JP2009227769A - 潤滑油用添加剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 調製が容易で、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れたリン含有化合物金属塩からなる潤滑油用添加剤組成物を提供すること。
【解決手段】１００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物から選ばれる潤滑油基油に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有してなることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物。

（一般式（１）において、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６及びＸ^７は、それぞれ個別に酸素または硫黄原子を示し、このうちの少なくとも一つは酸素原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ個別に水素または炭素数３〜１８の炭化水素基（酸素、窒素または硫黄を含有するものも含む）を示し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３のうちの少なくとも１個は水素ではない。）
【選択図】 なし

Description

本発明は、リン含有化合物の金属塩を含む潤滑油用添加剤組成物に関する。

常温で固体のチオリン酸エステルあるいはリン酸エステル等のリン含有化合物の金属塩は、製造・運搬時のハンドリング性が悪い、あるいは常温の基油に短時間に溶解することができない、溶解させた後の貯蔵安定性が悪い等の問題を有するため、アミン化合物等にあらかじめ溶解させ液状化する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、これらの化合物に溶解させたリン含有化合物の金属塩を潤滑油に添加した場合、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響を与えるおそれがあるため、使用には大きな制限があった。
国際公開第２００４／００３１１８号パンフレット

本発明は、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れた、常温で固体のチオリン酸エステルあるいはリン酸エステル等のリン含有化合物の金属塩を含有する潤滑油用添加剤組成物を提供するものであり、併せて上記化合物を６０℃以下の比較的低温で短時間に基油に溶解する潤滑油用添加剤組成物の製造方法を提供するものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の潤滑油基油を用いることにより、リン含有化合物の金属塩を、高濃度でしかも６０℃以下の比較的低温で短時間に溶解させることができ、また溶解後の貯蔵安定性も良好であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、１００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物から選ばれる潤滑油基油に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有してなることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物に関する。

（一般式（１）において、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６及びＸ^７は、それぞれ個別に酸素または硫黄原子を示し、このうちの少なくとも一つは酸素原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ個別に水素または炭素数３〜１８の炭化水素基（酸素、窒素または硫黄を含有するものも含む）を示し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３のうちの少なくとも１個は水素ではない。）

本発明で用いるリン含有化合物としては、モノエステルとジエステルの混合物であることが好ましい。

また、本発明は、１００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物から選ばれる潤滑油基油に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％溶解させることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物の製造方法に関する。

さらに、本発明は、上記潤滑油用添加剤組成物を含有することを特徴とする潤滑油組成物に関する。

本発明の潤滑油用添加剤組成物は、６０℃以下の比較的低温で短時間に製造することができ、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れている。

以下、本発明について詳述する。
本発明の潤滑油用添加剤組成物に用いる基油としては、１００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物が使用できる。

鉱油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるＧＴＬ ＷＡＸ（ガストゥリキッドワックス）を異性化する手法で製造される潤滑油基油が例示できる。

合成油としては、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系合成油又はこれら２種以上の混合物が例示できる。

本発明に用いる基油としては、鉱油、合成油又はこれらの中から選ばれる２種以上の基油の任意混合物が使用できる。例えば、１種以上の鉱油、１種以上の合成油、１種以上の鉱油と１種以上の合成油との混合油が挙げられる。

本発明において用いる潤滑油基油の１００℃における動粘度は０．５〜３ｍｍ^２／ｓであることが必要であり、好ましくは０．７〜２．９ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは１．０〜２．８ｍｍ^２／ｓであり、最も好ましくは１．２〜２．７ｍｍ^２／ｓである。潤滑油基油の１００℃における動粘度が０．５ｍｍ^２／ｓ未満の場合、蒸発損失の点で好ましくない。また、１００℃における動粘度が３ｍｍ^２／ｓを超える場合には、リン含有化合物に対する溶解力が不十分であるため好ましくない。

本発明において用いる潤滑油基油の％Ｃ_Ａは３以下であることが必要であり、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．５以下である。潤滑油基油の％Ｃ_Ａが３を超えると、リン含有化合物に対する溶解力が低下する傾向にあり好ましくない。なお、本発明において用いる潤滑油基油の％Ｃ_Ａは０であってもよい。
本発明でいう％Ｃ_Ａとは、ＡＳＴＭ Ｄ ３２３８−８５に準拠した方法（ｎ−ｄ−Ｍ環分析）により求められる、芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。

本発明において用いる潤滑油基油の硫黄分含有量は０．０５質量％以下であることが必要であり、好ましくは０．０４質量％以下、より好ましくは０．０３質量％以下、特に好ましくは０．０２質量％以下である。潤滑油基油の硫黄分含有量が０．０５質量％を超える場合には、リン含有化合物に対する溶解力が低下するおそれがあるため好ましくない。 通常、潤滑油基油の硫黄分含有量は、その原料の硫黄分の含有量に依存する。例えば、フィッシャートロプシュ反応等により得られる合成ワックス成分のように実質的に硫黄を含まない原料を用いる場合には、実質的に硫黄を含まない潤滑油基油を得ることができる。また、潤滑油基油の精製過程で得られるスラックワックスや精ろう過程で得られるマイクロワックス等の硫黄を含む原料を用いる場合には、得られる潤滑油基油中の硫黄分は通常０．０１質量％以上となる。本発明においては、硫黄分含有量は０．０５質量％以下であることが必要である。
なお、本発明でいう硫黄分とは、ＪＩＳ Ｋ ２５４１−１９９６に準拠して測定される硫黄分を意味する。

本発明において用いる潤滑油基油の粘度指数については特に制限はないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるようにその値は８０以上が好ましく、１００以上がより好ましく、１２０以上が最も好ましい。粘度指数の上限については特に制限はなく、ノルマルパラフィン、スラックワックスやＧＴＬワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような１３５〜１８０程度のものも使用することができる。基油の粘度指数が８０未満では、リン含有化合物に対する溶解力が悪化するおそれがある。

本発明の潤滑油用添加剤組成物は、上記した特定の潤滑油基油に、下記一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩（以下、単にリン含有化合物の金属塩という。）の１種または２種以上の混合物を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有する。

一般式（１）において、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６及びＸ^７は、それぞれ個別に、酸素または硫黄原子を示し、このうちの少なくとも一つは酸素原子である。また、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ個別に、水素または炭素数が３〜１８、好ましくは４〜１６、より好ましくは４〜１４、最も好ましくは４〜１２の炭化水素基（酸素、窒素または硫黄を含有するものも含む）を示す。炭化水素基の炭素数が３未満の場合には溶解性に劣るおそれがあり、一方１８を超える場合には製造が困難となるおそれがある。なお、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３のうちの少なくとも１個は水素ではない。

炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基及びアリールアルキル基などが挙げられるが、アルキル基が特に好ましい。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基（これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい）等が挙げられる。

一般式（１）の具体例としては、モノヒドロカルビルリン酸エステル、ジヒドロカルビリルリン酸エステル、モノヒドロカルビルジチオリン酸エステル、ジヒドロカルビルジチオリン酸エステル、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。より具体的には、ジブチルリン酸エステル、モノ−２−エチルへキシルリン酸エステル、ジ−２−エチルへキシルリン酸エステル、モノ−２−エチルブチルリン酸エステル、ジ−２−エチルブチルリン酸エステル等、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
本発明においては、モノエステルとジエステルの混合物であることが好ましく、特に、モノ−２−エチルへキシルリン酸エステルとジ−２−エチルへキシルリン酸エステル混合物、モノ−２−エチルブチルリン酸エステルとジ−２−エチルブチルリン酸エステル混合物が好ましい。モノエステルとジエステルの混合割合については特に限定はないが、質量比で８０：２０〜２０：８０が好ましく、６０：４０〜４０：６０がより好ましい。

本発明の潤滑油用添加剤組成物は、上記一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を含有する。金属の具体例としては、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、カルシウム、マグネシウム等を挙げることができるが、亜鉛が最も好ましい。

潤滑油基油に対するリン含有化合物の金属塩の混合割合は組成物全量基準で１０〜９０質量％であり、好ましくは３０〜８５質量％、より好ましくは３５〜８０質量％、最も好ましくは４０〜７５質量％である。混合割合が１０質量％より少ない場合は、潤滑油製造時の配合量が多くなり、潤滑油の蒸発性が増加するおそれがあり、混合割合が９０質量％より多い場合には貯蔵中添加剤の分離を起こすおそれがある。

本発明の潤滑油用添加剤組成物の１００℃における動粘度は、好ましくは０．５〜３ｍｍ^２／ｓであるが、より好ましくは１．０〜３ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは１．５〜２．５ｍｍ^２／ｓである。

本発明の潤滑油用添加剤組成物は、例えば、３０〜６０℃に加温した潤滑油基油中に、細かく砕いたリン含有化合物の金属塩を添加し、回転数約３００ｒｐｍ程度で攪拌することにより、あるいはリン含有化合物の金属塩をヘキサン等の有機溶剤に溶解させた後、潤滑油基油と混合し溶剤を留去することにより容易に得ることができる。

かくして得られる本発明の潤滑油用添加剤組成物は、各種潤滑油の添加剤として用いられる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜８、比較例１〜１６］
下記の基油にリン含有化合物の金属塩を配合して、表１および表２に示す組成を有する潤滑油用添加剤組成物を調製した（実施例１〜８、比較例１〜１６）。

（１）基油
基油１：水素化分解鉱油（１００℃における動粘度：２．７ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：０、硫黄分：０．００質量％）
基油２：ポリ−α−オレフィン(ＰＡＯ)（１００℃における動粘度：２．０ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：０、硫黄分：０．００質量％）
基油３：パラフィン系溶剤精製鉱油（１００℃における動粘度：２．１ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：５、硫黄分：０．０８質量％）
基油４：パラフィン系溶剤精製鉱油（１００℃における動粘度：４．４ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：５、硫黄分：０．０９質量％）
基油５：水素化分解鉱油（１００℃における動粘度：４．０ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：０、硫黄分：０．００質量％）
基油６：ポリ−α−オレフィン（１００℃における動粘度：４．０ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａ：０、硫黄分：０．００質量％）

（２）リン含有化合物の金属塩
Ａ−１：モノおよびジ−２−エチルブチルリン酸エステル亜鉛塩混合物（リン含量：１１．６質量％、亜鉛含量：１６．２質量％）
Ａ−２：モノおよびジ−２−エチルヘキシルリン酸エステル亜鉛塩混合物（リン含量：１０．２質量％、亜鉛含量：１５質量％）

実施例１〜８及び比較例１〜１６の潤滑油用添加剤組成物について、常温での貯蔵試験を行い、１週間後、２週間後、３週間後および４週間後の不溶分析出の有無を観察した。得られた結果を表１および表２に示す。

Claims (4)

1. １００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物から選ばれる潤滑油基油に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有してなることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物。
   

   

   （一般式（１）において、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６及びＸ^７は、それぞれ個別に酸素または硫黄原子を示し、このうちの少なくとも一つは酸素原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ個別に水素または炭素数３〜１８の炭化水素基（酸素、窒素または硫黄を含有するものも含む）を示し、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３のうちの少なくとも１個は水素ではない。）
2. リン含有化合物がモノエステルとジエステルの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油用添加剤組成物。
3. １００℃の動粘度が０．５〜３ｍｍ^２／ｓ、％Ｃ_Ａが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である鉱油、合成油およびこれらの混合物から選ばれる潤滑油基油に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％溶解させることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
4. 請求項１または２に記載の潤滑油用添加剤組成物を含有することを特徴とする潤滑油組成物。