軸受油基油又はグリース基油
を提供するものである。本発明の第6は、脂肪族2価ア
ルコールが2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオー
ルでありかつ飽和脂肪族モノカルボン酸がn−オクチル
酸である上記流体軸受油基油又はグリース基油を提供す
るものである。本発明の第7は、上記流体軸受油基油を
使用した流体軸受油を提供するものである。本発明の第
8は、上記グリース基油を使用したグリースを提供する
ものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の合成潤滑油基油の流動点
(油が流動しうる最低の温度)は、低温時における流動
性をより一層向上させる観点から好ましくは−40℃以
下、さらに好ましくは−50℃以下である。基油の低温
時の流動抵抗はその温度における動粘度に相関する。本
発明の合成潤滑油基油の0℃における動粘度は、好まし
くは1〜200mm2/s、さらに好ましくは10〜10
0mm2/s、最も好ましくは50mm2/s以下、例えば、
10〜50mm2/sである。
【0006】粘度指数とは、温度変化に伴う潤滑油の粘
度変化を示す実験的に求められる指数であり、指数が大
きい潤滑油ほど温度変化に対して粘度変化が少ない。本
発明の合成潤滑油基油の粘度指数は、高温下での潤滑性
をより一層向上させる観点から、好ましくは120以
上、さらに好ましくは140以上、例えば、140〜1
50である。潤滑油基油が高温に長時間放置された場
合、潤滑油基油の分解もしくは潤滑油基油自身に含まれ
る低分子量化合物の蒸発が起こりうる。そのため高温時
の熱安定性として、高温蒸発減量が少ないほうが望まし
い。本発明の潤滑油基油の高温蒸発減量は、好ましくは
10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下であ
る。
【0007】本発明の潤滑油基油に使用される脂肪族2
価アルコールとしては、特に限定はされないが、炭素原
子数2〜20の直鎖または分岐状の脂肪族2価アルコー
ルが好ましい。具体例としては、2,4−ジエチル−
1,5−ペンタンジオール、1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペン
タンジオール、1,9−ノナンジオール等が挙げられ、
中でも、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール
が特に好ましい。上記脂肪族2価アルコールは、単独で
または2種類以上混合して用いれらる。
【0008】本発明の潤滑油基油に使用される飽和脂肪
族モノカルボン酸としては、特に限定はされないが、炭
素原子数2〜36の直鎖または分岐状の飽和脂肪族モノ
カルボン酸が好ましい。具体例としては、2−メチルヘ
キサン酸、2−エチルヘキサン酸、2−エチルペンタン
酸、n−オクチル酸、3,5,5−トリメチルヘキサン
酸等が挙げられ、中でも、n−オクチル酸が特に好まし
い。これらは単独または2種類以上混合して用いられ
る。
【0009】脂肪族2価アルコールと飽和脂肪族モノカ
ルボン酸とのエステル化反応は、通常、150〜300
℃、好ましくは200〜250℃で行われる。反応時間
は、反応のスケール等により変わるため、特に限定され
ないが、好ましくは1〜10時間である。圧力は常圧ま
たは減圧で実施するが、減圧の場合は通常0.1〜80
kPaである。脂肪族2価アルコールと飽和脂肪族モノカ
ルボン酸とのエステルはフルエステルであることが好ま
しい。エステル中に水酸基が残ると熱安定性が低下する
ので、モノエステルの生成を防止するように反応条件を
選択する。このため、脂肪族2価アルコールと飽和脂肪
族モノカルボン酸との仕込みモル比は、好ましくは1.
0:1.5〜3.0、さらに好ましくは1.0:1.8
〜2.0とすることが望ましい。エステル化反応におい
ては触媒を使用しても良く、この場合の該触媒の使用量
は、原料仕込み量の0.01〜0.5質量%が好まし
い。この場合の触媒としては、例えば、硫酸、p−トル
エンスルホン酸、スズ酸化物、アルキルチタネート等が
挙げられる。
【0010】本発明の基油を使用した流体軸受油は、そ
の性能を向上させるため、酸化防止剤、油性剤、摩耗防
止剤、極圧剤、金属不活性剤、防錆剤、粘度指数向上
剤、流動点降下剤、消泡性等の添加剤の1種又は2種以
上を適宜配合することも可能である。これらの添加剤
は、通常流体軸受油基油に対して好ましくは0.01〜
10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%添加さ
れる。また本発明の流体軸受油基油は、その性能を低下
させない範囲で、他の潤滑油基油、すなわち、鉱物油、
ポリαオレフィン、ポリブテン、アルキルベンゼン、動
植物油、有機酸エステル、ポリアルキレングリコール、
ポリビニールエーテル、ポリフェニルエーテル、アルキ
ルフェニルエーテル、シリコーンからなる群から選ばれ
る1種又は2種以上を適宜併用することも可能である。
併用する基油の量は脂肪族2価アルコールに対して0〜
50質量%が好ましく、低温性を損なわないためには脂
肪族2価アルコールに対して0〜20質量%であること
がより好ましい。
【0011】本発明の基油を使用したグリースに使用さ
れる増ちょう剤は、特に限定されず、通常のグリースに
使用されているものを適宜使用できる。例えば、金属石
けん、複合石けん、ウレア、有機ベントナイト、シリカ
等が挙げられる。本発明のグリース中、増ちょう剤の含
有量は、通常3〜30質量%が適当である。本発明のグ
リースには一般に配合される、酸化防止剤、極圧剤、防
錆剤、金属腐食防止剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動
点降下剤、付着性向上剤等の添加剤の1種又は2種以上
を適宜配合することも可能である。これらの添加剤は、
通常グリース基油に対して好ましくは0.01〜10質
量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%添加される。
本発明のグリースは従来公知の方法により製造すること
ができる。
【0012】合成例2,4−ジエチル−1,5−ペンタ
ンジオールのジn−オクチル酸エステルを次のように合
成した。攪拌機、温度計、窒素吹き込み管、及び冷却器
付きの脱水管を取り付けた3Lの4つ口フラスコを用意
し、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール(6
41.2g)(4モル)と、n−オクチル酸(173
0.6g)(12モル)を仕込み、常圧で200℃、8
時間反応させた。減圧(3mmHg)下、過剰の脂肪酸を留
去した後、20%の水酸化ナトリウム水溶液(630
g)(80℃)で洗浄し、さらに1Lの水で4回水洗
し、減圧下脱水(275℃以下、4mmHg以下)を2時間
行った。さらに上記の残留物から、4mmHg減圧下、28
0〜283℃で目的の脂肪酸エステルを得た。
【0013】実施例1 表1に示す各種エステル又はポリ−α−オレフィンの潤
滑油基油としての性能を調べた。結果を表1に示す。
【0014】
【表1】 比較例4:ペンタエリスリトール1モルとn−ヘプタン
酸1.0モル、i−オクタン酸1.4モル及びn−オク
タン酸1.6モルのエステル化物
【0015】評価試験方法 ・動粘度は、ウペローデ粘度計による、各温度条件にお
いての測定値であり、また粘度指数は(JIS K 2283)動
粘度の測定法により求めた。 ・流動点は、JIS K 2269 規定の方法で測定を行った。 ・蒸発減量は、50gの試料を100mlのビーカに入
れ、150℃の恒温槽内における200時間の加熱前後
の試料の質量を測定し、(加熱前の試料の質量−加熱後
の試料の質量)/(加熱前の試料の質量)×100(質
量%)により算出した。
【0016】実施例1の基油は、粘度指数が大きく高温
での潤滑性に優れ、流動点が低く低温流動性に優れ、蒸
発減量が少なく熱安定性が高い。これに対して、比較例
1のポリ−α−オレフィンは、蒸発減量が少なく高温安
定性に優れるが、低温時の粘度上昇が大きく、また低温
時の流動抵抗が大きく、低温流動性が劣っている。比較
例2のオクチルアルコールのセバシン酸ジエステルは、
粘度指数が大きく高温での潤滑性に優れ、流動点が低く
低温流動性に優れているが、蒸発減量が大きく高温安定
性が劣っている。比較例3のネオペンチルグリコールの
ノナン酸フルエステルは粘度指数が大きく高温での潤滑
性に優れている、流動点が高く低温流動性が劣ってお
り、また蒸発減量が大きく高温安定性が劣っている。比
較例4のペンタエリスリトール1モルとn−ヘプタン酸
1.0モル、i−オクタン酸1.4モル及びn−オクタ
ン酸1.6モルのエステルは、蒸発減量が少なく高温安
定性に優れるが、低温時の粘度上昇が大きく、また低温
時の流動抵抗が大きく、低温流動性が劣っている。
【0017】実施例2 実施例1、及び比較例1〜4で使用した合成エステル又
はポリ−α−オレフィンを基油として使用し、下記の処
方、操作によりグリースを調製した。 基油: 87質量% 増ちょう剤(12−ヒドロキシステアリン酸リチウム): 12質量% 酸化防止剤(アルキルジフェニルアミン): 1質量% 12−ヒドロキシステアリン酸リチウム全量を基油全量
に加熱溶解し、冷却した。室温まで冷却した後、酸化防
止剤全量を加え、3段ロールミルでミリングを行い、脱
泡処理してグリースを調製した。得られたグリースの低
温トルク(−40℃)(N・cm)を、JIS K2220 5.14
に準拠して測定した。結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】実施例1の基油を使用したグリースは、−
40℃における起動トルクが5N・cm以下であり、回
転トルクも2N・cm以下であり、低温性に優れている
ことが分かる。
【発明の効果】表1から明らかなように、本発明の合成
潤滑油基油は、低温流動性に優れ、高温で長期間使用し
た場合であっても優れた潤滑性を維持することができ
る。従って、本発明の合成潤滑油基油は、温度変化が激
しい条件で使用される軸受用潤滑油、特に焼結含浸軸受
用潤滑油基油または流体軸受用潤滑油基油として好適で
ある。本発明はまた高温、高速回転で使用される転がり
軸受等に封入されて使用されるグリースの基油としても
優れている。本発明のグリースは低温性に優れている。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脂肪族2価アルコールの飽和脂肪族モノ
    カルボン酸ジエステルを主成分とする流体軸受油基油又
    はグリース基油。
  2. 【請求項2】 脂肪族2価アルコールの炭素原子数が2
    〜20である請求項1記載の流体軸受油基油又はグリー
    ス基油。
  3. 【請求項3】 飽和脂肪族モノカルボン酸の炭素原子数
    が2〜36である請求項1又は2記載の流体軸受油基油
    又はグリース基油。
  4. 【請求項4】 脂肪族2価アルコールが2,4−ジエチ
    ル−1,5−ペンタンジオールである請求項1〜3のい
    ずれか1項記載の流体軸受油基油又はグリース基油。
  5. 【請求項5】 飽和脂肪族モノカルボン酸がn−オクチ
    ル酸である請求項1〜4のいずれか1項記載の流体軸受
    油基油又はグリース基油。
  6. 【請求項6】 脂肪族2価アルコールが2,4−ジエチ
    ル−1,5−ペンタンジオールでありかつ飽和脂肪族モ
    ノカルボン酸がn−オクチル酸である請求項1〜5のい
    ずれか1項記載の流体軸受油基油又はグリース基油。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項記載の流体
    軸受油基油を使用した流体軸受油。
  8. 【請求項8】 請求項1〜6のいずれか1項記載のグリ
    ース基油を使用したグリース。
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