JP2015189773A - 駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】低粘度でありながら、粘度−温度特性及び低温流動性に優れ、且つ高い金属間摩擦特性を示す駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】下記一般式（１）で表されるジアルキルエーテルと、１００℃動粘度が１２０ｍｍ2／ｓ以上の炭化水素化合物とを含有し、引火点が１３０℃以上であり、かつ、流動点が−１５℃以下である駆動系用潤滑油基油、及びこれを用いた駆動形用潤滑油組成物。（式中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基であって、Ｒ3〜Ｒ8は、それぞれ独立に、水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基である。）【選択図】なし

Description

本発明は駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物に関する。

近年、地球環境保護の観点からＣＯ₂排出量削減の必要性が高まっており、潤滑油についても大幅な省燃費性向上が求められている。省燃費化のためには、粘性抵抗低減が有効な手段の一つであり、種々の低粘度潤滑油基油が開発されている。これまで低粘度潤滑油基油として、例えば、（１）エステル（２）ポリα―オレフィン（３）シリコーンオイルなどが知られているが、それぞれ以下のような問題がある。
すなわち、（１）エステルは極性が高く有機材への悪影響の問題があり、エンジンオイルに使用した場合、シール材などに使用されているゴムを膨潤する。（２）ポリα―オレフィンの場合、有機材への悪影響はないが、低粘度化に伴い、粘度指数と流動点（低温流動性）のバランスを図るのが困難である。（３）シリコーンオイルでは、低粘度で高粘度指数、かつ低温流動性に優れるものはあるが、潤滑性が悪い、既存の添加剤との相溶性が悪いなどの問題を有している。

このような問題点を解決するものとして、最近、エーテル結合を有する化合物を含有し、４０℃動粘度やアニリン点などを特定範囲に限定した潤滑油基油が開示されている（特許文献１・２参照）
エーテル結合を有する化合物を含有した潤滑油基油は、低粘度で高粘度指数、かつ低温流動性に優れ、有機材との適合性も良好であり、内燃機関用エンジン油を始めとする各種潤滑油として有効であるが、駆動系用潤滑油において、さらなる省燃費性のニーズに応えるためには、低粘度で、粘度−温度特性と低温流動性を高い次元で両立し、かつ高引火点で、高い金属間摩擦係数を示すことが要求される。

国際公開ＷＯ２００４／０５８９２８ 特開２００５−３４４０１７号

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、低粘度でありながら、粘度−温度特性及び低温流動性に優れ、且つ高い金属間摩擦特性を示す駆動系用潤滑油基油及び駆動系用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、分岐の位置を特定したジアルキルエーテルにより、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち本発明は、以下を提供するものである。
１．下記一般式（１）で表されるジアルキルエーテルと、１００℃動粘度が１２０ｍｍ²／ｓ以上の炭化水素化合物とを含有し、引火点が１３０℃以上であり、かつ、流動点が−１５℃以下である駆動系用潤滑油基油。

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立に、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基であって、Ｒ³〜Ｒ⁸は、それぞれ独立に、水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基である。）
２．前記一般式（１）におけるＲ¹及びＲ²が、それぞれ独立に、炭素数１〜３の直鎖状アルキル基である上記１に記載の駆動系用潤滑油基油。
３．前記一般式（１）におけるＲ¹及びＲ²が、メチル基である上記２に記載の駆動系用潤滑油基油。
４．前記ジアルキルエーテルの含有量が２０質量％以上である上記１〜３のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
５．前記ジアルキルエーテルの含有量が３０質量％以上である上記４に記載の駆動系用潤滑油基油。
６．前記炭化水素化合物の含有量が１０質量％以上である上記１〜５のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
７．前記炭化水素化合物の含有量が２０質量％以上である上記１〜６のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
８．１００℃動粘度が５．５ｍｍ²／ｓ以下であり、かつ、粘度指数が１８０以上である上記１〜７のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
９．流動点が−２５℃以下である上記１〜８のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
１０．前記炭化水素化合物がポリα―オレフィンである上記１〜９のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
１１．ベルトＣＶＴ用である上記１〜１０のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
１２．上記１〜１１のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油に添加剤を配合してなる駆動系用潤滑油組成物。

本発明によれば低粘度でありながら、粘度−温度特性及び低温流動性に優れ、且つ高い金属間摩擦特性を示す駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物を提供することができる。

＜駆動系用潤滑油基油＞
本発明に係る駆動系用潤滑油基油は、後述する一般式（１）で表されるジアルキルエーテルと、１００℃動粘度が１２０ｍｍ²／ｓ以上の炭化水素化合物とを含有し、引火点が１３０℃以上であり、かつ、流動点が−１５℃以下であることを特徴とする。

［ジアルキルエーテル］
前記ジアルキルエーテルは、下記一般式（１）で表される。

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立に、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基であって、Ｒ³〜Ｒ⁸は、それぞれ独立に、水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基である。）

上記一般式（１）において、Ｒ¹〜Ｒ⁸で表される直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、及びｎ−ブチル基が挙げられる。
また、Ｒ¹〜Ｒ⁸で表される分岐状アルキル基の具体例としては、イソプロピル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、及びｔ−ブチル基が挙げられる。
上記Ｒ¹〜Ｒ⁸としては、炭素数１〜３の直鎖状アルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。

上記ジアルキルエーテルの製造方法としては、原料アルキルアルコールを用いて、触媒量の濃硫酸でエーテル化し、反応液を洗浄後、蒸留精製する方法が挙げられる。

上記原料アルキルアルコールとしては、例えば、５−メチルヘキサノール、５，５−ジメチルヘキサノール、３，５−ジメチルヘキサノール、３，５，５−トリメチルヘキサノール、５−メチル−３−（２−メチルプロピル）ヘキサノール、５−メチルへプタノール、５−エチルへプタノール、５，６−ジメチルヘプタノール、３，５，５−トリメチルへプタノール、５−プロピルオクタノール、５−メチルオクタノール、５−エチルオクタノール、３，５−ジメチルオクタノール、３，７−ジメチルオクタノール、７−メチルオクタノール、５−メチルノナノール、５−イソプロピルノナノール、５−ブチルノナノールなどが挙げられる。

上記反応の反応条件としては、好ましくは、上記原料に濃硫酸を加えて、強撹拌下、温度１３０〜１５０℃で３〜１０時間反応させる。
この際、上記反応液を水洗後、油水分離後し、油層を中性になるまで、水あるいは飽和食塩水などで繰り返し洗浄する後処理を行うことが好ましい。
蒸留方法の具体例としては、反応混合物を入れたクライゼンフラスコに、温度計、キャピラリー、冷却管、受器、ドライアイス−トラップ、真空ポンプ、マノメータなどを取り付け、加熱減圧下、窒素などの不活性ガスをバブリングさせながら、混合物から目的物を留出させる。この時、留出温度が目的物の沸点に達したと判断したところで受器を取り換え、目的物を集める方法が挙げられる。

本発明の駆動系用潤滑油基油全量における上記ジアルキルエーテルの含有量は、２０質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることがより好ましい。

［炭化水素化合物］
上記炭化水素化合物としては、ポリα−オレフィン、エチレン−プロピレン共重合体、エステル（モノエステル、ジエステル、ポリエステル等）、ポリエーテル（ポリアルキレングリコール等）、アルキルベンゼン等が挙げられる。
炭化水素化合物は、１００℃動粘度が１２０ｍｍ²／ｓ以上であり、１３０ｍｍ²／ｓ以上であることが好ましく、１４０ｍｍ²／ｓ以上であることがさらに好ましい。

本発明の駆動系用潤滑油基油全量における上記炭化水素化合物の含有量は、１０質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましい。

本発明の駆動系用潤滑油基油は、１００℃における動粘度が５．５ｍｍ²／ｓ以下であることが好ましく、５．１ｍｍ²／ｓ以下であることがより好ましく、４．５ｍｍ²／ｓ以下であることがさらに好ましい。
また、本発明の駆動系用潤滑油基油は、粘度指数が１８０以上であることが好ましく、２００以上であることがより好ましく、２２０以上であることがさらに好ましい。
１００℃における動粘度や粘度指数が上記範囲内であると、低粘度、低蒸発性、かつ省エネルギー・省燃費性を実現することができる。
さらに、本発明の駆動系用潤滑油基油は、引火点が１３０℃以上であり、１４０℃以上であることがより好ましい。本発明の駆動系用潤滑油基油の引火点を１３０℃以上とする具体的な方法としては、上記炭化水素化合物として引火点が１３０℃以上のものを選択し、かつ、上記ジアルキルエーテル及び炭化水素化合物以外に引火点が１３０℃未満のものを配合しないこと方法が挙げられる。

＜駆動系用潤滑油組成物＞
本発明はまた、上記駆動系用潤滑油基油に、添加剤を配合してなる駆動系用潤滑油組成物をも提供するものである。
上記添加剤の具体例としては、清浄分散剤、酸化防止剤、防錆剤、耐摩耗剤、摩擦調整剤、摩擦緩和剤、流動点降下剤、消泡剤、極圧剤、粘度指数向上剤、増粘剤等が挙げられる。

本発明の駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物の用途としては、例えば、自動変速機油、無段変速機、手動変速機油、歯車油などが挙げられ、特に無段変速機用として好適である。

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。

合成例１［ビス(３,５,５−トリメチルヘキシル)エーテルの合成］

２リットルガラス製フラスコに、３，５，５−トリメチル−１−ヘキサノール５７５ｇ、濃硫酸４０ｇを入れ、１４０℃で６時間撹拌し、反応させた。
反応終了後、反応混合物を分液ロートに移し、酢酸エチルと水を加えて水洗後、油水分離し、有機層を炭酸水素ナトリウム水溶液にて中和した。その後、有機層を水で２回洗浄することにより、ビス（３，５，５−トリメチルヘキシル）エーテル（ジアルキルエーテルＡ）を含む粗生成物を得た。
更にビグリューカラムを備えたガラス製蒸留装置へ、この粗生成物を入れ、蒸留装置のボトムの温度を１２５〜１５０℃、装置内圧力０．３〜０．８Ｔｏｒｒに調整することにより、ビス（３，５，５−トリメチルヘキシル）エーテル（ジアルキルエーテルＡ）を４１０ｇ得た。

実施例１〜３及び比較例１〜４
合成例１で得られたビス(３,５,５−トリメチルヘキシル)エーテルや、それ以外のアルキルエーテルに対し、第１表に示す割合で炭化水素化合物を配合し、得られた混合物の動粘度、粘度指数、密度、流動点、引火点及び摩擦特性を以下のようにして測定した。その測定結果を第１表に示す。

（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ２２８３に記載の方法に準拠して測定した。
（２）粘度指数
ＪＩＳ Ｋ２２８３に記載の方法に準拠して測定した。
（３）流動点
ＪＩＳ Ｋ２２６９に記載の方法に準拠して測定した。
（４）密度
ＪＩＳ Ｋ２２４９に準拠して測定した。
（５）引火点
ＪＩＳ Ｋ２２６５に記載の方法に準拠して測定した。
（６）摩擦特性
ボール・オン・ディスク型の往復動摩擦試験機（バウデン・レーベン式）使い、荷重２０Ｎ、温度１００℃、すべり速度３０ｍｍ²／ｓ、ストローク１５ｍｍで摩擦係数及び摩耗幅を測定した。ボールは、材質ＳＵＪ２，直径１０ｍｍであり、ディスクは材質ＳＵＪ２である。摩擦係数が大きいほどベルトＣＶＴやチェーンＣＶＴなど金属間で高い摩擦係数が要求される駆動系用途において有用である。

・ジアルキルエーテルＡ：ビス（３，５，５−トリメチルヘキシル）エーテル
・ジアルキルエーテルＢ：デシルエーテル
・ジアルキルエーテルＣ：オクチルエーテル
・ジアルキルエーテルＤ：ビス（２−エチルヘキシル）エーテル
・ポリ−α−オレフィン：（１００℃動粘度：１５０ｍｍ²／ｓ）

第１表に示す実施例１〜３と比較例１〜４との対比より明らかなように、本発明の潤滑油基油は、低粘度でありながら、粘度−温度特性及び低温流動性に優れ、且つ摩擦係数が高く、駆動系用潤滑油基油として優れた性状を有する。

本発明の駆動系用潤滑油基油及び駆動系用潤滑油組成物は、低粘度でありながら、粘度−温度特性及び低温流動性に優れ、且つ高い摩擦特性を示すため駆動系用途において有用である。

Claims (12)

1. 下記一般式（１）で表されるジアルキルエーテルと、１００℃動粘度が１２０ｍｍ²／ｓ以上の炭化水素化合物とを含有し、引火点が１３０℃以上であり、かつ、流動点が−１５℃以下である駆動系用潤滑油基油。
   

   

   
   （式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立に、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基であって、Ｒ³〜Ｒ⁸は、それぞれ独立に、水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状アルキル基である。）
2. 前記一般式（１）におけるＲ¹及びＲ²が、それぞれ独立に、炭素数１〜３の直鎖状アルキル基である請求項１に記載の駆動系用潤滑油基油。
3. 前記一般式（１）におけるＲ¹及びＲ²が、メチル基である請求項２に記載の駆動系用潤滑油基油。
4. 前記ジアルキルエーテルの含有量が２０質量％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
5. 前記ジアルキルエーテルの含有量が３０質量％以上である請求項４に記載の駆動系用潤滑油基油。
6. 前記炭化水素化合物の含有量が１０質量％以上である請求項１〜５のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
7. 前記炭化水素化合物の含有量が２０質量％以上である請求項１〜６のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
8. １００℃動粘度が５．５ｍｍ²／ｓ以下であり、かつ、粘度指数が１８０以上である請求項１〜７のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
9. 流動点が−２５℃以下である請求項１〜８のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
10. 前記炭化水素化合物がポリα―オレフィンである請求項１〜９のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
11. ベルトＣＶＴ用である請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の駆動系用潤滑油基油に添加剤を配合してなる駆動系用潤滑油組成物。