JP2005517743A - 循環油組成物 - Google Patents

Abstract

無水コハク酸とポリアミンの反応生成物を含む無灰分散剤、および無水コハク酸とオキシム置換芳香族化合物の混合物を含む無灰防錆剤を、潤滑油基材中、ポリアルキレンアルコール抗乳化剤と組み合わせることにより、良好な抗乳化性、デポジット抑制性および防錆性を有する循環油組成物が提供される。

Description

本発明は、産業用機械のための潤滑油組成物、より詳しくは循環油組成物に関する。

産業装置のための潤滑油組成物を処方する技術は、漸増する政府およびユーザーの環境基準、並びに漸増するユーザーの性能要求の結果としてより複雑になった。例えば、多くのエンドユーザーは、金属清浄剤および分散剤（典型的には、油中のデポジット形成前駆体を加工表面に近づけないように用いられるもの）を用いない潤滑油を求める。しかし、無灰または金属を全く含まない分散剤および清浄剤は、水を効果的に油中に乳化させる傾向がある。
ギア油、作動油および循環油などの工業油は、典型的には、使用中に発生する何らかの水の混入が装置の運転および耐久性に悪影響を及ぼさないように、水から分離可能であることが必要とされる。従って、潤滑油組成物の一特性を強化しうる添加剤が、他の特性に悪影響を及ぼすことがある。

工業油に対する他の必要な特性は、錆防止性である。かなりのエンドユーザーはやはり、無灰防錆剤を用いる潤滑油組成物を求める。残念ながら、経験的には、無灰防錆剤を用いる潤滑油は、金属スルホネートまたは金属炭酸塩防錆剤を用いる潤滑剤ほどには、錆を防止するのに効果的でないことが示されている。従って、環境的に望ましくありうる添加剤を用いることは、結果としてある特定の性能要求を満たさない潤滑油組成物を生じる恐れがある。

米国特許第４，６１２，１３２号明細書

本発明の一つの目的は、良好な水分離性を有する無灰工業潤滑油組成物を提供することである。

他の目的は、良好な防錆性を有する無灰潤滑油組成物を提供することである。

更に他の目的は、熱および酸化に対する良好な安定性を有する工業油組成物を提供することである。

今般、無水コハク酸とポリアミンの反応生成物を含む無灰分散剤、および無水コハク酸と芳香族オキシムの混合物を含む無灰防錆剤を、潤滑油基材中、ポリオキシアルキレンアルコール抗乳化剤と組み合わせることにより、良好な抗乳化性、デポジット抑制性および防錆性を有する組成物が提供されることが見出された。従って、一実施形態においては、
（ａ）潤滑油基材、
（ｂ）無水ポリアルケニル置換コハク酸とポリアミンの反応生成物を含む有効量の無灰分散剤、
（ｃ）無水アルキルコハク酸と芳香族オキシムの混合物を含む有効量の無灰防錆剤、および
（ｄ）ポリオキシアルキレンアルコールを含む有効量の抗乳化剤
を含むことを特徴とする潤滑油組成物が提供される。

本発明の他の実施形態は、次の詳細な説明から明らかとなろう。

潤滑油基材は、本発明の組成物の主要部分を較正、典型的にはＡＰＩグループＩ基材のあらゆる天然鉱油から選択される。好ましくは、基材は、所定の粘度要求を満たすのに十分な割合で組み合わされた、異なる粘度のグループＩ基材の混合物を含む。例えば、抄紙機油に適切な基材は、約２０〜８０重量％の２５００ソルベントニュートラル鉱油と、６００ソルベントニュートラル鉱油の混合物を含む。基材はまた、ＡＰＩグループＩＩ、グループＩＩＩまたはグループＩＶ基材、或いはグループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩおよびグループＩＶ基材のいずれかの混合物を含んでいてもよい。

本発明の潤滑油組成物には、無水ポリアルケニル置換コハク酸とポリアミンの反応生成物を含むスクシンイミドが有効量含まれる。典型的には、前記無水コハク酸のポリアルケニル基は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基およびペンチレン基よりなる群から選択され、好ましくは、数平均分子量約５００〜約２５００、より好ましくは約９００〜約１０００のポリイソブチレン基である。従って、好ましい無水ポリアルケニルコハク酸は、無水ポリイソブチレンコハク酸（ＰＩＢＳＡ）である。

スクシンイミドを形成するのに用いられる適切なポリアミンには、エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）およびテトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）が挙げられる。特に好ましくはＴＥＰＡである。従って、好ましい分散剤はＰＩＢＳＡ ＴＥＰＡである。

無水ポリアルケニルコハク酸をポリアミンと反応させる方法は、当該技術において周知である。一般に、ポリアミン／無水ポリアルケニルコハク酸のモル比は、約０．３５：１〜約１：１である。

好ましくは、反応生成物は、環状カーボネート、ホウ酸またはホウ酸誘導体を用いる後硬化に付される。後硬化技術は、当該技術において知られている。これに関しては、例えば特許文献１を参照されたい。これは、参照により本明細書に組み入れられる。

一般に、分散剤の量は、組成物の全重量の約０．１〜約５．０重量％、好ましくは０．２〜２．０重量％を構成する。

本発明の潤滑油組成物にはまた、有効量の、無水アルキル置換コハク酸とオキシム置換芳香族化合物の混合物が含まれる。無水アルキル置換コハク酸は、下記式：

（式中、Ｒは炭素数約８〜約２０の直鎖状または分枝アルキル基である。好ましくは、Ｒは炭素数１２〜１４の分枝アルキル基である。）
で表されるものでありうる。

オキシム置換芳香族化合物は、下記式：

（式中、Ｒ_１はＨまたは下記式：

で表される基であり、Ｒ_２は炭素数５〜１５のアルキル基である）
で表されるものでありうる。

典型的には、無水アルキル置換コハク酸／芳香族オキシムのモル比は、約１：１〜約１０：１、好ましくは約２：１〜約４：１である。

用いられる無灰防錆剤の量は、典型的には、組成物の全重量を基準として約０．１〜約３．０重量％、好ましくは０．２〜１．５重量％である。

本発明の潤滑油組成物にはまた、有効量のポリオキシアルキレンアルコール抗乳化剤が含まれる。特に適切なポリオキシアルキレンアルコール抗乳化剤は、下記式：

（式中、ＥＯはエチレンオキシド部位であり、ＰＯはプロピレンオキシド部位であり、ｘおよびｙはそれぞれの相対量を表す）
によって特徴付けられる。好ましい抗乳化剤は、数平均分子量約１７００〜３０００およびＥＯ／ＰＯ比約２０：８０〜約１：９９を有する。典型的には、ポリオキシアルキレンアルコール抗乳化剤は、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）などの溶剤に溶解される。７５〜９９重量％のＴＣＰを含む溶液が特に有用である。

一般に、抗乳化剤は、組成物の全重量を基準として約０．００１〜約０．１重量％用いられる。

任意に、組成物にはまた、当該技術で周知の種々のタイプの潤滑油増粘剤のうち一種が含まれる。そのような増粘剤の例はポリイソブチレンである。従って、一実施形態において、本発明の組成物には０〜約２５重量％以下の増粘剤が含まれうる。

本発明の潤滑油で用いうる他の従来の添加剤には、酸化防止剤、耐摩耗剤、金属不活性化剤、消泡剤などが含まれる。

用いうる耐摩耗剤の例には、アルキル化ジチオカルバメート、アルキルホスフェート、アリールホスフェート、チオホスフェート、アミンホスフェートおよびジチオホスフェートが含まれる。

組成物には、アルキル化ベンゾトリアゾール、トリルトリアトールおよびジメルカプトチオジアゾールよりなる群から選択される一種以上の金属不活性化剤が含まれていてもよい。

本発明の潤滑油においては、一種以上の酸化防止剤もまた用いうる。これにはジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミンおよびヒンダードフェノール型のものが含まれる。

本発明の潤滑油においては、一種以上の消泡剤を用いうる。これには、ポリジメチルシロキサンおよびポリメタクリレートが含まれる。

上記の追加の添加剤は、それらの通常の機能を提供するのに十分な量で用いられる。好ましい潤滑油組成物における個々の成分の典型的な量は、表１に示される。

次の実施例は、本発明を更に説明するのに示される。

試験手順
表２〜５に示される潤滑油組成物を、次の手順に従って試験した。

デポジット抑制性
・ベアリングリグ試験（ＢＲＴ）
ＢＲＴ試験においては、スチーム加熱された球形ローラーベアリングを通して油を循環させる。使用中の水分混入を模擬するため、水を定期的に加える。試験の完了後に、ＣＲＣワニス評価スケールを用いて、ベアリングローラー、ケージおよびレースウェイをデポジットにつき評価する。

・特性保持試験（ＰＲＴ）
ＰＲＴ試験においては、ギヤポンプを用いて、中程度の高い温度および圧力で油を２０００時間循環させる。使用中の油負荷を模擬するため、温度および圧力に加えて、多元金属触媒および定期的な水分混入を用いる。貯油槽、金属触媒およびインライン篩目フィルターを、デポジットにつき定期的に観察する。また、定期的に油の物理的特性を測定する。

耐摩耗性
・ＦＺＧスカッフィング試験（ＤＩＮ５１３５４）

錆および腐食防止性
・合成海水による錆試験（ＡＳＴＭ Ｄ６６５Ｂ）
・銅板腐食試験（ＡＳＴＭ Ｄ１３０）
・ＳＫＦエムコール（Ｅｍｃｏｒ）錆試験（ＩＰ２２０）
・薄油膜防止試験（通常、ＴＯＦＩ試験として知られる）
・ＴＯＦＩ試験においては、研磨したスチールパネルを試験油中に浸漬し、１４０°Ｆで１００％湿度に曝露する。スチールパネルの表面の５％が錆で覆われるまで試験を続ける。ＡＳＴＭ Ｄ６６５Ｂに合格する油の多くは、ＴＯＦＩ試験ではいくらかの錆形成を示す。

水分離性
・ＡＳＴＭ Ｄ１４０１
・ＡＳＴＭ Ｄ２７１１

ろ過性
・ポール（Ｐａｌｌ）ろ過性
・ＡＦＮＯＲろ過性（湿潤および乾燥法）

酸化安定性
・ＲＢＯＴ（ＡＳＴＭ Ｄ２２７２）（現在はＲＰＶＯＴと呼ばれる）
・ＴＯＳＴ（ＡＳＴＭ Ｄ９４３）

比較例１
表２に示される成分を有するこれらの無灰油組成物を処方した。理解できるように、処方１および２（分散剤を含む）は不十分な抗乳化性を有し、一方処方３（分散剤なし）は良好な抗乳化性を有する。

表２から判るように、分散剤を含む無灰循環油処方は、不十分な抗乳化性を有する傾向がある。

実施例１、比較例２
表３に示される成分および特性を有する５種の無灰循環油処方を調製した。処方１〜４は本発明の組成物であり、一方処方５は、抗乳化剤を有しない組成物の比較（比較例２）である。

理解できるように、処方５は抗乳化剤を含まないが、不十分な抗乳化性を示す。また、防錆剤を少なくとも０．３重量％含む組成物は、全ての錆試験で良好な性能を示す。

実施例３
本発明による処方を有する複数の類似の無灰循環油組成物を調製した。表４の処方は、これらの処方の代表的なものである。

これらの複数の処方の組成物について、典型的な特性を表５に示す。

Claims (12)

1. （ａ）潤滑油基材、
   （ｂ）無水ポリアルケニルコハク酸とポリアミンの反応生成物を含む有効量の無灰分散剤、
   （ｃ）無水アルキルコハク酸と芳香族オキシムの混合物を含む有効量の無灰防錆剤、および
   （ｄ）ポリオキシアルキレンアルコールを含む有効量の抗乳化剤
   を含むことを特徴とする潤滑油組成物。
2. 前記無水ポリアルケニルコハク酸のアルケニル基は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基およびペンチレン基よりなる群から選択され、
   前記ポリアミンは、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびテトラエチレンペンタミンよりなる群から選択される
   ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
3. 前記無水アルキルコハク酸は、下記式：
   

   

   （式中、Ｒは炭素数５〜２０のアルキル基である）
   で表され、
   前記芳香族オキシムは、下記式：
   

   

   （式中、Ｒ_１はＨまたは下記式：
   

   

   で表される基であり、Ｒ_２は炭素数５〜１５のアルキル基である）
   で表される
   ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
4. 前記ポリオキシアルキレンアルコールは、下記式：
   

   

   （式中、ＥＯはエチレンオキシド部位であり、ＰＯはプロピレンオキシド部位であり、ｘおよびｙはそれぞれの相対量を表す）
   で表されることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
5. 前記無水ポリアルケニルコハク酸は、数平均分子量５００〜２５００のポリイソブチレン基を有する無水ポリイソブチレンコハク酸であり、前記ポリアミンは、テトラエチレンペンタミンであることを特徴とする請求項３または４に記載の潤滑油組成物。
6. 前記無水アルケニルコハク酸／芳香族オキシムのモル比は、１：１〜１０：１であることを特徴とする請求項５に記載の潤滑油組成物。
7. 前記ポリオキシアルキレンアルコールは、数平均分子量１７００〜３０００およびＥＯ／ＰＯ比２０：８０〜１：９９を有することを特徴とする請求項６に記載の潤滑油組成物。
8. （ａ）潤滑油基材、
   （ｂ）０．１〜５．０重量％の、無水ポリアルケニルコハク酸とポリアミンの反応生成物を含む無灰分散剤、
   （ｃ）０．１〜３．０重量％の、無水アルキルコハク酸と芳香族オキシムの混合物をモル比１：１〜１０：１で含む無灰防錆剤、および
   （ｄ）０．００１〜０．１重量％の、ポリオキシアルキレンアルコールを含む抗乳化剤
   （各成分の重量％は、組成物の全重量を基準とする）
   を含む潤滑油組成物。
9. （ａ）ＡＰＩグループＩ基材およびその混合物よりなる群から選択される基材、
   （ｂ）無水ポリイソブチレンコハク酸とテトラエチレンペンタミンのホウ酸後硬化反応生成物を含む有効量の無灰分散剤、
   （ｃ）アルキル基が炭素数１２〜１４の分枝アルキル基である無水アルキルコハク酸と、下記式：
   

   

   （式中、Ｒ_１はＨまたは下記式：
   

   

   で表される基であり、Ｒ_２は炭素数５〜１５のアルキル基である）
   で表される芳香族オキシムの混合物を含む有効量の無灰防錆剤、および
   （ｄ）下記式：
   

   

   （式中、ＥＯはエチレンオキシド部位であり、ＰＯはプロピレンオキシド部位であり、ｘおよびｙは各部分の相対量を表す）
   で表される有効量のポリオキシアルキレンアルコール
   を含むことを特徴とする循環油組成物。
10. 耐摩耗剤、金属不活性化剤、酸化防止剤および消泡剤よりなる群から選択される少なくとも一種の添加剤を有効量含むことを特徴とする請求項９に記載の潤滑油組成物。
11. 前記基材は、ＡＰＩグループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩおよびグループＩＶ基材並びにこれらの混合物よりなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の潤滑油組成物。
12. 耐摩耗剤、金属不活性化剤、酸化防止剤および消泡剤よりなる群から選択される少なくとも一種の添加剤を有効量含むことを特徴とする請求項１１に記載の潤滑油組成物。