JP2011213920A - 難燃性能を有する生分解性潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)植物油由来の油を60質量%以上、及びポリオールエステルを40質量%以下含有する基油、及び(2)質量平均分子量20,000〜300,000のポリメタアクリレートを0.1〜5質量%、を配合してなる難燃性能を有する生分解性潤滑油組成物。
【選択図】なし
Description
一方、油圧作動油やドアクローザー油などの潤滑油を使用する機器においては、火災時に機器ピンホールから油剤が噴出して、火災を助長することがある。このため、高圧噴霧状態や油漏れにおいても難燃性能を示す油圧作動油やドアクローザー油などの潤滑油が求められている。また、安全性向上のため、更なる難燃性能と環境負荷低減のため更なる生分解性能を有する潤滑油組成物が求められている。
すなわち、本発明の課題は、より優れた難燃性能と生分解性能を両立する潤滑油組成物を提供することにある。
[1](A)(a)植物由来の油を60質量%以上、及び(b)ポリオールエステルを40質量%以下含有する基油、及び
(B)質量平均分子量20,000〜300,000のポリメタアクリレート0.1〜5質量%、を配合してなる生分解性潤滑油組成物、
[2]前記植物由来の油が、オレイン酸含有量が60質量%以上である菜種油である、上記[1]記載の生分解性潤滑油組成物、
[3]前記ポリオールエステルが、水酸基価30mgKOH/g以上、かつ引火点が300℃以上であるポリオール部分エステルである、前記[1]又は[2]に記載の生分解性潤滑油組成物、
[5]油圧作動油、ドアクローザー油、または摺動面油に用いられる、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の生分解性潤滑油組成物、
[6]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の生分解性潤滑油組成物からなる油圧作動油、及び
[7]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の生分解性潤滑油組成物からなるドアクローザー油、に関する。
本発明の生分解性潤滑油組成物は、(A)(a)植物由来の油を60質量%以上、及び(b)ポリオールエステルを40質量%以下含有する基油、及び(B)質量平均分子量20,000〜300,000のポリメタアクリレート0.1〜5質量%を配合してなる。
本発明の生分解性潤滑油組成物の基油(A)は、(a)植物由来の油を60質量%以上、及び(b)ポリオールエステルを40質量%以下含有する。
((a)植物由来の油)
基油に用いられる(a)植物由来の油としては、菜種油、ひまわり油、大豆油、トウモロコシ油、キャノーラ油等を用いることができ、中でも生分解性能、熱安定性能等の観点から、ひまわり油及び菜種油が好ましい。
上記植物油由来の油は、基油中に60質量%以上含有され、生分解性能の観点から、好ましくは70質量%以上含有され、生分解性能および熱安定性能の観点からより好ましくは75〜99質量%である。
(A)基油は、生分解性能及び難燃性能向上の観点から、(b)ポリオールエステルを含有する。ポリオールエステルとしては特に制限はないが、上記観点から、ポリオールと鎖状モノカルボン酸とを、それぞれを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて通常のエステル化反応によって生成するポリオール部分エステルを主成分とするものであることが好ましい。ポリオール部分エステルとしては、ポリオールの少なくとも一部がエステル化したものであり、そのエステル化率が、70〜90%であるものが難燃性能の点で好ましい。ここで「エステル化率」とは、エステル化された水酸基を含む、ポリオールエステル中の全水酸基数からエステル化された水酸基数を除したものであり、次式より算出した。
エステル化率(%)={(SV−AV)×100}/(OHV+SV−AV)
(SV:ケン化価、AV:酸価、OHV:水酸基価を表す。)
上記ポリオールエステルは、基油中に基油全量に対し40質量%以下含有され、難燃性能、生分解性能、熱安定性能等の観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは1〜25質量%である。
本発明において、(B)ポリメタアクリレートは、基油をミスト化しにくくするという目的で使用されるものであり、メタアクリレートの単独重合体のみならず、共重合体も含む。このような観点から、ポリメタアクリレートの分子量は質量平均分子量で20,000〜300,000であり、好ましくは30,000〜300,000、より好ましくは35,000〜200,000である。質量平均分子量が20,000より小さい場合は上記の効果がほとんど期待されず、また300,000より大きい場合は使用中に剪断による劣化を受け、その効果も薄れ、更に粘度低下を引き起こしてしまうこととなり好ましくない。なお、質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量により測定できる。
本発明の生分解性潤滑油組成物は、その他必要に応じて、潤滑油添加剤として通常使用される酸化防止剤、分散剤、防錆剤、金属不活性化剤、油性剤、極圧剤、抗乳化剤、流動性向上剤、及び消泡剤から選ばれる少なくとも一種を配合することが好ましい。
ここで用いられる酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール,4,4'−メチレンビス(2,6 −ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)等のフェノール系酸化防止剤、N−フェニル−α−ナフチルアミン,N−フェニル−β−ナフチルアミン,フェノチアジン,モノオクチルジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤あるいはアルキルジスルフィド,ベンゾチアゾール等の硫黄系の酸化防止剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。
油性剤としては、例えばアルコール類、脂肪酸類及び脂肪酸エステル類などを挙げることができる。脂肪酸エステル類としては、炭素数6〜22の脂肪族カルボン酸と炭素数1〜18の脂肪族アルコールとからなるエステルを挙げることができる。アルコール類としては、炭素数8〜18の一価の脂肪族飽和若しくは不飽和アルコールを好ましく挙げることができる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシアルキレングリコール,ポリオキシアルキレンアルキルエーテル,ポリオキシアルキレンアルキルアミド,ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられる。
流動性向上剤としては、ポリアルキルアクリレート、アルキル芳香族化合物、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。さらに、消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサンやジエチルシリケート、エステル系ポリマー等が挙げられる。
本発明の生分解性潤滑油組成物は、(A)(a)植物由来の油を60質量%以上及び(b)ポリオールエステルを40質量%以下含有する基油、(B)質量平均分子量20,000〜300,000のポリメタアクリレート0.1〜5質量%を配合してなるものであり、各成分の詳細及びその配合量等については、前述の通りである。
当該潤滑油組成物は、前記のように低流動点を有するので、油圧作動油、ドアクローザー油、摺動面油として用いた場合、低温での機械の始動性が良好であり、また、高引火点を有するので難燃性能が高く、VG32以上は日本の消防法の可燃性液体に分類され、安全性に優れる。
実施例1〜7及び比較例1,2
表1に示すような量で植物由来の油とポリオールエステルを混合して基油を調製した後、これに表1に示すようにポリメタアクリレート及びその他の添加剤を添加して得られた潤滑油組成物の各々について、下記に示すようにして、一般性状、潤滑性能、燃焼性能及び生分解性能を評価した。その結果を第1表に示す。なお、使用した植物由来の油、ポリオールエステル及びポリメタアクリレートの詳細については以下に示す。
高オレイン酸含有菜種油:オレイン酸含有量 73質量%、炭素数16以下の脂肪酸含有量 4質量%、炭素数18の脂肪酸(オレイン酸除く)含有量 22質量%
(ポリオールエステル)
・TMP(トリメチロールプロパン)イソステアリン酸(オレイン酸)部分エステル:40℃動粘度 60.0mm2/s,100℃動粘度 10.0mm2/s,指示薬法による酸価 0.20mgKOH/g,水酸基価 40.0mgKOH/g,密度(15℃) 0.925g/cm3,引火点(クリーブランド開放式) 306℃
・PE飽和脂肪酸エステル:40℃動粘度 33.5mm2/s,100℃動粘度6.00mm2/s,電位差法による酸価 0.04mgKOH/g,水酸基価 2.0mgKOH/g,密度(15℃) 0.961g/cm3,引火点(クリーブランド開放式) 280℃
・TMPトリオレート:40℃動粘度 49.45mm2/s,100℃動粘度 9.81mm2/s,電位差法による酸価 0.99mgKOH/g,水酸基価 3.0mgKOH/g,密度(15℃) 0.918g/cm3,引火点(クリーブランド開放式) 320℃
・PMA(1):アクリル系共重合物,100℃動粘度 835mm2/s,指示薬法による酸価 0.05mgKOH/g,密度(15℃) 0.915g/cm3、質量平均分子量(Mw) 140,000
・PMA(2):アクリル系共重合物,100℃動粘度 852mm2/s,指示薬法による酸価 0.05mgKOH/g,密度(15℃) 0.941g/cm3、Mw 37,000
・PMA(3):分散型アクリル系共重合物,100℃動粘度 1190mm2/s,指示薬法による酸価 0.26mgKOH/g,密度(15℃) 0.906g/cm3、Mw 79,000
・PMA(4):アルキルメタクリレート系共重合物,100℃動粘度 1500mm2/s,密度(15℃) 0.933g/cm3、Mw 35,000
・流動点向上剤:ポリアルキルメタクリレート,100℃動粘度 364.3mm2/s,指示薬法による酸価 0.04mgKOH/g,密度(15℃) 0.911g/cm3
(1)動粘度
JIS K 2283に準拠して測定した。
(2)酸価
JIS K 2501に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、電位差法により測定した。
(3)水酸基価
JIS K 0070に準拠し、ピリジン−塩化アセチル化法により測定する。
(4)引火点
JIS K 2274に準拠し、クリーブランド開放式(COC)試験器により測定した。
JIS K 2513「石油製品銅板腐食試験方法」に従って、試験温度100℃、試験時間3時間、及び試験管法により腐食性の試験を行い、「銅板腐食標準」に従って銅板の変色状態を観察し細分記号1a〜4cで腐食性を評価した。なお、細分記号の数字の小さいほど腐食性が小さく、アルファベット順に腐食性が順次大きくなる。
(6)防錆試験
JIS K 2510に準拠し、試料と水をかき混ぜながら、60℃に保ち、その中へ鋼製丸棒の試験片を浸し、24時間後の試験片の錆の有無を見た。
ASTM D 2783に準拠して、回転数1,800rpm,室温の条件で行った。最大非焼付荷重(LNL)と融着荷重(WL)から荷重摩耗指数(LWI)を求めた。この値が大きいほど耐荷重性が良好である。
高圧により噴霧された試料油にバーナーで着火し、10秒間予備燃焼させた後、バーナーの火を取り去り、その後の継続燃焼時間を測定し、難燃性能の指標とした。なお、30秒以上継続燃焼したものについては、その時点で試験を打ち切り、「継続燃焼性有り」と判定した。試験条件噴霧圧力:70kg/cm2 G(窒素加圧)試料油温:60℃, ノズル :Monarch 60°PL2.25(ホロウコーンタイプ),ノズルバーナー間:10cm,予備燃焼時間:10秒,オートクレーブ容量:1リットル
修正MITI試験法「OECD301C」に準拠し、生分解率を測定する。なお、1998年7月に改訂されたエコマーク認定基準では、上記生分解率は60%以上であることが要求される。
(10)生分解性・毒性試験
JIS K 0102に準拠し、試験魚としてヒメダカを用い、96時間後の半数致死濃度LC50値を測定する。なお、1998年7月に改訂されたエコマーク認定基準では、上記LC50値が100mg/L以上であることが要求される。
Claims (7)
- (A)(a)植物由来の油を60質量%以上、及び(b)ポリオールエステルを40質量%以下含有する基油、及び
(B)質量平均分子量20,000〜300,000のポリメタアクリレート0.1〜5質量%、を配合してなる生分解性潤滑油組成物。 - 前記植物由来の油が、オレイン酸含有量が60質量%以上である菜種油である、請求項1記載の生分解性潤滑油組成物。
- 前記ポリオールエステルが、水酸基価30mgKOH/g以上、かつ引火点が300℃以上であるポリオール部分エステルである、請求項1又は2に記載の生分解性潤滑油組成物。
- 組成物全体の40℃における動粘度が120mm2/s以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の生分解性潤滑油組成物。
- 油圧作動油、ドアクローザー油、または摺動面油に用いられる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の生分解性潤滑油組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の生分解性潤滑油組成物からなる油圧作動油。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の生分解性潤滑油組成物からなるドアクローザー油。
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