JP2014185351A - 潤滑油組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】低温特性および疲労防止性に優れ、せん断による粘度低下が小さい潤滑油組成物を提供すること。
【解決手段】メタロセン触媒を用いて製造された100℃における動粘度が15〜300mm2/sのポリ−α−オレフィン及び脂肪酸エステルを含有し、100℃における動粘度が10〜20mm2/sの駆動系潤滑油組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は潤滑油組成物に関し、さらに詳しくはメタロセン触媒を用いて製造される特定のポリ−α−オレフィンを含有する潤滑油組成物に関する。
近年、駆動系油等の潤滑油においては省燃費性向上のために低粘度化が図られている。しかしながら、潤滑油の低粘度化により金属接触が起こりやすくなると軸受や歯車の疲労寿命が低下するという問題がある。この問題を解決するため、例えば、特許文献1〜3には、比較的粘度の高い基油を使用し、せん断を受けにくい粘度指数向上剤と併用することで、省燃費性および疲労防止性を向上させる方法が記載されている。
しかしながら、これらの方法で得られる潤滑油組成物であっても、負荷が高い手動変速機やギヤアクスルに用いる場合には耐久性やせん断安定性の点で問題があった。このため、高温時の粘度を変えずに低温時の粘度を低減化すること、およびせん断安定性を向上させることを目的として、通常は、粘度指数やせん断安定性が高いポリ−α−オレフィンが基油として選ばれている。また、低温時の燃費改善がさらに求められる場合には、粘度指数向上剤の配合が必須となり、通常は低粘度のポリ−α−オレフィンと粘度指数向上剤を組み合わせて用いられている。
このように低温特性および疲労防止性に優れ、せん断による粘度低下が小さい潤滑油を得ようとする試みはあるものの、これまでにこれらの特性全てに優れる潤滑油は得られていない。すなわち、通常用いられているポリメタアクリレート系の粘度指数向上剤を用いる場合はせん断による粘度の低下や疲労防止性の低下が見られ、特許文献1や2において開示される低分子量のポリメタアクリレート系の粘度指数向上剤を用いる場合は低温粘度特性が低下し、特許文献3において開示されるオレフィンコポリマーを用いる場合は疲労防止性が向上するが低温粘度特性が低下するという課題がある。
このように、ポリ−α−オレフィンを使用する潤滑油であっても未だ十分満足できるものではなく、低温特性および疲労防止性に優れ、せん断による粘度低下が小さい潤滑油が望まれている。
特開2006−117852号公報 特開2001−262176号公報 特開2008−37963号公報
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、低温特性および疲労防止性に優れ、せん断による粘度低下が小さい潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、メタロセン触媒を用いて製造される特定粘度のポリ−α−オレフィンを用いることにより、BF3やAlCl3等の酸触媒で製造される従来のポリ−α−オレフィンを使用する潤滑油に比べて、引火点、蒸発性は低下させず、粘度指数向上剤に依存することなく優れた低温粘度特性を有し、また、疲労防止性にも優れることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、
1.メタロセン触媒を用いて製造された100℃における動粘度が15〜300mm2/sのポリ−α−オレフィンを含有し、100℃における動粘度が10〜20mm2/sの潤滑油組成物、
2.鉱油および/またはポリ−α−オレフィンをさらに含有する上記1に記載の潤滑油組成物であって、当該鉱油、ポリ−α−オレフィンの100℃における動粘度が6mm2/s以下である潤滑油組成物、
3.手動変速機用である、上記1または2に記載の潤滑油組成物である。
なお、本明細書において、ポリ−α−オレフィンをPAOと称することがあり、またメタロセン触媒で得られたPAOをmPAOと称することがあり、従来法(BF3触媒、AlCl3触媒、チーグラー型触媒など)で得られたPAOを従来のPAOと称することがある。
本発明によれば、従来のPAOを使用する潤滑油に比べて、疲労防止性に優れた潤滑油が得られる。さらに、粘度指数が高くなることから低温粘度特性が向上するとともに、粘度指数向上剤への依存度を下げることができるためせん断による粘度低下が抑制される。
本発明の潤滑油組成物においては、メタロセン触媒を用いて製造された100℃における動粘度が15〜300mm2/sのポリ−α−オレフィン(mPAO)を使用する。100℃における動粘度が15mm2/s未満であると、潤滑油組成物は高い粘度指数が得られにくくなり、300mm2/sを超えると、せん断安定性に劣りやすくなる。上記観点から15〜200mm2/sがより好ましい。mPAOの粘度指数は通常100〜300、好ましくは150〜250である。粘度指数が上記範囲内であることで、潤滑油組成物の粘度指数も高くなり、低温粘度特性が向上する。
上記のように、本発明において潤滑油組成物の成分を特定するために100℃における動粘度が用いられるが、このとき、別々に製造された複数の油を組み合わせて調製された混合物を本発明の潤滑油組成物の成分として要件を適用することはない。すなわち、本発明で用いる各成分は、規定外の複数の油を組み合わせて動粘度が調整された混合物ではない。
本発明で用いるmPAO製造用のモノマーとしては、炭素数3〜14のα−オレフィンが挙げられる。目的の動粘度を有するmPAOが得られやすいことから、1−オクテン、1−デセンおよび1−ドデセンから選ばれるα−オレフィンが好ましく、特に1−デセンが好ましい。
上記メタロセン触媒としては、メタロセン化合物および助触媒の組み合わせを含む触媒が挙げられる。メタロセン化合物としては、一般式(I)
(RC542MX2 (I)
で表されるメタロセン化合物が好ましい。一般式(I)中、Rは水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Mは周期律表第4族の遷移金属元素を表し、Xは共有結合性、又はイオン結合性の配位子を表す。
一般式(I)において、Rは水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基が好ましい。Mの具体例としては、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウムを挙げることができ、これらの中でジルコニウムが好ましい。Xの具体例としては、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20好ましくは1〜10の炭化水素基、炭素数1〜20好ましくは1〜10のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜20好ましくは1〜12のリン含有炭化水素基(例えば、ジフェニルホスフィン基など)、炭素数1〜20好ましくは1〜12の珪素含有炭化水素基(例えば、トリメチルシリル基など)、炭素数1〜20好ましくは1〜12の炭化水素基あるいはハロゲンを含有するホウ素化合物(例えば、B(C654、BF4など)を挙げることができ、これらの中で、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基及びアルコキシ基から選ばれる基が好ましい。
一般式(I)で表されるメタロセン化合物の具体例としては、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(iso−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムクロロヒドリド、ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウムクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)エチルジルコニウムクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)メトキシジルコニウムクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)フェニルジルコニウムクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジメチルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジフェニルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジネオペンチルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジヒドロジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジメトキシジルコニウム、更には、上記に記載の化合物において、これらの化合物の塩素原子を臭素原子、ヨウ素原子、水素原子、メチル基、フェニル基などに置き換えたもの、又、上記化合物の中心金属のジルコニウムをチタニウム、ハフニウムに置き換えたものを挙げることができる。
上記助触媒としては、メチルアルミノキサンが好ましい。メチルアルミノキサンとしては特に制限はなく従来公知のメチルアルミノキサンを使用することができ、例えば、一般式(II)や一般式(III)
Figure 2014185351
で表される鎖状または環状のメチルアルミノキサンが挙げられる。一般式(II)、(III)において、pは重合度を表し、通常3〜50、好ましくは7〜40である。
メチルアルミノキサンの製造法としては、メチルアルミニウムと水などの縮合剤とを接触させる方法が挙げられるが、その手段については特に限定はなく、公知の方法に準じて反応させればよい。
メタロセン化合物とメチルアルミノキサンの配合割合は、メチルアルミノキサン/メタロセン化合物(モル比)が、通常15〜150、好ましくは20〜120であり、更に好ましくは25〜100である。15以上であれば、触媒活性は発現され、又、α−オレフィンの二量体が生成により、潤滑油の基油として適する三量体以上の収率が低下することはない。一方、150以下であれば、触媒の脱灰除去が不完全になることはない。
上記以外のメタロセン触媒としては、例えば架橋基を有するメタロセン化合物を使用するメタロセン触媒が挙げられる。当該メタロセン化合物としては2つの架橋基を有するメタロセン化合物が好ましく、特にメソ対称性を有するメタロセン化合物が好ましい。このメソ対称性を有するメタロセン化合物を使用するメタロセン触媒としては、例えば、(A)下記式(IV)で表されるメタロセン化合物、及び(B)(B−1)該(A)成分のメタロセン化合物又はその派生物と反応してイオン性の錯体を形成しうる化合物及び(B−2)アルミノキサンから選ばれる少なくとも一種の成分を含有するメタロセン触媒が挙げられる。
Figure 2014185351
式(IV)で表される化合物はメソ対称型の化合物であって、式(IV)中、Mは周期律表第3〜10族の金属元素を示す。Xはσ結合性の配位子を示し、Xが複数ある場合、複数のXは同じでも異なっていてもよく、Yはルイス塩基を示し、Yが複数ある場合、複数のYは同じでも異なっていてもよい。Aは、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基、珪素含有基、ゲルマニウム含有基、スズ含有基、−O−、−CO−、−S−、−SO2−、−Se−、−NR1−、−PR1−、−P(O)R1−、−BR1−および−AlR1−から選ばれる架橋基を示し、2つのAは同一であっても異なっていても良い。R1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基を示す。qは1〜5の整数で〔(Mの原子価)−2〕を示し、rは0〜3の整数を示す。Eは、下記式(V)、(VI)で表される基であって、2つのEは同一である。
なお、前記メソ対称型の化合物とは、2つの架橋基が(1,1’)(2,2’)の結合様式で、2つのEを架橋する遷移金属化合物のことをいう。
Figure 2014185351
式(V)、(VI)中、R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜4のハロゲン含有炭化水素基、珪素含有基及びヘテロ原子含有基から選ばれる基を示す。複数のR2が存在する場合、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。波線で示される結合は架橋基Aとの結合を表す。
式(IV)における架橋基Aとしては、以下の(VII)式で表される基であることが好ましい。
Figure 2014185351
Bは、架橋基の骨格であり、炭素原子、ケイ素原子、ホウ素原子、窒素原子、ゲルマニウム原子、リン原子、またはアルミニウム原子を表す。R3は、水素原子、炭素原子、酸素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、アミン含有基、またはハロゲン含有基を表す。nは1または2である。
式(IV)で表されるメタロセン化合物の具体例としては、(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−メチレン)(2,2’−メチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−イソプロピリデン)(2,2’−イソプロピリデン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(5,6−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(4,7−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(3−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−エチレン)(2,2’−エチレン)−ビス(5,6−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド,
(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−n−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−i−プロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(5,6−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(4,7−ジ−i−プロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(3−メチル−4−i−プロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド,(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビス(5,6−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリドなど及びこれらの化合物におけるジルコニウムをチタン又はハフニウムに置換したものを挙げることができる。もちろんこれらに限定されるものではない。
上記(B)成分のうちの(B−1)成分としては、上記(A)成分のメタロセン化合物と反応して、イオン性の錯体を形成しうる化合物であれば、いずれのものでも使用できるが、次の一般式(VIII),(IX)で表されるものを好適に使用することができる。
(〔L1−R4k+a(〔Z〕-b・・・(VIII)
(〔L2k+a(〔Z〕-b・・・(IX)
一般式(VIII),(IX)中、L1はルイス塩基、L2はM2、R563、R7 3C又はR83を示す。〔Z〕-は、非配位性アニオン〔Z1-または〔Z2-を示す。ここで〔Z1-は複数の基が元素に結合したアニオン、即ち〔M112・・・Gf-(ここで、M1は周期律表第5〜15族元素、好ましくは周期律表第13〜15族元素を示す。G1〜Gfはそれぞれ水素原子,ハロゲン原子,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数2〜40のジアルキルアミノ基,炭素数1〜20のアルコキシ基,炭素数6〜20のアリール基,炭素数6〜20のアリールオキシ基,炭素数7〜40のアルキルアリール基,炭素数7〜40のアリールアルキル基,炭素数1〜20のハロゲン置換炭化水素基,炭素数1〜20のアシルオキシ基,有機メタロイド基、又は炭素数2〜20のヘテロ原子含有炭化水素基を示す。G1〜Gfのうち2つ以上が環を形成していてもよい。fは〔(中心金属M1の原子価)+1〕の整数を示す。)、〔Z2-は、酸解離定数の逆数の対数(pKa)が−10以下のブレンステッド酸単独又はブレンステッド酸及びルイス酸の組合わせの共役塩基、あるいは一般的に超強酸と定義される酸の共役塩を示す。又、ルイス塩基が配位していてもよい。又、R4は水素原子,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数6〜20のアリール基,アルキルアリール基又はアリールアルキル基を示し、R5及びR6はそれぞれシクロペンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基又はフルオレニル基、R7は炭素数1〜20のアルキル基,アリール基,アルキルアリール基又はアリールアルキル基を示す。R8はテトラフェニルポルフィリン,フタロシアニン等の大環状配位子を示す。kは〔L1−R4〕,〔L2〕のイオン価数で1〜3の整数、aは1以上の整数、b=(k×a)である。M2は、周期律表第1〜3、11〜13、17族元素を含むものであり、M3は、周期律表第7〜12族元素を示す。
ここで、L1の具体例としては、アンモニア,メチルアミン,アニリン,ジメチルアミン,ジエチルアミン,N−メチルアニリン,ジフェニルアミン,N,N−ジメチルアニリン,トリメチルアミン,トリエチルアミン,トリ−n−ブチルアミン,メチルジフェニルアミン,ピリジン,p−ブロモ−N,N−ジメチルアニリン,p−ニトロ−N,N−ジメチルアニリンなどのアミン類、トリエチルホスフィン,トリフェニルホスフィン,ジフェニルホスフィンなどのホスフィン類、テトラヒドロチオフェンなどのチオエーテル類、安息香酸エチルなどのエステル類、アセトニトリル,ベンゾニトリルなどのニトリル類などを挙げることができる。
4の具体例としては水素,メチル基,エチル基,ベンジル基,トリチル基などを挙げることができ、R5,R6の具体例としては、シクロペンタジエニル基,メチルシクロペンタジエニル基,エチルシクロペンタジエニル基,ペンタメチルシクロペンタジエニル基などを挙げることができる。R7の具体例としては、フェニル基,p−トリル基,p−メトキシフェニル基などを挙げることができ、R8の具体例としてはテトラフェニルポルフィリン,フタロシアニン,アリル,メタリルなどを挙げることができる。又、M2の具体例としては、Li,Na,K,Ag,Cu,Br,I,I3などを挙げることができ、M3の具体例としては、Mn,Fe,Co,Ni,Znなどを挙げることができる。又、〔Z1-、即ち〔M112・・・Gf〕において、M1の具体例としてはB,Al,Si,P,As,Sbなど、好ましくはB及びAlが挙げられる。又、G1,G2〜Gfの具体例としては、ジアルキルアミノ基としてジメチルアミノ基,ジエチルアミノ基など、アルコキシ基若しくはアリールオキシ基としてメトキシ基,エトキシ基,n−ブトキシ基,フェノキシ基など、炭化水素基としてメチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,n−オクチル基,n−エイコシル基,フェニル基,p−トリル基,ベンジル基,4−t−ブチルフェニル基,3,5−ジメチルフェニル基など、ハロゲン原子としてフッ素,塩素,臭素,ヨウ素,ヘテロ原子含有炭化水素基としてp−フルオロフェニル基,3,5−ジフルオロフェニル基,ペンタクロロフェニル基,3,4,5−トリフルオロフェニル基,ペンタフルオロフェニル基,3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル基,ビス(トリメチルシリル)メチル基など、有機メタロイド基としてペンタメチルアンチモン基、トリメチルシリル基,トリメチルゲルミル基,ジフェニルアルシン基,ジシクロヘキシルアンチモン基,ジフェニル硼素などが挙げられる。
非配位性のアニオン、即ちpKaが−10以下のブレンステッド酸単独又はブレンステッド酸及びルイス酸の組合わせの共役塩基〔Z2-の具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン(CF3SO3-,ビス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルアニオン,ビス(トリフルオロメタンスルホニル)ベンジルアニオン,ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド,過塩素酸アニオン(ClO4-,トリフルオロ酢酸アニオン(CF3CO2-,ヘキサフルオロアンチモンアニオン(SbF6-,フルオロスルホン酸アニオン(FSO3-,クロロスルホン酸アニオン(ClSO3-,フルオロスルホン酸アニオン/5−フッ化アンチモン(FSO3/SbF5-,フルオロスルホン酸アニオン/5−フッ化砒素(FSO3/AsF5-,トリフルオロメタンスルホン酸/5−フッ化アンチモン(CF3SO3/SbF5-などを挙げることができる。
このような前記(A)成分の遷移金属化合物と反応してイオン性の錯体を形成するイオン性化合物、即ち(B−1)成分化合物の具体例としては、テトラキス(ペンタフルオロフェニル硼酸)N,N−ジメチルアニリニウム,テトラフェニル硼酸トリエチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸トリ−n−ブチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸トリメチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸テトラエチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸メチル(トリ−n−ブチル)アンモニウム,テトラフェニル硼酸ベンジル(トリ−n−ブチル)アンモニウム,テトラフェニル硼酸ジメチルジフェニルアンモニウム,テトラフェニル硼酸トリフェニル(メチル)アンモニウム,テトラフェニル硼酸トリメチルアニリニウム,テトラフェニル硼酸メチルピリジニウム,テトラフェニル硼酸ベンジルピリジニウム,テトラフェニル硼酸メチル(2−シアノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリエチルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリ−n−ブチルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリフェニルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸テトラ−n−ブチルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸テトラエチルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ベンジル(トリ−n−ブチル)アンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチルジフェニルアンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリフェニル(メチル)アンモニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチルアニリニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ジメチルアニリニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリメチルアニリニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチルピリジニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ベンジルピリジニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチル(2−シアノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ベンジル(2−シアノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチル(4−シアノピリジニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリフェニルホスホニウム,テトラキス〔ビス(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニル〕硼酸ジメチルアニリニウム,テトラフェニル硼酸フェロセニウム,テトラフェニル硼酸銀、テトラフェニル硼酸トリチル,テトラフェニル硼酸テトラフェニルポルフィリンマンガン,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸フェロセニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸(1,1’−ジメチルフェロセニウム),テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸デカメチルフェロセニウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸銀、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリチル,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸リチウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ナトリウム,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸テトラフェニルポルフィリンマンガン,テトラフルオロ硼酸銀,ヘキサフルオロ燐酸銀,ヘキサフルオロ砒素酸銀,過塩素酸銀,トリフルオロ酢酸銀,トリフルオロメタンスルホン酸銀などを挙げることができる。
(B−1)は一種用いてもよく、又二種以上を組み合わせて用いてもよい。
一方、(B−2)成分のアルミノキサンとしては、一般式(X)
Figure 2014185351
(式中、R9は炭素数1〜20、好ましくは1〜12のアルキル基,アルケニル基,アリール基,アリールアルキル基などの炭化水素基あるいはハロゲン原子を示し、wは平均重合度を示し、通常2〜50、好ましくは2〜40の整数である。尚、各R9は同じでも異なっていてもよい。)で示される鎖状アルミノキサン、及び一般式(XI)
Figure 2014185351
(式中、R9及びwは前記一般式(X)におけるものと同じである。)で示される環状アルミノキサンを挙げることができる。
前記アルミノキサンの製造法としては、アルキルアルミニウムと水などの縮合剤とを接触させる方法が挙げられるが、その手段については特に限定はなく、公知の方法に準じて反応させればよい。
例えば、(1)有機アルミニウム化合物を有機溶剤に溶解しておき、これを水と接触させる方法、(2)重合時に当初有機アルミニウム化合物を加えておき、後に水を添加する方法、(3)金属塩などに含有されている結晶水、無機物や有機物への吸着水を有機アルミニウム化合物と反応させる方法、(4)テトラアルキルジアルミノキサンにトリアルキルアルミニウムを反応させ、更に水を反応させる方法などがある。尚、アルミノキサンとしては、トルエン不溶性のものであってもよい。これらのアルミノキサンは一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)触媒成分と(B)触媒成分との使用割合は、(B)触媒成分として(B−1)化合物を用いた場合には、モル比で好ましくは10:1〜1:100、より好ましくは2:1〜1:10の範囲が望ましく、上記範囲を逸脱する場合は、単位質量ポリマーあたりの触媒コストが高くなり、実用的でない。又、(B−2)化合物を用いた場合には、モル比で好ましくは1:1〜1:1000000、より好ましくは1:10〜1:10000の範囲が望ましい。この範囲を逸脱する場合は単位質量ポリマーあたりの触媒コストが高くなり、実用的でない。又、触媒成分(B)としては(B−1),(B−2)を単独又は二種以上組み合わせて用いることもできる。
mPAOを製造するためのモノマーとしては、通常、炭素数3〜14のα−オレフィンが使用され、具体例としては、例えば、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ブテン、4−フェニル−1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、6−フェニル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセンなどを挙げることができる。これらの中で、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセンから選ばれるα−オレフィンが好ましく、特に1−デセンが好ましい。
一般式(I)または(IV)で表されるメタロセン化合物と炭素数3〜14のα−オレフィンの配合割合〔メタロセン化合物(mmol)/α−オレフィン(L)〕は、通常0.01〜0.4、好ましくは0.05〜0.3であり、更に好ましくは0.1〜0.2である。0.01以上であることで十分な触媒活性が得られ、一方、0.4以下であると、潤滑油の基油として適する三量体以上のオリゴマーの収率が向上し、触媒の脱灰除去が不完全になることがない。
上記炭素数3〜14のα−オレフィンの重合は、水素存在下で行うことが好ましい。水素の添加量は、通常0.1〜50kPa、好ましくは0.5〜30kPaであり、更に好ましくは1〜10kPaである。水素の添加量が0.1kPa以上であることで十分な触媒活性が得られ、一方、50kPa以下であると、原料α−オレフィンの飽和体の生成を低減化でき、目的とするmPAOの収率が向上する。
上記炭素数3〜14のα−オレフィンの重合は、反応方法には制限はなく、溶媒の不存在下に行なってもよく、溶媒中で行ってもよく、いずれの方法を用いてもよい。反応溶媒を用いる場合、例えば、ベンゼン,トルエン,キシレン,エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、シクロペンタン,シクロヘキサン,メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、ペンタン,ヘキサン,ヘプタン,オクタンなどの脂肪族炭化水素、クロロホルム,ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素などが挙げられる。重合反応の温度は通常0〜100℃、好ましくは20〜80℃、更に好ましくは30〜70℃である。上記範囲であることで、十分な触媒活性が得られ、また潤滑油の基油として適する三量体以上のオリゴマーの収率が向上する。上記方法で重合を行うことで三量体以上の選択率が50%以上のmPAOを製造することができる。
目的に応じて、上記の方法で得られたmPAOにさらに処理を加えてもよく、例えば、熱安定性や酸化安定性を向上させる場合には水素化処理を行えば良い。また、所望の特性を有する潤滑油基油を得る場合には、蒸留を行えば良い。上記水素化処理の温度は通常50〜300℃、好ましくは60〜250℃、更に好ましくは70〜200℃であり、水素圧は通常0.1〜10MPa、好ましくは0.5〜2MPa、更に好ましくは0.7〜1.5MPaである。水素化処理においては、PdやNiなどを含む一般的な水添触媒を用いることができる。蒸留における温度は通常200℃〜300℃、好ましくは220〜280℃、更に好ましくは230〜270℃であり、圧力は通常0.1〜15Pa、好ましくは0.4〜7Pa、更に好ましくは0.6〜4Paである。
上記の方法で得られたmPAOや水素化処理や蒸留後のmPAOは、短鎖分岐を1分子あたり約1個(通常0.6〜1.2個、好ましくは0.7〜1.1個、更に好ましくは0.8〜1.0個)有する(なお、本明細書において、メチル基、エチル基およびプロピル基を短鎖分岐と称する。)。さらに、当該短鎖分岐は主にメチル基であり、メチル基の割合は通常80モル%以上、好ましくは85モル%以上、更に好ましくは90モル%以上である。
このように、mPAOは分子の構造やその均質性の高さの点で従来のPAOとは相違し、高い酸化安定性や高い粘度指数を示し、潤滑油基油として優れている。このため、本発明の潤滑油組成物は従来のPAOを使用する潤滑油組成物とは異なり疲労防止性が向上する。また、粘度指数が高くなることで、低温粘度特性が向上するとともに、粘度指数向上剤への依存度が下がりせん断による粘度低下が抑制される。
本発明の潤滑油組成物は上記mPAOとともに他の基油を含有してもよく、潤滑油組成物の100℃における動粘度は10〜20mm2/s、好ましくは12〜18mm2/sである。10mm2/s未満では耐摩耗性が不足し、20mm2/sを超えると省燃費性に劣りやすくなる。mPAOや他の基油の含有量は目的に合わせて適宜決定できるが、潤滑油組成物全量基準で、mPAOの含有量は通常は30〜95質量%、好ましくは50〜95質量%であり、他の基油は通常0〜65質量%、好ましくは0〜45質量%である。
上記基油としては、100℃における動粘度が6mm2/s以下の基油が好ましく、1.5〜5.5mm2/sの基油がより好ましい。基油の種類としては鉱油やPAOが挙げられる。100℃における動粘度が6mm2/s以下であることで、優れた粘度特性にすることができる。
鉱油としては、例えば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、あるいは鉱油系ワックスやフィッシャ−トロプシュプロセス等により製造されるワックス(ガストゥリキッドワックス)を異性化することによって製造される基油等が挙げられる。
これらの鉱油は、粘度指数が90以上であることが好ましく、100以上、さらには110以上であることがより好ましい。粘度指数が90以上であれば、潤滑油組成物の粘度指数を高く保つことができる。また、鉱油の芳香族分(%CA)は3以下が好ましく、2以下、さらには1以下であることが好ましい、また、硫黄分は、100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましい。%CAが3以下であり、硫黄分が100質量ppm以下であれば、潤滑油組成物の酸化安定性を良好に保つことができる。
PAOとしては、メタロセン触媒で得られたPAOでもよく、従来のPAOでもよい。また、これらの水素添加物であってもよい。
本発明においては、上記鉱油を一種または二種以上を組み合わせて用いてもよく、上記PAOを一種または二種以上を組み合わせて用いてもよく、上記鉱油一種以上と上記PAOを一種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物は後述するように添加剤を含有してもよく、この溶解性を向上させるために溶解助剤を基油に配合してもよい。特に鉱油を含有しない潤滑油組成物の場合は溶解助剤を配合することが好ましい。溶解助剤としては脂肪酸エステル等のエステル化合物や芳香族含有化合物が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲で公知の添加剤、例えば極圧剤、油性剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤及び消泡剤等を配合することができる。
前記極圧剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどのリン酸エステル類、これらのリン酸エステル類のアミン塩及び硫黄系極圧剤などが好ましく挙げられる。
リン酸エステルとしては、例えばトリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、トリアルキルアリールホスフェート、トリアリールアルキルホスフルキルホスフェート、トリアルケニルホスフェートなどがあり、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ベンジルジフェニルホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、エチルジブチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、エチルフェニルジフェニルホスフェート、ジ(エチルフェニル)フェニルホスフェート、プロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジ(プロピルフェニル)フェニルホスフェート、トリエチルフェニルホスフェート、トリプロピルフェニルホスフェート、ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ジ(ブチルフェニル)フェニルホスフェート、トリブチルフェニルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリミリスチルホスフェート、トリパルミチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリオレイルホスフェートなどを挙げることができる。
酸性リン酸エステルとしては、例えば、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、イソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェートなどを挙げることができる。
亜リン酸エステルとしては、例えば、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリ(ノニルフェニル)ホスファイト、トリ(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリオレイルホスファイトなどを挙げることができる。
酸性亜リン酸エステルとしては、例えば、ジブチルハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、ジステアリルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイトなどを挙げることができる。以上のリン酸エステル類の中で、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェートが好適である。
これらのリン酸エステル類とアミン塩を形成するアミン類としては、モノ置換アミンの例として、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ベンジルアミンなどを挙げることができ、ジ置換アミンの例として、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミン、ジステアリルアミン、ジオレイルアミン、ジベンジルアミン、ステアリル・モノエタノールアミン、デシル・モノエタノールアミン、ヘキシル・モノプロパノールアミン、ベンジル・モノエタノールアミン、フェニル・モノエタノールアミン、トリル・モノプロパノールアミンなどを挙げることができ、トリ置換アミンの例として、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリルアミン、トリステアリルアミン、トリオレイルアミン、トリベンジルアミン、ジオレイル・モノエタノールアミン、ジラウリル・モノプロパノールアミン、ジオクチル・モノエタノールアミン、ジヘキシル・モノプロパノールアミン、ジブチル・モノプロパノールアミン、オレイル・ジエタノールアミン、ステアリル・ジプロパノールアミン、ラウリル・ジエタノールアミン、オクチル・ジプロパノールアミン、ブチル・ジエタノールアミン、ベンジル・ジエタノールアミン、フェニル・ジエタノールアミン、トリル・ジプロパノールアミン、キシリル・ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンなどを挙げることができる。
硫黄系極圧剤としては、分子内に硫黄原子を有し、潤滑剤基油に溶解又は均一に分散して、極圧剤や優れた摩擦特性を発揮しうるものであればよい。このようなものとしては、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チアジアゾール化合物、チオリン酸エステル(チオフォスファイト、チオフォスフェート)、アルキルチオカルバモイル化合物、チオカーバメート化合物、チオテルペン化合物、ジアルキルチオジプロピオネート化合物などを挙げることができる。ここで、硫化油脂は硫黄や硫黄含有化合物と油脂(ラード油、鯨油、植物油、魚油等)を反応させて得られるものであり、その硫黄含有量は特に制限はないが、一般に5〜30質量%のものが好適である。その具体例としては、硫化ラード、硫化なたね油、硫化ひまし油、硫化大豆油、硫化米ぬか油などを挙げることができる。硫化脂肪酸の例としては、硫化オレイン酸などを、硫化エステルの例としては、硫化オレイン酸メチルや硫化米ぬか脂肪酸オクチルなどを挙げることができる。
前記ジヒドロカルビルポリサルファイドとしては、例えば、ジベンジルポリサルファイド、各種ジノニルポリサルファイド、各種ジドデシルポリサルファイド、各種ジブチルポリサルファイド、各種ジオクチルポリサルファイド、ジフェニルポリサルファイド、ジシクロヘキシルポリサルファイドなどを好ましく挙げることができる。
チアジアゾール化合物としては、例えば、2,5−ビス(n−ヘキシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(n−オクチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、3,5−ビス(n−ヘキシルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,6−ビス(n−オクチルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、4,5−ビス(n−オクチルジチオ)−1,2,3−チアジアゾール、4,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,2,3−チアジアゾール、4,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,2,3−チアジアゾールなどを好ましく挙げることができる。
チオリン酸エステルとしては、アルキルトリチオフォスファイト、アリール又はアルキルアリールチオフォスフェート、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。特にラウリルトリチオフォスファイト、トリフェニルチオフォスフェート、ジラウリルジチオリン酸亜鉛が好ましい。
アルキルチオカルバモイル化合物としては、例えば、ビス(ジメチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジブチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジメチルチオカルバモイル)ジスルフィド、ビス(ジブチルチオカルバモイル)ジスルフィド、ビス(ジアミルチオカルバモイル)ジスルフィド、ビス(ジオクチルチオカルバモイル)ジスルフィドなどを好ましく挙げることができる。
さらに、チオカーバメート化合物としては、例えば、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を、チオテルペン化合物としては、例えば、五硫化リンとピネンの反応物を、ジアルキルチオジプロピオネート化合物としては、例えば、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどを挙げることができる。これらの中で、極圧性、摩擦特性、熱的酸化安定性などの点から、チアジアゾール化合物、ベンジルサルファイドが好適である。
これらの極圧剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量は、効果及び経済性のバランスなどの点から、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.05〜5質量%の範囲で選定される。
油性剤の例としては、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸、ラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和および不飽和モノアミン、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸アミド等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%の範囲で選定される。
酸化防止剤の例としては、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤及び硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、4,4’−ジブチルジフェニルアミン、4,4’−ジペンチルジフェニルアミン、4,4’−ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’−ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミン、4,4’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系、α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミン系を挙げることができ、中でもジアルキルジフェニルアミン系ものが好ましい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールなどのモノフェノール系、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)などのジフェノール系を挙げることができる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えばフェノチアジン、ペンタエリスリトール−テトラキス−(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス(3,5−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、チオジエチレンビス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル))プロピオネート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−メチルアミノ)フェノールなどが挙げられる。
これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.03〜5質量%の範囲で選定される。
防錆剤としては、例えば、ドデセニルコハク酸ハーフエステル、オクタデセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸アミドなどのアルキル又はアルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、グリセリンモノオレエート、ペンタエリスリトールモノオレエートなどの多価アルコール部分エステル、ロジンアミン、N−オレイルザルコシンなどのアミン類、ジアルキルホスファイトアミン塩等が使用可能である。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら防錆剤の好ましい配合量は、潤滑油組成物全量基準で0.01〜5質量%の範囲であり、0.05〜2質量%の範囲が特に好ましい。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系、没食子酸エステル系の化合物等が使用可能である。
これら金属不活性化剤の好ましい配合量は、潤滑油組成物全量基準で0.01〜0.4質量%であり、0.01〜0.2質量%の範囲が特に好ましい。
清浄分散剤としては、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリチレート、アルカリ土類金属ホスホネート等の金属系洗浄剤、並びにアルケニルコハク酸イミド、ベンジルアミン、アルキルポリアミン、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系分散剤が挙げられる。これらの洗浄分散剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
例えば、全塩基価が300〜700mgKOH/gの過塩基性カルシウムスルホネートと平均分子量1000〜3500のアルキル基又はアルケニル基置換コハク酸イミド及び/又はホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミドの組合せが好適である。これら清浄分散剤の配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常の0.1〜30質量%程度であり、好ましくは0.5〜10質量%である。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体など)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン−ジエン水素化共重合体など)などが挙げられる。粘度指数向上剤の配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下である。本発明においては、粘度指数が高いmPAOを使用するため、粘度指数向上剤を使用しないかまたは少量で十分な性能が得られる。このためせん断による粘度低下が小さいという特性が得られる。
流動点降下剤としては、例えば、ポリメタクリレートなどが挙げられる。
消泡剤としては、液状シリコーンが適しており、メチルシリコーン、フルオロシリコーン、ポリアクリレートが使用可能である。
これら消泡剤の好ましい配合量は、潤滑油組成物全量基準で0.0005〜0.01質量%である。
本発明の潤滑油組成物は、省燃費性が求められる用途において特に制限なく利用することができる。具体的には変速機油等の駆動系油が挙げられ、特に、本発明の潤滑油組成物は、手動変速機油組成物として好ましく用いられる。
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
なお、各例で得られた基油および潤滑油組成物の性状及び性能は、以下に示す方法に従って求めた。
(1)100℃における動粘度
JIS K2283に準拠し、100℃における動粘度を測定した。
(2)粘度指数
JIS K2283に準拠して測定した。
(3)低温粘度(BF粘度)
JPI−5S−26−85に準拠し、−26℃における粘度を測定した。
(4)引火点
JIS K2265に準拠して測定した。
(5)NOACK試験
JPI−5S−41−93に準拠し、200℃、1時間にて蒸発量を測定した。
(6)せん断安定性試験(Sonic試験)
JASO M347に準拠し、1時間後の100℃における動粘度の新油に対する粘度低下率を算出した。
(7)疲労寿命試験
ころがり4球試験を用いて、ピッチングが発生する時間を測定した。測定条件はSUJ−2製の3/4インチボールを用い、6.9GPa、回転数2200rpm、油温90℃である。
製造例1(メタロセン触媒によるPAOの製造1)
窒素置換した内容積5Lのステンレス製オートクレーブに、窒素バブリングにて脱気、脱水済み1−デセン2.5Lと、同じく脱気、脱水済みトルエン2.5Lを加えた後、65℃に昇温し、1.0mol/Lに調整したメチルアルミノキサンのトルエン溶液40mlを加えた。
次に、40mmol/Lに調整したビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液10mLを加え、水素5kPaを連続的に供給し攪拌しながら、65℃で3時間反応させた。
上記反応におけるメタロセン化合物と1−デセンの配合割合は0.16mmol/(1−デセン)Lであり、メチルアルノキサン/メタロセン化合物(モル比)=100であった。1%希塩酸500mLで反応を停止し、脱イオン水100mLで2回洗浄し、触媒成分を分解、除去して得られた溶液をガスクロマトグラフィーにより分析したところ、オリゴマー収率は86%、二量体以上の各選択率は二量体49%、三量体17%、四量体10%、五量体6%、六量体以上18%であった。またこの溶液の元素分析を行ったところ、Cl、Al、Zrともに<2質量ppmであり、実質的に触媒残査が含まれないことが判った。
触媒成分を分解、除去して得られた溶液からモノマー及び二量体を減圧除去した後、窒素置換した内容量5Lのステンレス製オートクレーブにパラジウム/アルミナ触媒(5%Pd担持品)1質量%を加え、水素0.8MPaを連続的に供給し攪拌しながら、85℃で5時間反応させた。その後、上記触媒を濾過により除去し、得られた水添液を単蒸留装置を用いて1.33Pa、200〜270℃にて分留を行った。分留後の残査をガスクロマトグラフィーで調べたところ、四量体5.0質量%、五量体12.8質量%、六量体以上82.2質量%であった。平均重合度は7.5であり、短鎖分岐数が12個/1000炭素、オリゴマー1分子あたりの平均短鎖分岐数が0.90個である。また、短鎖分岐基種はメチル基分岐93.0モル%、エチル基分岐2.5モル%、プロピル基分岐4.5モル%と実質的にメチル基分岐からなることが明らかとなった。
この残渣は40℃動粘度11.91mm2/s、100℃動粘度16.94mm2/s、粘度指数155、流動点<−50℃、引火点278℃、蒸発量(Noack)1.8%であった。この残渣をmPAO−1として、潤滑油組成物の製造に用いた。
なお、平均重合度はGPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー)測定によって求めた〔平均重合度:数平均分子量/PS(ポリスチレン)換算モノマー分子量(3、4、5量体に相当する各分子量をそれぞれ3,4,5で割ったものの平均値)〕。また、短鎖分岐数(個/1000炭素)、オリゴマー1分子あたりの平均短鎖分岐数(平均重合度×モノマーの炭素数×短鎖分岐数/1000)および分岐基率は13C−NMR(CDCl3)測定によって求めた。40℃動粘度はJISK2283に準拠して測定した。流動点はJISK2269に準拠して測定した。
製造例2(メタロセン触媒によるPAOの製造2)
窒素置換した内容積5Lのステンレス製オートクレーブに、窒素バブリングにて脱気、脱水済み1−デセン2.5Lを加えた後、50℃に昇温し、1.0mol/Lに調整したメチルアルミノキサンのトルエン溶液12mlを加えた。
次に、40mmol/Lに調整したビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液10mLを加え、水素5kPaを連続的に供給し攪拌しながら、50℃で7時間反応させた。
上記反応におけるメタロセン化合物と1−デセンの配合割合は0.16mmol/(1−デセン)Lであり、メチルアルノキサン/メタロセン化合物(モル比)=30であった。1%希塩酸500mLで反応を停止し、脱イオン水100mLで2回洗浄し、触媒成分を分解、除去して得られた溶液をガスクロマトグラフィーにより分析したところ、オリゴマー収率は94%、二量体以上の各選択率は二量体42%、三量体11%、四量体7%、五量体5%、六量体以上35%であった。またこの溶液の元素分析を行ったところ、Cl、Al、Zrともに<2質量ppmであり、実質的に触媒残査が含まれないことが判った。
触媒成分を分解、除去して得られた溶液からモノマー及び二量体を減圧除去した後、窒素置換した内容量5Lのステンレス製オートクレーブにパラジウム/アルミナ触媒(5%Pd担持品)1質量%を加え、水素0.8MPaを連続的に供給し攪拌しながら、85℃で5時間反応させた。その後、上記触媒を濾過により除去し、得られた水添液を単蒸留装置を用いて1.33Pa、200〜270℃にて分留を行った。分留後の残査を調べたところ、四量体9.9質量%、五量体10.1質量%、六量体以上80.0質量%であった。平均重合度は9.2であり、短鎖分岐数が9.6個/1000炭素、オリゴマー1分子あたりの平均短鎖分岐数が0.88個である。また、短鎖分岐基種はメチル基分岐93.0モル%、エチル基分岐2.5モル%、プロピル基分岐4.5モル%と実質的にメチル基分岐からなることが明らかとなった。
この残渣は40℃動粘度208.1mm2/s、100℃動粘度27.34mm2/s、粘度指数168、流動点−50℃、引火点276℃、蒸発量(Noack)1.7%であった。この残渣をmPAO−2として、潤滑油組成物の製造に用いた。
製造例3(メタロセン触媒によるPAOの製造3)
内容積5Lのステンレス製オートクレーブを十分乾燥し、窒素置換の後に、1−ドデセン1770mL、1−オクテン1230mL、次にトリイソブチルアルミニウム2.25mmolをいれ、86℃に昇温した。別途準備した触媒混合液(100mLのガラス製シュレンク瓶に窒素雰囲気下でトリイソブチルアルミニウム1.5mmol(0.5mmol/mLのトルエン溶液;3.0mL)、(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド30μmol(5μmol/mLのトルエン溶液;6.0mL)及び粉末状のN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.06mmol(48mg)を入れ室温で1分ほど攪拌した後、1−ドデセン15mLを加えて更に室温で1時間攪拌したもの)を12mL投入後、水素20kPaを導入し、重合を開始した。120分間86℃で重合させた後、残りの触媒混合液12mLを添加し、更に86℃で120分反応させた後、メタノール100mLを投入し重合を停止させた。内容物を取り出し、1質量%NaOH水溶液1000mL中に加え、攪拌した。この溶液を分液ロートに移し、有機層を分取した後、有機層を水洗し、有機層を東洋ろ紙製2Cのろ紙で固形分を取り除いた。得られた溶液からロータリーエバポレーター(約1.0×10-4MPaの減圧下、オイルバス100℃)で、トルエン、原料、メタノール等を留去し、無色透明液体2143gを得た。更に薄膜蒸留装置(柴田科学製分子蒸留装置MS-300特型、高真空排気装置DS-212Z)を用いて5×10-6Paの減圧下、180℃で蒸留を行い、24量体以下成分を取除いた重合物2036gを得た。得られた重合物を内容積5Lのステンレス製オートクレーブに入れ、1質量%となるように安定化ニッケル触媒(堺化学工業株式会社製 SN750)を添加後、2MPaの水素のもと130℃で6時間反応させた。反応終了後、温度を80℃付近まで冷却した後、内容物を取り出し、1μmのフィルターを用いて70℃で触媒成分を濾過分離し、水添物2010gを得た。
この水添物は、40℃動粘度1883mm2/s、100℃動粘度190mm2/s、粘度指数231、流動点−40℃であった。この水添物をmPAO−3として、潤滑油組成物の製造に用いた。
製造例4(メタロセン触媒によるPAOの製造4)
製造例1において、1.33Pa、200〜270℃の条件で分留を行って得られたフラクションのうち三量体を主成分とする留分を集めた(三量体90.1質量%、四量体9.3質量%、五量体0.5質量%)。この留分は、平均重合度は3.0であり、短鎖分岐数が30.1個/1000炭素、オリゴマー1分子あたりの平均短鎖分岐数が0.90個である。また、短鎖分岐基種はメチル基分岐98.6モル%、エチル基分岐1.4モル%と実質的にメチル基分岐からなることが明らかとなった。
この留分は40℃動粘度14.45mm2/s、100℃動粘度3.55mm2/s、粘度指数129、流動点<−50℃、引火点240℃、蒸発量(Noack)10.7質量%であった。この留分をmPAO−4として、潤滑油組成物の製造に用いた。
実施例1〜5及び比較例1〜6
第1表に示す基油及び添加剤を用い、第1表に示す割合で配合して潤滑油組成物を調製した。その性状を第1表に示す。

Figure 2014185351
mPAO−1:メタロセン触媒によるPAO(100℃における動粘度17mm2/s,粘度指数155)
mPAO−2:メタロセン触媒によるPAO(100℃における動粘度27mm2/s,粘度指数168)
mPAO−3:メタロセン触媒によるPAO(100℃における動粘度190mm2/s,粘度指数247)
mPAO−4:メタロセン触媒によるPAO(100℃における動粘度3.5mm2/s,粘度指数127)
鉱油:Group III鉱油(100℃における動粘度4.4mm2/s,粘度指数127)
PAO−1:従来のPAO(100℃における動粘度4mm2/s,粘度指数125)
PAO−2:従来のPAO(100℃における動粘度10mm2/s,粘度指数139)
PAO−3:従来のPAO(100℃における動粘度40mm2/s,粘度指数149)
PAO−4:従来のPAO(100℃における動粘度100mm2/s,粘度指数176)
エステル:日本油脂社製、ユニスターH334R
VII−1:粘度指数向上剤〔ポリメタクリレート(Mw:45000)〕
VII−2:粘度指数向上剤〔エチレン−プロピレン共重合体(Mw:5000)〕
添加剤:日本ルーブリゾール社製、ANGRAMOL9001N
mPAOを用いる実施例1〜5においては、優れた低温特性を有するとともに、せん断安定度試験および疲労寿命試験においても優れた結果が得られている。これらの優れた特性は他の特性を犠牲にしたものではなく、引火点の大幅な低下や蒸発性の悪化は見られていない。
一方、mPAOを使用しない比較例1〜6においては、評価項目によっては、mPAOを用いた潤滑油組成物と同等の性能を有するものもあるが、その他の特性との両立が達成できていない。
具体的には、比較例1は粘度指数向上剤への依存度が高いためせん断安定度試験および疲労寿命試験において性能が大きく劣る。比較例2においてはオレフィンコポリマー系の粘度指数向上剤を使用することで比較例1の欠点は解消されているものの、低温特性が劣っている。比較例3〜6においては、粘度指数向上剤を使用しない潤滑油組成物であり、各種性能のバランスは向上しているが、全体的に実施例の潤滑油組成物に比べて劣っている。
本発明によれば、従来のPAOを使用する潤滑油に比べて、疲労防止性に優れた潤滑油が得られる。さらに、粘度指数が高くなることから、低温粘度特性が向上するとともに、粘度指数向上剤への依存度が下がりせん断による粘度低下が抑制される。このような特性を有する本発明の潤滑油組成物は省燃費性が求められる用途において好ましく利用される。

Claims (6)

  1. メタロセン触媒を用いて製造された100℃における動粘度が15〜300mm2/sのポリ−α−オレフィン、及び脂肪酸エステルを含有し、100℃における動粘度が10〜20mm2/sの駆動系潤滑油組成物。
  2. 鉱油および/またはポリ−α−オレフィンをさらに含有し、当該鉱油、ポリ−α−オレフィンの100℃における動粘度が6mm2/s以下である請求項1に記載の駆動系潤滑油組成物。
  3. 変速機用である請求項1または2に記載の駆動系潤滑油組成物。
  4. 粘度指数が164〜179であり、下記条件で行ったころがり4球試験におけるピッチング発生時間(疲労寿命)が111〜115minである請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動系潤滑油組成物。
    試験片:SUJ−2製3/4インチボール
    荷重 :6.9GPa
    回転数:2200rpm
    油温 :90℃
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動系潤滑油組成物の製造方法であって、
    メタロセン触媒を用いて製造された100℃における動粘度が15〜300mm2/sのポリ−α−オレフィンを含有する基油を調製する工程と、
    前記基油に脂肪酸エステルを配合する工程と、
    さらに、極圧剤、油性剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤及び消泡剤から選ばれる1種以上を添加する工程と、を有する駆動系潤滑油組成物の製造方法。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動系潤滑油組成物の変速機への使用方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6444219B2 (ja) * 2015-02-27 2018-12-26 Jxtgエネルギー株式会社 ギヤ油用潤滑油組成物
JP6810657B2 (ja) * 2017-05-30 2021-01-06 シェルルブリカンツジャパン株式会社 自動変速機用潤滑油組成物
CN115287113A (zh) * 2022-07-29 2022-11-04 山东联博新材料科技有限公司 一种高温粘附性优异的合成链条油组合物及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559119A (ja) * 1990-12-14 1993-03-09 Mitsui Petrochem Ind Ltd イミド基含有低分子量エチレン共重合体、その製造方法およびその利用
JP2005000446A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Taiyo Elec Co Ltd 遊技機
JP2005200454A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Mitsui Chemicals Inc α−オレフィン(共)重合体とその用途
JP2006176760A (ja) * 2004-11-26 2006-07-06 Mitsui Chemicals Inc 合成潤滑油および潤滑油組成物
JP2011121991A (ja) * 2008-11-17 2011-06-23 Idemitsu Kosan Co Ltd 潤滑油組成物
JP2012504679A (ja) * 2008-10-03 2012-02-23 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 改善されたhvi−paoバイモーダル潤滑剤組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2796376B2 (ja) * 1989-10-18 1998-09-10 出光興産株式会社 合成潤滑油の製造法
US6124513A (en) * 1997-06-20 2000-09-26 Pennzoil-Quaker State Company Ethylene-alpha-olefin polymers, processes and uses
DE19827323A1 (de) * 1998-06-19 1999-12-23 Basf Ag Verwendung von metallocenkatalysiert hergestellten Oligodecenen als Komponenten in Schmierstoffen
US6713582B2 (en) * 2001-12-14 2004-03-30 Uniroyal Chemical Company, Inc. Process for the oligomerization of α-olefins having low unsaturation, the resulting polymers, and lubricants containing same
JP2005200446A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Mitsui Chemicals Inc α−オレフィン(共)重合体とその用途
US8399390B2 (en) * 2005-06-29 2013-03-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. HVI-PAO in industrial lubricant and grease compositions
WO2007011832A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Lubricants from mixed alpha-olefin feeds

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559119A (ja) * 1990-12-14 1993-03-09 Mitsui Petrochem Ind Ltd イミド基含有低分子量エチレン共重合体、その製造方法およびその利用
JP2005000446A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Taiyo Elec Co Ltd 遊技機
JP2005200454A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Mitsui Chemicals Inc α−オレフィン(共)重合体とその用途
JP2006176760A (ja) * 2004-11-26 2006-07-06 Mitsui Chemicals Inc 合成潤滑油および潤滑油組成物
JP2012504679A (ja) * 2008-10-03 2012-02-23 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 改善されたhvi−paoバイモーダル潤滑剤組成物
JP2011121991A (ja) * 2008-11-17 2011-06-23 Idemitsu Kosan Co Ltd 潤滑油組成物

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