JP2015196695A - ガスエンジン用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期間にわたって塩基価を一定以上に維持できるガスエンジン用潤滑油組成物を提供する。【解決手段】本発明のガスエンジン用潤滑油組成物は、(A)基油と、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートと、(C1)アミン系酸化防止剤と、(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有し、前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で4質量%以上である。【選択図】なし
Description
本発明は、ガスエンジン用潤滑油組成物に関し、特に、ガスヒートポンプで使用されるエンジン油に関する。
家屋及び建造物の空調用として、ガスエンジンヒートポンプシステムやコージェネレーションシステムが実用化されている。このシステムにおいては、一般に天然ガスや液化石油ガス(LPG)などを燃料とするガスエンジンが使用される。これらシステムは、保守点検作業が負担となることから、点検の簡素化や保守作業間隔の延長化など、メンテナンスの改善が重要な課題となっている。
従来、各種エンジン油は、主として金属清浄剤としてカルシウム系清浄剤やマグネシウム系清浄剤を採用し、また、酸化防止剤を最適化等して、初期塩基価を高めつつその塩基価を長時間にわたって維持できるようにして、長寿命化するのが一般的である。しかし、金属清浄剤は、硫酸灰分の制約などにより増量しにくく、また、酸化防止剤単独の作用では塩基価を高めたり、塩基価維持性を劇的に向上させたりすることが難しい。さらに、ガスエンジンは、燃焼温度が高く窒素酸化物が発生しやすいため、ガスエンジン油は、NOx劣化や高温酸化劣化を受けやすく、塩基価が低下しやすい傾向にある。そのため、エンジン油に適用される一般的な手法により、ガスエンジン油の長寿命化を図っても、オイル交換を長期間にわたって不要とすることは難しい。
また、金属清浄剤としては、カルシウム系清浄剤やマグネシウム系清浄剤以外にもナトリウムスルホネートも知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
また、金属清浄剤としては、カルシウム系清浄剤やマグネシウム系清浄剤以外にもナトリウムスルホネートも知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
しかしながら、ナトリウムスルホネートは、耐水性が低いことから自動車用エンジン油での使用が敬遠されており、ガスエンジン油でも使用されていないのが実情である。
また、従来、ガスエンジン油の交換周期は4,000時間〜10,000時間であったが、近年では、その2倍以上の期間、オイル交換が不要となるロングドレイン性が望まれている。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、金属分を増量させなくても、初期塩基価を高くするとともに、NOxによる劣化を抑えて、NOx接触下でも長期間にわたって塩基価を一定以上に維持し、ガスエンジン油を長寿命化することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ガスエンジン用潤滑油組成物に、金属清浄剤として過塩基性カルシウムサリチレートに加え過塩基性ナトリウムスルホネートを配合するとともに、フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤の両方をこれらの合計量が多くなるように配合することにより、その課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(8)を提供するものである。
(1)(A)基油と、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートと、(C1)アミン系酸化防止剤と、(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有し、前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物。
(2)さらに、以下の一般式(I)で示される化合物、及び以下の一般式(II)で示される化合物から選択される(D)複素環化合物を含有する上記(1)に記載されるガスエンジン用潤滑油組成物。
[上記式において、R1は、直鎖状又は枝分かれした7〜17個の炭素原子からなるアルキル基を表し、nは6〜18を表す。]
(3)(C3)モリブデン系酸化防止剤をさらに含有する上記(1)又は(2)に記載されるガスエンジン用潤滑油組成物。
(4)前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で5質量%以上である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(5)さらに(B3)塩基性カルシウムスルホネートを含有する上記(1)〜(4)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(6)さらに(E)粘度指数向上剤として(E1)ポリメタクリレートを含有する上記(1)〜(5)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(7)組成物全量基準でカルシウム量が0.05〜0.4質量%であり、ナトリウム量が0.005〜0.1質量%である上記(1)〜(6)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(8)ガスヒートポンプに使用される上記(1)〜(7)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(9)(A)基油に、(B1)過塩基性カルシウムサリチレート、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート、(C1)アミン系酸化防止剤、及び(C2)フェノール系酸化防止剤を配合して、ガスエンジン用潤滑油組成物を製造し、
前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の配合量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物の製造方法。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(8)を提供するものである。
(1)(A)基油と、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートと、(C1)アミン系酸化防止剤と、(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有し、前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物。
(2)さらに、以下の一般式(I)で示される化合物、及び以下の一般式(II)で示される化合物から選択される(D)複素環化合物を含有する上記(1)に記載されるガスエンジン用潤滑油組成物。
(3)(C3)モリブデン系酸化防止剤をさらに含有する上記(1)又は(2)に記載されるガスエンジン用潤滑油組成物。
(4)前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で5質量%以上である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(5)さらに(B3)塩基性カルシウムスルホネートを含有する上記(1)〜(4)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(6)さらに(E)粘度指数向上剤として(E1)ポリメタクリレートを含有する上記(1)〜(5)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(7)組成物全量基準でカルシウム量が0.05〜0.4質量%であり、ナトリウム量が0.005〜0.1質量%である上記(1)〜(6)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(8)ガスヒートポンプに使用される上記(1)〜(7)のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
(9)(A)基油に、(B1)過塩基性カルシウムサリチレート、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート、(C1)アミン系酸化防止剤、及び(C2)フェノール系酸化防止剤を配合して、ガスエンジン用潤滑油組成物を製造し、
前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の配合量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物の製造方法。
本発明では、金属分を増量させなくても、初期の塩基価を高くするとともに、NOxによる劣化を抑えて、NOx接触下でも長期間にわたって塩基価を一定以上に維持することができるガスエンジン油用潤滑組成物を提供する。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明のガスエンジン用潤滑油組成物(以下、単に「潤滑油組成物」と称することもある)は、(A)基油、(B)金属清浄剤としての(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート、及び(C)酸化防止剤としての(C1)フェノール系酸化防止剤と、(C2)アミン系酸化防止剤を含有するものである。
本発明のガスエンジン用潤滑油組成物(以下、単に「潤滑油組成物」と称することもある)は、(A)基油、(B)金属清浄剤としての(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート、及び(C)酸化防止剤としての(C1)フェノール系酸化防止剤と、(C2)アミン系酸化防止剤を含有するものである。
[(A)基油]
本発明において用いる(A)基油としては、特に制限はなく、従来、潤滑油の基油として使用されている鉱油及び合成油の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
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、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した鉱油、ワックスを異性化することによって製造される鉱油等が挙げられるが、これらのうち水素化精製により処理した鉱油が好ましい。水素化精製により処理した鉱油は、後述する%CP、硫黄含有量、及び粘度指数を良好にしやすくなる。
本発明において用いる(A)基油としては、特に制限はなく、従来、潤滑油の基油として使用されている鉱油及び合成油の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
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、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した鉱油、ワックスを異性化することによって製造される鉱油等が挙げられるが、これらのうち水素化精製により処理した鉱油が好ましい。水素化精製により処理した鉱油は、後述する%CP、硫黄含有量、及び粘度指数を良好にしやすくなる。
合成油としては、例えば、ポリブテン、α−オレフィン単独重合体や共重合体(例えばエチレン−α−オレフィン共重合体)などのポリオレフィン、例えば、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなどの各種のエステル、例えば、ポリフェニルエーテルなどの各種のエーテル、ポリグリコール、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、GTL WAXを異性化することによって製造される基油などが挙げられる。これらの合成油のうち、特にポリオレフィン、ポリオールエステルが好ましい。
本発明においては、基油として、鉱油を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、合成油を一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。更には、鉱油一種以上と合成油一種以上とを組み合わせて用いてもよい。
また、潤滑油基油は、潤滑油組成物において主成分となるものであり、潤滑油組成物全量に対して、通常、50質量%以上、好ましくは60〜97質量%、より好ましくは65〜95質量%含有される。
また、潤滑油基油は、潤滑油組成物において主成分となるものであり、潤滑油組成物全量に対して、通常、50質量%以上、好ましくは60〜97質量%、より好ましくは65〜95質量%含有される。
(A)基油の粘度については特に制限はないが、100℃における動粘度が、2〜15mm2/sの範囲であることが好ましく、2.5〜12mm2/sの範囲であることがより好ましく、3〜6mm2/sの範囲であることがさらに好ましい。本発明では、以上のように、(A)基油の動粘度を比較的低粘度とすることで、潤滑油組成物の粘度も低粘度にでき、省燃費性能を実現しやすくなる。なお、本明細書において、動粘度は、後述する実施例に記載された方法により測定されるものである。
(A)基油は、環分析による%CPが70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。基油中の硫黄分の含有量は300質量ppm以下であることが好ましく、100質量ppm以下であることがより好ましく、20質量ppm以下であることが特に好ましい。なお、環分析による%Cpとは、環分析n−d−M法にて算出したパラフィン分の割合(百分率)を示し、ASTM D−3238に従って測定されたものである。また、硫黄分はJIS K 2541に準拠して測定した値である。
本発明では、上記のようにパラフィン分の割合が高く、かつ硫黄含有量を少なくすることで、潤滑油組成物の高温酸化安定性を高め、NOx接触下における酸化劣化を防ぎやすくなる。
また、基油の粘度指数は、100以上が好ましく、より好ましくは120以上であり、特に好ましくは125以上である。粘度指数を100以上と高くすることで、潤滑油基油の温度変化に伴って起こる粘度変化が小さくなる。なお、本明細書において、粘度指数は、後述する実施例に記載された方法により測定されるものである。
本発明では、上記のようにパラフィン分の割合が高く、かつ硫黄含有量を少なくすることで、潤滑油組成物の高温酸化安定性を高め、NOx接触下における酸化劣化を防ぎやすくなる。
また、基油の粘度指数は、100以上が好ましく、より好ましくは120以上であり、特に好ましくは125以上である。粘度指数を100以上と高くすることで、潤滑油基油の温度変化に伴って起こる粘度変化が小さくなる。なお、本明細書において、粘度指数は、後述する実施例に記載された方法により測定されるものである。
[(B)金属清浄剤]
本発明の潤滑油組成物は、(B)金属清浄剤として、少なくとも(B1)過塩基性カルシウムサリチレート、及び(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートを含有するものである。
(B1)過塩基性カルシウムサリチレートは、清浄性を比較的良好にできるが、単独では、金属量を増加させることなく新油の塩基価を十分に高めることができず、さらに、組成物が例えば高温環境下でNOxに接触して使用される場合に、塩基価の低下を十分に抑えることができない。また、単独ではNOx劣化により粘度増加が生じやすく、求められる省燃費性を実現することが難しい。
一方、本発明では、(B1)成分に加えて(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートを組み合わせて使用することで、潤滑油組成物中の金属量を増量することなく、新油の塩基価を高め、また、高温環境下でNOxに接触する状態で使用しても塩基価の低下を抑えることができる。また、NOx劣化による粘度増加を抑え、省燃費性能を実現しやすくなる。
本発明の潤滑油組成物は、(B)金属清浄剤として、少なくとも(B1)過塩基性カルシウムサリチレート、及び(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートを含有するものである。
(B1)過塩基性カルシウムサリチレートは、清浄性を比較的良好にできるが、単独では、金属量を増加させることなく新油の塩基価を十分に高めることができず、さらに、組成物が例えば高温環境下でNOxに接触して使用される場合に、塩基価の低下を十分に抑えることができない。また、単独ではNOx劣化により粘度増加が生じやすく、求められる省燃費性を実現することが難しい。
一方、本発明では、(B1)成分に加えて(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートを組み合わせて使用することで、潤滑油組成物中の金属量を増量することなく、新油の塩基価を高め、また、高温環境下でNOxに接触する状態で使用しても塩基価の低下を抑えることができる。また、NOx劣化による粘度増加を抑え、省燃費性能を実現しやすくなる。
(B1)過塩基性カルシウムサリチレートの全塩基価(TBN)は、100〜400mgKOH/gであることが好ましい。TBNをこのような範囲とすることで、清浄性を良好にしつつ沈殿物の発生を抑え、さらには、初期の塩基価を比較的高めやすく、NOx劣化等により塩基価が低くなるのを適切に抑制することができる。これら観点から、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートのTBNは、150〜300mgKOH/gであることがより好ましい。なお、TBNとは、JIS K−2501:過塩素酸法で測定された全塩基価である。
(B1)成分である過塩基性カルシウムサリチレートの具体例としては、モノアルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸等のアルキルサリチル酸のカルシウム塩を過塩基化したものが挙げられる。アルキルサリチル酸を構成するアルキル基は、通常炭素数1〜100、好ましくは炭素数4〜30、より好ましくは炭素数6〜20程度の直鎖又は分枝アルキル基である。
(B1)成分である過塩基性カルシウムサリチレートの具体例としては、モノアルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸等のアルキルサリチル酸のカルシウム塩を過塩基化したものが挙げられる。アルキルサリチル酸を構成するアルキル基は、通常炭素数1〜100、好ましくは炭素数4〜30、より好ましくは炭素数6〜20程度の直鎖又は分枝アルキル基である。
(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートのTBNは、通常、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートのTBNより高いものであり、300〜600mgKOH/gであることが好ましい。TBNをこのような範囲とすることで、比較的少量の(B2)成分で、沈殿物等を生じさせることなく、新油の塩基価を高めることができる。また、NOx劣化や高温酸化劣化による塩基価の低下や増粘も抑制しやすくなる。これらの観点から(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートのTBNは、350〜550mgKOH/gであることがより好ましい。
潤滑油組成物は、(B)金属清浄剤として、さらに(B3)塩基性カルシウムスルホネートを含有してもよい。(B3)成分として使用される塩基性カルシウムスルホネートのTBNは、100mgKOH/g以下であることが好ましく、5〜80mgKOH/gがより好ましく、10〜70mgKOH/gであることがさらに好ましい。(B3)塩基性カルシウムスルホネートを含有させることで、潤滑油組成物の清浄性を良好にできる。
(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートとしては、各種スルホン酸のナトリウム塩で過塩基化したものを使用できる。(B3)塩基性カルシウムスルホネートとしては、各種スルホン酸のカルシウム塩で塩基化したものを使用できる。(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート及び(B3)塩基性カルシウムスルホネートにおいて使用されるスルホン酸としては、芳香族石油スルホン酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、アルキルアリールスルホン酸等があり、具体的には、例えばドデシルベンゼンスルホン酸、ジラウリルセチルベンゼンスルホン酸、パラフィンワックス置換ベンゼンスルホン酸、ポリオレフィン置換ベンゼンスルホン酸、ポリイソブチレン置換ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などを挙げることができる。
(B1)過塩基性カルシウムサリチレートは、組成物全量基準で、好ましくは0.5〜8.0質量%、より好ましくは1.0〜6.0質量%含有される。0.5質量%以上含有されることで、清浄剤としての機能を発揮し、さらには、(B2)成分と併用することで、初期の塩基価を高くしつつ、使用による塩基価の低下や増粘を抑えやすくなる。また、8.0質量%以下とすることでその添加量に見合った機能を発揮する。
(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートの含有量は、上記(B1)成分の含有量より少ない量でよく、組成物全量基準で、好ましくは0.05〜2.0質量%、より好ましくは0.10〜0.80質量%である。0.05質量%以上含有し、(B1)成分と併用することで、初期の塩基価を高くし、塩基価の低下や増粘を抑制しやすくなる。また、2.0質量%以下とすることでその添加量に見合った機能を発揮することができる。
また、(B3)塩基性カルシウムスルホネートが潤滑油組成物に含有される場合、その含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.5〜5.0質量%、より好ましくは0.7〜2.5質量%である。0.5質量%以上含有されることで、金属清浄剤としての機能を発揮することができ、潤滑油組成物の清浄性を良好にできる。また、5.0質量%以下とすることでその添加量に見合った機能を発揮する。
(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートの含有量は、上記(B1)成分の含有量より少ない量でよく、組成物全量基準で、好ましくは0.05〜2.0質量%、より好ましくは0.10〜0.80質量%である。0.05質量%以上含有し、(B1)成分と併用することで、初期の塩基価を高くし、塩基価の低下や増粘を抑制しやすくなる。また、2.0質量%以下とすることでその添加量に見合った機能を発揮することができる。
また、(B3)塩基性カルシウムスルホネートが潤滑油組成物に含有される場合、その含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.5〜5.0質量%、より好ましくは0.7〜2.5質量%である。0.5質量%以上含有されることで、金属清浄剤としての機能を発揮することができ、潤滑油組成物の清浄性を良好にできる。また、5.0質量%以下とすることでその添加量に見合った機能を発揮する。
上記のように、(B1)成分又は(B1)及び(B3)成分を含有することで、潤滑油組成物は、そのカルシウム含有量が組成物全量基準で0.05〜0.4質量%となることが好ましく、0.08〜0.38質量%となることがより好ましく、0.25〜0.35質量%となることがさらに好ましい。
また、(B2)成分として過塩基性ナトリウムスルホネートを含有することで、潤滑油組成物は、そのナトリウム含有量が組成物全量基準で0.005〜0.1質量%となることが好ましく、0.015〜0.1質量%となることがより好ましく、0.02〜0.09質量%となることがさらに好ましい。本発明では、以上のようにカルシウム及びナトリウム含有量を比較的低い値に抑えつつ、NOx劣化や高温酸化劣化を抑制することができる。
また、上記ナトリウム含有量に対するカルシウム含有量の比(Ca/Na比)は、2〜20が好ましく、3〜15がより好ましく、5〜10がさらに好ましい。Ca/Na比をこのような範囲内とすることで、適切な量の(B1)及び(B2)成分により、初期の塩基価を良好にしつつ、使用による塩基価の低下及び増粘を抑えやすくなる。
また、(B2)成分として過塩基性ナトリウムスルホネートを含有することで、潤滑油組成物は、そのナトリウム含有量が組成物全量基準で0.005〜0.1質量%となることが好ましく、0.015〜0.1質量%となることがより好ましく、0.02〜0.09質量%となることがさらに好ましい。本発明では、以上のようにカルシウム及びナトリウム含有量を比較的低い値に抑えつつ、NOx劣化や高温酸化劣化を抑制することができる。
また、上記ナトリウム含有量に対するカルシウム含有量の比(Ca/Na比)は、2〜20が好ましく、3〜15がより好ましく、5〜10がさらに好ましい。Ca/Na比をこのような範囲内とすることで、適切な量の(B1)及び(B2)成分により、初期の塩基価を良好にしつつ、使用による塩基価の低下及び増粘を抑えやすくなる。
[(C)酸化防止剤]
本発明の潤滑油組成物は、(C)酸化防止剤として、(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有する。本発明の潤滑油組成物は、上記(B)成分に加えて、酸化防止剤としてこれら2成分を含有することで、酸化安定性を高め、高温環境下でNOxに接触して使用される場合でも、塩基価の低下や粘度上昇も抑え、長寿命化、省燃費化を実現することができる。
本発明では、これら(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量の合計が、潤滑油組成物全量に対して、4質量%以上となるものである。潤滑油組成物は、上記含有量合計が4質量%未満であると、高温でNOx接触下使用される場合に酸化劣化しやすくなり、それにより、高い塩基価を維持しにくくなったり、増粘したりして、省燃費性能や長寿命化を実現しにくくなる。高い塩基価をさらに長期間維持し、更なる省燃費性、長寿命化を実現するには、(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量の合計は、5質量%以上であることが好ましい。
また、(C1)及び(C2)成分の含有量合計は、特に限定されないが、配合量に見合った性能を発揮するために、潤滑油組成物全量に対して、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。
また、(C1)アミン系酸化防止剤に対する(C2)フェノール系酸化防止剤の質量比(C2/C1)は、特に限定されないが、1/3〜3/1程度であることが好ましく、1/2〜2/1程度であることがより好ましい。潤滑油組成物は、このように、両成分をある程度の量含有することで、上記性能を発揮しやすくなる。
本発明の潤滑油組成物は、(C)酸化防止剤として、(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有する。本発明の潤滑油組成物は、上記(B)成分に加えて、酸化防止剤としてこれら2成分を含有することで、酸化安定性を高め、高温環境下でNOxに接触して使用される場合でも、塩基価の低下や粘度上昇も抑え、長寿命化、省燃費化を実現することができる。
本発明では、これら(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量の合計が、潤滑油組成物全量に対して、4質量%以上となるものである。潤滑油組成物は、上記含有量合計が4質量%未満であると、高温でNOx接触下使用される場合に酸化劣化しやすくなり、それにより、高い塩基価を維持しにくくなったり、増粘したりして、省燃費性能や長寿命化を実現しにくくなる。高い塩基価をさらに長期間維持し、更なる省燃費性、長寿命化を実現するには、(C1)アミン系酸化防止剤と(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量の合計は、5質量%以上であることが好ましい。
また、(C1)及び(C2)成分の含有量合計は、特に限定されないが、配合量に見合った性能を発揮するために、潤滑油組成物全量に対して、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。
また、(C1)アミン系酸化防止剤に対する(C2)フェノール系酸化防止剤の質量比(C2/C1)は、特に限定されないが、1/3〜3/1程度であることが好ましく、1/2〜2/1程度であることがより好ましい。潤滑油組成物は、このように、両成分をある程度の量含有することで、上記性能を発揮しやすくなる。
(C1)アミン系酸化防止剤としては、モノ−t−ブチルジフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン及びモノノニルジフェニルアミンなど、炭素数が3〜10程度のアルキル基を有するモノアルキルジフェニルアミン類;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、4−ブチル−4’−オクチルジフェニルアミンなど、各アルキル基の炭素数が3〜10程度のジアルキルジフェニルアミン類;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、ジ(2,4−ジエチルフェニル)アミン、ジ(2−エチル−4−ノニルフェニル)アミンなど、アルキル基を3つ以上有し、各アルキル基の炭素数が1〜10程度のポリアルキルジフェニルアミン類;メチルフェニル−α−ナフチルアミン、エチルフェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、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、t−ドデシルフェニル−α−ナフチルアミンなど、炭素数1〜12程度のアルキル基を少なくとも1つ有するアルキル置換フェニル−α−ナフチルアミン、またはフェニル−α−ナフチルアミン等で例示されるフェニル−α−ナフチルアミン類などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、これらのうち、フェニル−α−ナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミンの一種単独でまたは二種を組み合わせて使用するのが好ましく、フェニル−α−ナフチルアミン類(特に、フェニル−α−ナフチルアミン)とジアルキルジフェニルアミンの両方を組み合わせて使用することがより好ましい。このように両方を組み合わせて使用することで、潤滑油組成物の塩基価や粘度を長い期間にわたって良好に維持し、長寿命化しやすくなる。また、フェニル−α−ナフチルアミン類とジアルキルジフェニルアミンを併用する場合、質量基準でジアルキルジフェニルアミンの含有量を、フェニル−α−ナフチルアミン類の含有量より多くすることが好ましい。
(C2)フェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール)、2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルベンジル)スルフィド、ビス(3,5−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のビスフェノール系酸化防止剤;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−アミル−p−クレゾール、n−オクチル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、6−メチルヘプチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート、n−オクタデシル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネートなどのモノフェノール系酸化防止剤が挙げられ、これらの中では、エステル基含有フェノールを使用することが好ましい。
また、ビスフェノール系酸化防止剤とモノフェノール系酸化防止剤は、単独で使用してもよいし、これら両方を組み合わせて使用してもよいが、潤滑油組成物の塩基価や粘度を長い期間にわたって良好に維持してより長寿命化できる観点から、これら両方を組み合わせて使用することが好ましい。ビスフェノール系酸化防止剤とモノフェノール系酸化防止剤の両方を使用する場合、質量基準でモノフェノール系酸化防止剤の含有量をビスフェノール系酸化防止剤の含有量より多くしたほうがよい。
本発明の潤滑油組成物は、さらに(C)酸化防止剤として、(C3)モリブデン系酸化防止剤を含有することが好ましい。本発明では、(C)酸化防止剤として、上記(C1)及び(C2)成分に加えて、(C3)モリブデン系酸化防止剤を含有することで、NOxによる劣化や高温酸化劣化をさらに防いで、塩基価の低下や増粘をより抑制しやすくなる。
モリブデン系酸化防止剤としては、従来、酸化防止剤として公知のモリブデン化合物を使用でき、例えば、一核モリブデン化合物を使用できる。
より具体的には、モリブデン系酸化防止剤としては、モリブデン・アミン錯体が好ましいものとして挙げられ、このモリブデン・アミン錯体としては、6価のモリブデン化合物、例えば三酸化モリブデンおよび/またはモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるもの、例えば特開2003−252887号公報に記載の製造方法で得られる化合物を用いることもできる。6価のモリブデン化合物と反応させるアミン化合物としては特に制限されないが、具体的には、モノアミン、ジアミン、ポリアミンおよびアルカノールアミンが挙げられる。より具体的には、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン等の炭素数1〜30のアルキル基(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルキルアミン;エテニルアミン、プロペニルアミン、ブテニルアミン、オクテニルアミン、およびオレイルアミン等の炭素数2〜30のアルケニル基(これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルケニルアミン;メタノールアミン、エタノールアミン、メタノールエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン等の炭素数1〜30のアルカノール基(これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルカノールアミン;メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、およびブチレンジアミン等の炭素数1〜30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン;ウンデシルジエチルアミン、ウンデシルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、オレイルジエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン等の上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数8〜20のアルキル基またはアルケニル基を有する化合物やイミダゾリン等の複素環化合物;これらの化合物のアルキレンオキシド付加物;及びこれらの混合物等が例示できる。
モリブデン系酸化防止剤としては、従来、酸化防止剤として公知のモリブデン化合物を使用でき、例えば、一核モリブデン化合物を使用できる。
より具体的には、モリブデン系酸化防止剤としては、モリブデン・アミン錯体が好ましいものとして挙げられ、このモリブデン・アミン錯体としては、6価のモリブデン化合物、例えば三酸化モリブデンおよび/またはモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるもの、例えば特開2003−252887号公報に記載の製造方法で得られる化合物を用いることもできる。6価のモリブデン化合物と反応させるアミン化合物としては特に制限されないが、具体的には、モノアミン、ジアミン、ポリアミンおよびアルカノールアミンが挙げられる。より具体的には、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン等の炭素数1〜30のアルキル基(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルキルアミン;エテニルアミン、プロペニルアミン、ブテニルアミン、オクテニルアミン、およびオレイルアミン等の炭素数2〜30のアルケニル基(これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルケニルアミン;メタノールアミン、エタノールアミン、メタノールエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン等の炭素数1〜30のアルカノール基(これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルカノールアミン;メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、およびブチレンジアミン等の炭素数1〜30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン;ウンデシルジエチルアミン、ウンデシルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、オレイルジエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン等の上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数8〜20のアルキル基またはアルケニル基を有する化合物やイミダゾリン等の複素環化合物;これらの化合物のアルキレンオキシド付加物;及びこれらの混合物等が例示できる。
また、モリブデン系酸化防止剤として、下記一般式(III)の化合物及び/又は一般式(IV)の化合物を含む有機モリブデン化合物も例示できる。これら一般式(III)の化合物と一般式(IV)の化合物の混合物は、例えば特開昭62−108891号公報に記載された縮合方法により脂肪油、ジエタノールアミン及びモリブデン源を逐次反応させることにより得られるものである。
なお、式(III)(IV)において、Rは、脂肪油残基を表し、脂肪油は、少なくとも12個の炭素原子を含み、22個以上の炭素原子を含んでも良い、高級脂肪酸のグリセロールエステルである。そのようなエステルは一般に植物性及び動物性油として知られている。有用な植物性油脂の例は、ココナッツ、トウモロコシ、綿の実、アマニ油、落花生、大豆、及びひまわりの種から由来する。同様に、獣脂等の動物性油脂を使ってもよい。
モリブデン源は、脂肪油及びジエタノールアミンの中間反応生成物と反応しエステル型モリブデン錯体を形成できる酸素含有モリブデン化合物でよい。モリブデン源は、特にモリブデン酸アンモニウム、酸化モリブデン、及びそれらの混合物を含む。
モリブデン源は、脂肪油及びジエタノールアミンの中間反応生成物と反応しエステル型モリブデン錯体を形成できる酸素含有モリブデン化合物でよい。モリブデン源は、特にモリブデン酸アンモニウム、酸化モリブデン、及びそれらの混合物を含む。
さらに、モリブデン系酸化防止剤としては、特公平3−22438号公報および特開2004−2866公報に記載されているコハク酸イミドの硫黄含有モリブデン錯体等が例示できる。
本発明の潤滑油組成物は、(C3)モリブデン系酸化防止剤を、組成物全量に対して、0.01〜1質量%含有することが好ましく、0.04〜0.5質量%含有することがより好ましい。モリブデン系酸化防止剤は、0.01質量%以上含有されることで、潤滑油組成物の酸化劣化やNOx劣化を適切に防ぐことができる。また、1質量%以下含有することで、その添加量に見合った効果を発揮させることができる。
潤滑油組成物は、上記(C3)モリブデン系酸化防止剤を含有することで、組成物中のモリブデン含有量が質量基準で20〜800ppmであることが好ましく、40〜400ppmであることがより好ましく、50〜200ppmであることがさらに好ましい。
また、潤滑油組成物は、(C)酸化防止剤として、リン系酸化防止剤等の上記(C1)〜(C3)成分以外の酸化防止剤を含有してもよい。
潤滑油組成物は、上記(C3)モリブデン系酸化防止剤を含有することで、組成物中のモリブデン含有量が質量基準で20〜800ppmであることが好ましく、40〜400ppmであることがより好ましく、50〜200ppmであることがさらに好ましい。
また、潤滑油組成物は、(C)酸化防止剤として、リン系酸化防止剤等の上記(C1)〜(C3)成分以外の酸化防止剤を含有してもよい。
[(D)複素環化合物]
本発明の潤滑油組成物は、以下の一般式(I)で示される化合物、及び以下の一般式(II)で示される化合物から選択される(D)複素環化合物をさらに含有することが好ましい。本発明では、(D)複素環化合物を含有することで、組成物の金属分を増加させることなく、塩基価を高めやすくなる。また、潤滑油組成物が、高温でNOx接触下使用されても、高めた塩基価を維持しやすくなり、増粘も抑えやすくなる。
本発明の潤滑油組成物は、以下の一般式(I)で示される化合物、及び以下の一般式(II)で示される化合物から選択される(D)複素環化合物をさらに含有することが好ましい。本発明では、(D)複素環化合物を含有することで、組成物の金属分を増加させることなく、塩基価を高めやすくなる。また、潤滑油組成物が、高温でNOx接触下使用されても、高めた塩基価を維持しやすくなり、増粘も抑えやすくなる。
一般式(I)において、R1は、直鎖状又は枝分かれした7〜17個の炭素原子からなるアルキル基を表す。また、一般式(II)においてnは6〜18の整数を表す。前記アルキル基は、例えば、炭素数7,8,9,10,11,12,13,14,15,16又は17個の炭素原子からなるものである。nは、好ましくは、6,8,10,12,14,16又は18である。
(D)複素環化合物は、周知の方法により製造することができる。例えば、脂肪族カルボン酸の2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−オールエステル、ラウリン酸又はステアリン酸のエステルである。(D)複素環化合物としては、下記式で表されるヒンダードアミンが好ましい。
(D)複素環化合物は、周知の方法により製造することができる。例えば、脂肪族カルボン酸の2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−オールエステル、ラウリン酸又はステアリン酸のエステルである。(D)複素環化合物としては、下記式で表されるヒンダードアミンが好ましい。
本発明の潤滑油組成物において、(D)複素環化合物は、組成物全量基準で0.1〜8質量%含有されることが好ましい。0.1質量%以上とすることで、潤滑油組成物の塩基価を向上させやすく、その塩基価の低下や増粘を抑制しやすくなる。また、8質量%以下とすることで、含有量に見合った効果を発揮させることができる。(D)複素環化合物の含有量は、0.3〜5質量%であることがより好ましく、0.5〜3質量%であることがさらに好ましい。
[(E)粘度指数向上剤]
本発明の潤滑油組成物は、さらに、(E)粘度指数向上剤を含有することが好ましい。(E)粘度指数向上剤としては、(E1)ポリメタクリレートが例示される。
(E1)ポリメタクリレートは、従来粘度指数向上剤として知られているものを用いることができる。(E1)ポリメタクリレートとしては分散型、非分散型のどちらでもよい。
(E1)ポリメタクリレートの重量平均分子量は、通常1万〜100万、好ましくは3万〜80万、より好ましくは4万〜50万である。(E)粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを使用することで、粘度特性を向上させて潤滑油組成物の省燃費性を向上しやすくなる。また、本発明では、上記(B)及び(C)成分を適切に配合したことで、(E1)ポリメタクリレートによる清浄性低下の防止が可能になる。
なお、重量平均分子量は、GPCによって測定され、ポリスチレンを検量線として得られる値であり、詳細には例えば以下の条件で測定されるものである。
カラム : TSK gel GMH6 2本 測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.5質量%のTHF溶液 検出装置 : 屈折率検出器
標準 : ポリスチレン
潤滑油組成物における(E)粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量に対して、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.5〜8質量%、さらに好ましくは1.0〜5質量%である。
本発明の潤滑油組成物は、さらに、(E)粘度指数向上剤を含有することが好ましい。(E)粘度指数向上剤としては、(E1)ポリメタクリレートが例示される。
(E1)ポリメタクリレートは、従来粘度指数向上剤として知られているものを用いることができる。(E1)ポリメタクリレートとしては分散型、非分散型のどちらでもよい。
(E1)ポリメタクリレートの重量平均分子量は、通常1万〜100万、好ましくは3万〜80万、より好ましくは4万〜50万である。(E)粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを使用することで、粘度特性を向上させて潤滑油組成物の省燃費性を向上しやすくなる。また、本発明では、上記(B)及び(C)成分を適切に配合したことで、(E1)ポリメタクリレートによる清浄性低下の防止が可能になる。
なお、重量平均分子量は、GPCによって測定され、ポリスチレンを検量線として得られる値であり、詳細には例えば以下の条件で測定されるものである。
カラム : TSK gel GMH6 2本 測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.5質量%のTHF溶液 検出装置 : 屈折率検出器
標準 : ポリスチレン
潤滑油組成物における(E)粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量に対して、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.5〜8質量%、さらに好ましくは1.0〜5質量%である。
[無灰系分散剤]
潤滑油組成物は、さらに無灰系分散剤を含有していてもよい。無灰系分散剤としては、非ホウ素化イミド系分散剤、ホウ素化イミド系分散剤、又はこれらの混合物が挙げられる。非ホウ素化イミド系分散剤は、通常、イミド系分散剤といわれるものである。該イミド系分散剤としては、ポリブテニルコハク酸イミドを用いることが好適である。上記ポリブテニルコハク酸イミドとしては、以下の一般式(V)及び(VI)で表される化合物が挙げられる。
潤滑油組成物は、さらに無灰系分散剤を含有していてもよい。無灰系分散剤としては、非ホウ素化イミド系分散剤、ホウ素化イミド系分散剤、又はこれらの混合物が挙げられる。非ホウ素化イミド系分散剤は、通常、イミド系分散剤といわれるものである。該イミド系分散剤としては、ポリブテニルコハク酸イミドを用いることが好適である。上記ポリブテニルコハク酸イミドとしては、以下の一般式(V)及び(VI)で表される化合物が挙げられる。
これら一般式(V)及び(VI)におけるPIBは、ポリブテニル基を示し、その数平均分子量は、通常900以上3500以下であり、好ましくは1000以上2000以下である。上記平均分子量が900以上であれば、分散性が劣るおそれがなく、3500以下であれば、貯蔵安定性が劣るおそれもない。また、上記一般式(V)及び(VI)におけるnは、通常1〜5の整数であり、より好ましくは2〜4の整数である。
上記ポリブテニルコハク酸イミドの製造方法としては、特に限定はないが、公知の方法によって製造することができる。例えば、ポリブテンと無水マレイン酸とを100℃以上200℃以下で反応させて得られるポリブテニルコハク酸を、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及びペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンと反応させることにより得ることができる。
ホウ素化イミド系分散剤としては、上記一般式(V)及び(VI)で例示する非ホウ素化イミド系分散剤に、ホウ素化合物を作用させて得られるホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドを用いることが好ましい。
上記ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩及びホウ酸エステル等が挙げられる。上記ホウ酸としては、例えばオルトホウ酸、メタホウ酸及びパラホウ酸等が挙げられる。また、上記ホウ酸塩としては、アンモニウム塩等、例えばメタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム及び八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が好適例として挙げられる。また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸とアルキルアルコール(望ましくは炭素数1〜6)とのエステル、例えばホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル及びホウ酸トリブチル等が好適例として挙げられる。
なお、ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドにおけるホウ素含有量Bと窒素含有量Nとの質量比、B/Nは、通常0.05〜3が好ましく、0.2〜2であるものがより好ましい。
なお、ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドにおけるホウ素含有量Bと窒素含有量Nとの質量比、B/Nは、通常0.05〜3が好ましく、0.2〜2であるものがより好ましい。
上記ホウ素化コハク酸イミド系分散剤、及び非ホウ素化コハク酸イミド系分散剤(イミド系分散剤)の含有量は、特に制限されないが、潤滑油組成物全量に対して、それぞれ0.1〜15質量%であることが好ましく、0.5〜8質量%であることがより好ましい。0.1質量%以上であれば良好な清浄性、分散性が得られ、15質量%以下であれば、含有量に見合う清浄性、分散性の効果が得られる。
[耐摩耗剤]
潤滑油組成物は、さらに耐摩耗剤を含有していてもよい。耐摩耗剤としては、ジチオリン酸亜鉛、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン、ジスルフィド類、チオカーボネート類、チオカーバメート類類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有化合物などが挙げられる。これらの中では、ジチオリン酸亜鉛が好ましく、また、より好ましい具体例としてジアルキルジチオリン酸亜鉛が挙げられ、例えば、炭素数3〜22の第1級又は第2級のアルキル基、炭素数3〜18のアルキル基で置換されたアルキルアリール基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛を使用する。
耐摩耗剤は、通常、組成物全量基準において、通常0.1〜5質量%、好ましくは0.3〜3質量%程度含有される。
潤滑油組成物は、さらに耐摩耗剤を含有していてもよい。耐摩耗剤としては、ジチオリン酸亜鉛、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン、ジスルフィド類、チオカーボネート類、チオカーバメート類類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有化合物などが挙げられる。これらの中では、ジチオリン酸亜鉛が好ましく、また、より好ましい具体例としてジアルキルジチオリン酸亜鉛が挙げられ、例えば、炭素数3〜22の第1級又は第2級のアルキル基、炭素数3〜18のアルキル基で置換されたアルキルアリール基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛を使用する。
耐摩耗剤は、通常、組成物全量基準において、通常0.1〜5質量%、好ましくは0.3〜3質量%程度含有される。
[流動点降下剤]
潤滑油組成物は、流動点降下剤を含有してもよい。流動点降下剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
流動点降下剤は、通常、組成物全量基準において、通常0.05〜3質量%、好ましくは0.1〜1質量%程度含有される。
潤滑油組成物は、流動点降下剤を含有してもよい。流動点降下剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
流動点降下剤は、通常、組成物全量基準において、通常0.05〜3質量%、好ましくは0.1〜1質量%程度含有される。
[その他の添加剤]
潤滑油組成物は、さらに、金属不活性化剤、抗乳化剤、消泡剤等の上記各成分以外の1以上の添加剤をさらに含有していてもよい。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系およびピリミジン系化合物等が挙げられる。
また、抗乳化剤としては、界面活性剤が用いられ、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルおよびポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油およびフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
潤滑油組成物は、さらに、金属不活性化剤、抗乳化剤、消泡剤等の上記各成分以外の1以上の添加剤をさらに含有していてもよい。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系およびピリミジン系化合物等が挙げられる。
また、抗乳化剤としては、界面活性剤が用いられ、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルおよびポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油およびフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、省燃費性を確保するために、低粘度であることが好ましく、具体的には100℃動粘度が16.3mm2/s未満であることが好ましく、より好ましくは5.6mm2/s以上12.5mm2/s未満であり、さらに好ましくは6.1mm2/s以上9.3mm2/s未満である。また、潤滑油組成物の粘度指数は、130以上であることが好ましく、150以上であることがより好ましく、170〜250程度であることがさらに好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物は、高温下における潤滑性能を維持しつつ、低温下でも使用可能なマルチグレート油であることが好ましく、具体的には、−35℃におけるCCS粘度が6200mPa・s以下、100℃動粘度が6.1mm2/s以上9.3mm2/s未満、150℃における高温高せん断粘度(HTHS粘度)が2.6mPa・s以上であることが好ましい。このような潤滑油組成物としては、具体的には、The Society of Automotive Engineersの分類体系SAE(J300)における0W−20グレードものが挙げられる。
なお、CCS粘度とは、JIS K 2010−1993に準拠して測定された粘度を意味する。また、150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4683の方法により、TBS粘度計(Tapered Bearing Simulator Viscometer)を用い、せん断速度 106sec-1、回転数(モーター)3000rpm、ローター/ステーター間隔3μm、油温150℃の条件で測定したものである。
なお、CCS粘度とは、JIS K 2010−1993に準拠して測定された粘度を意味する。また、150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4683の方法により、TBS粘度計(Tapered Bearing Simulator Viscometer)を用い、せん断速度 106sec-1、回転数(モーター)3000rpm、ローター/ステーター間隔3μm、油温150℃の条件で測定したものである。
本発明のガスエンジン用潤滑油組成物は、ガスエンジンにおける各部品間を潤滑するエンジン油として使用されるものである。ガスエンジンは、ガスヒートポンプ、ガスエンジンコージェネレーションシステム等に使用されるものであるが、好ましくはガスヒートポンプに使用される。
[潤滑油組成物の製造方法]
本発明の潤滑油組成物の製造方法は、(A)基油に、少なくとも上記した(B1)及び(B2)成分、並びに(C1)及び(C2)成分を配合して潤滑油組成物を得るものである。この製造方法において、(A)基油には、(B1)及び(B2)成分以外の(B)成分、(C1)及び(C2)成分以外の(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びその他の成分から選択される1以上の成分がさらに配合されてもよい。これら各成分が配合される量(配合量)は、上記した各成分の含有量と同様であればよく、また潤滑油組成物の性状や各成分の詳細についても、上記したとおりであるのでその記載は省略する。本製造方法において、各成分は、いかなる方法で基油に配合されてもよく、その手法は限定されない。
なお、(B1)及び(B2)成分、並びに(C1)及び(C2)、さらには必要に応じて、(B1)及び(B2)成分以外の(B)成分、(C1)及び(C2)成分以外の(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びこれら以外の成分から選択される1以上の成分をさらに配合してなる潤滑油組成物は、通常、これら配合されたものを含有するものであるが、場合によっては、配合された添加剤の少なくとも一部は反応等して別の化合物となってもよい。
本発明の潤滑油組成物の製造方法は、(A)基油に、少なくとも上記した(B1)及び(B2)成分、並びに(C1)及び(C2)成分を配合して潤滑油組成物を得るものである。この製造方法において、(A)基油には、(B1)及び(B2)成分以外の(B)成分、(C1)及び(C2)成分以外の(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びその他の成分から選択される1以上の成分がさらに配合されてもよい。これら各成分が配合される量(配合量)は、上記した各成分の含有量と同様であればよく、また潤滑油組成物の性状や各成分の詳細についても、上記したとおりであるのでその記載は省略する。本製造方法において、各成分は、いかなる方法で基油に配合されてもよく、その手法は限定されない。
なお、(B1)及び(B2)成分、並びに(C1)及び(C2)、さらには必要に応じて、(B1)及び(B2)成分以外の(B)成分、(C1)及び(C2)成分以外の(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びこれら以外の成分から選択される1以上の成分をさらに配合してなる潤滑油組成物は、通常、これら配合されたものを含有するものであるが、場合によっては、配合された添加剤の少なくとも一部は反応等して別の化合物となってもよい。
次に、本発明を、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
各性状の測定方法は、以下に示す要領に従って求めたものである。
(1)動粘度
JIS K2283−2000に準じ、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した値である。
(2)粘度指数
JIS K 2283に準拠して測定した値である。
(3)CCS粘度、HTHS粘度
明細書中に記載の方法に従って測定した値である。
(4)塩基価
JIS K2501−2003に準拠して、潤滑油組成物の塩基価を塩酸法により測定した。
(5)カルシウム、モリブデン、ナトリウム含有量
JPI−5S−38−03に準拠して測定した。
(6)窒素含有量
JIS K 2609−1998に準拠して測定した。
(1)動粘度
JIS K2283−2000に準じ、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した値である。
(2)粘度指数
JIS K 2283に準拠して測定した値である。
(3)CCS粘度、HTHS粘度
明細書中に記載の方法に従って測定した値である。
(4)塩基価
JIS K2501−2003に準拠して、潤滑油組成物の塩基価を塩酸法により測定した。
(5)カルシウム、モリブデン、ナトリウム含有量
JPI−5S−38−03に準拠して測定した。
(6)窒素含有量
JIS K 2609−1998に準拠して測定した。
[評価方法]
各実施例、比較例の潤滑油組成物は、以下のNOx劣化試験で評価した。
JIS K 2514 内燃機関用潤滑油酸化安定度試験で用いるフラスコに試料油(潤滑油組成物)250mL、鉄、銅触媒(酸化試験JIS K−2514の試験片)の存在下で、濃度8000質量ppmの一酸化窒素(NO)を含む窒素ガスを6L/hrおよび空気を6L/hrの割合で吹き込んだ。試料油の温度を140℃に保持し、144時間、及び240時間強制劣化させた時の塩基価及び40℃動粘度を測定した。新油の塩基価に対する強制劣化後の塩基価の比を百分率で塩基価維持率(%)として算出した。また、新油の40℃動粘度に対する強制劣化されたときの40℃動粘度の比を動粘度比として算出した。
各実施例、比較例の潤滑油組成物は、以下のNOx劣化試験で評価した。
JIS K 2514 内燃機関用潤滑油酸化安定度試験で用いるフラスコに試料油(潤滑油組成物)250mL、鉄、銅触媒(酸化試験JIS K−2514の試験片)の存在下で、濃度8000質量ppmの一酸化窒素(NO)を含む窒素ガスを6L/hrおよび空気を6L/hrの割合で吹き込んだ。試料油の温度を140℃に保持し、144時間、及び240時間強制劣化させた時の塩基価及び40℃動粘度を測定した。新油の塩基価に対する強制劣化後の塩基価の比を百分率で塩基価維持率(%)として算出した。また、新油の40℃動粘度に対する強制劣化されたときの40℃動粘度の比を動粘度比として算出した。
[実施例1〜11、比較例1〜2]
表1に示す配合の実施例、比較例の潤滑油組成物を作製し、その潤滑油組成物の性状を測定した。また、上記評価方法に従って、各実施例、比較例の潤滑油組成物を評価した。
表1に示す配合の実施例、比較例の潤滑油組成物を作製し、その潤滑油組成物の性状を測定した。また、上記評価方法に従って、各実施例、比較例の潤滑油組成物を評価した。
※表1における各成分は、以下を表す。
(A)基油:GroupIII(API分類)、水素化精製鉱油、100℃動粘度 4.1mm2/s、粘度指数131、n-d-M環分析 %Cp87.6%、硫黄分10質量ppm以下
(B1)金属清浄剤:過塩基性カルシウムサリチレート、TBN(過塩素酸法)225mgKOH/g、カルシウム含有量7.8質量%
(B2)金属清浄剤:過塩基性ナトリウムスルホネート、TBN(過塩素酸法)450mgKOH/g、ナトリウム含有量19.5質量%
(B3)金属清浄剤:塩基性カルシウムスルホネート、TBN(過塩素酸法)17mgKOH/g、カルシウム含有量2.35質量%
(C1)アミン系酸化防止剤1:N−フェニル−1−ナフチルアミン
(C1)アミン系酸化防止剤2:ジノニルジフェニルアミン(BASF社製、IRGANOX L67)
(C2)フェノール系酸化防止剤1:6−メチルヘプチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート(BASF社製、IRGANOX L135)
(C2)フェノール系酸化防止剤2: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](BASF社製、IRGANOX L115)
(C3)モリブデン系酸化防止剤:商品名.MOLYVAN 855(R. T. Vanderbilt Company Inc.製)、[2,2’‐(ドデカノイルイミノ)ジエタノラト]ジオキソモリブデン(VI)と[3−(ドデカノイルオキシ)−1,2−プロパンジオラト]ジオキソモリブデン(VI)の混合物、モリブデン含有量7.9質量%、窒素含有量2.8質量%
(D)ヒンダードアミン1:上記式(I-I)で示される化合物(BASF社製 XPDL 590)
(D)ヒンダードアミン2:上記式(II-I)で示される化合物(BASF社製 TINUVIN 770)
(E)粘度指数向上剤1:ポリメタクリレート、重量平均分子量40万
(E)粘度指数向上剤2:ポリメタクリレート、重量平均分子量42万
(E)粘度指数向上剤3:ポリメタクリレート、重量平均分子量4.5万
(E)粘度指数向上剤4:ポリメタクリレート、重量平均分子量37万
無灰系分散剤1:ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量2.1質量%
無灰系分散剤2:ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量1.15質量%
無灰系分散剤3:ホウ素変性ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量1.76質量%,ホウ素含有量2.0質量%
耐摩耗剤:2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛、リン含有量8.2質量%,亜鉛含有量9.0質量%,硫黄含有量17.1質量%
流動点降下剤:アクリル酸共重合物
その他:金属不活性化剤、消泡剤、抗乳化剤、及びその他成分
(A)基油:GroupIII(API分類)、水素化精製鉱油、100℃動粘度 4.1mm2/s、粘度指数131、n-d-M環分析 %Cp87.6%、硫黄分10質量ppm以下
(B1)金属清浄剤:過塩基性カルシウムサリチレート、TBN(過塩素酸法)225mgKOH/g、カルシウム含有量7.8質量%
(B2)金属清浄剤:過塩基性ナトリウムスルホネート、TBN(過塩素酸法)450mgKOH/g、ナトリウム含有量19.5質量%
(B3)金属清浄剤:塩基性カルシウムスルホネート、TBN(過塩素酸法)17mgKOH/g、カルシウム含有量2.35質量%
(C1)アミン系酸化防止剤1:N−フェニル−1−ナフチルアミン
(C1)アミン系酸化防止剤2:ジノニルジフェニルアミン(BASF社製、IRGANOX L67)
(C2)フェノール系酸化防止剤1:6−メチルヘプチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート(BASF社製、IRGANOX L135)
(C2)フェノール系酸化防止剤2: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](BASF社製、IRGANOX L115)
(C3)モリブデン系酸化防止剤:商品名.MOLYVAN 855(R. T. Vanderbilt Company Inc.製)、[2,2’‐(ドデカノイルイミノ)ジエタノラト]ジオキソモリブデン(VI)と[3−(ドデカノイルオキシ)−1,2−プロパンジオラト]ジオキソモリブデン(VI)の混合物、モリブデン含有量7.9質量%、窒素含有量2.8質量%
(D)ヒンダードアミン1:上記式(I-I)で示される化合物(BASF社製 XPDL 590)
(D)ヒンダードアミン2:上記式(II-I)で示される化合物(BASF社製 TINUVIN 770)
(E)粘度指数向上剤1:ポリメタクリレート、重量平均分子量40万
(E)粘度指数向上剤2:ポリメタクリレート、重量平均分子量42万
(E)粘度指数向上剤3:ポリメタクリレート、重量平均分子量4.5万
(E)粘度指数向上剤4:ポリメタクリレート、重量平均分子量37万
無灰系分散剤1:ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量2.1質量%
無灰系分散剤2:ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量1.15質量%
無灰系分散剤3:ホウ素変性ポリブテニルコハク酸イミド、窒素含有量1.76質量%,ホウ素含有量2.0質量%
耐摩耗剤:2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛、リン含有量8.2質量%,亜鉛含有量9.0質量%,硫黄含有量17.1質量%
流動点降下剤:アクリル酸共重合物
その他:金属不活性化剤、消泡剤、抗乳化剤、及びその他成分
以上の実施例から明らかなように、(B1)、(B2)、(C1)、及び(C2)成分を配合し、かつ(C1)及び(C2)成分の合計量を4質量%以上とすることで、新油の塩基価を高くでき、また、組成物を高温下で長期間NOxに接触させても、塩基価の低下や増粘を抑制することができた。また、実施例1〜6から明らかなように、(C1)及び(C2)成分の合計量を5質量%以上とすると、さらに長い期間塩基価の低下や増粘を抑制することができた。また、(C3)成分や(D)成分を配合することで、塩基価の低下や増粘を抑制しやすいことが理解できる。
それに対して、比較例1では、(B2)成分を配合しなかったので、(B1)成分を増量しても新油の塩基価が十分に上がらず、また、高温下でNOxに接触させると塩基価が比較的短い時間で下がり、十分な性能を得られなかった。また、比較例2では、(C1)及び(C2)の含有量合計を低くしたことで、高温下でNOxに接触させると塩基価が比較的短い時間で下がり、十分な性能を得られなかった。
それに対して、比較例1では、(B2)成分を配合しなかったので、(B1)成分を増量しても新油の塩基価が十分に上がらず、また、高温下でNOxに接触させると塩基価が比較的短い時間で下がり、十分な性能を得られなかった。また、比較例2では、(C1)及び(C2)の含有量合計を低くしたことで、高温下でNOxに接触させると塩基価が比較的短い時間で下がり、十分な性能を得られなかった。
本発明のガスエンジン用潤滑油組成物は、金属分を増量させることなく、初期塩基価を高くするとともに、NOxによる劣化を抑えて、NOx接触下でも長期間にわたって塩基価を一定以上に維持し、ガスヒートポンプ、ガスエンジンコージェネレーションシステム等のガスエンジンに好適に使用可能である。
Claims (9)
- (A)基油と、(B1)過塩基性カルシウムサリチレートと、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネートと、(C1)アミン系酸化防止剤と、(C2)フェノール系酸化防止剤とを含有し、前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物。
- (C3)モリブデン系酸化防止剤をさらに含有する請求項1又は2に記載されるガスエンジン用潤滑油組成物。
- 前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の含有量合計が、組成物全量基準で5質量%以上である請求項1〜3のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
- さらに(B3)塩基性カルシウムスルホネートを含有する請求項1〜4のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
- さらに(E)粘度指数向上剤として(E1)ポリメタクリレートを含有する請求項1〜5のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
- 組成物全量基準でカルシウム量が0.05〜0.4質量%であり、ナトリウム量が0.005〜0.1質量%である請求項1〜6のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
- ガスヒートポンプに使用される請求項1〜7のいずれかに記載のガスエンジン用潤滑油組成物。
- (A)基油に、(B1)過塩基性カルシウムサリチレート、(B2)過塩基性ナトリウムスルホネート、(C1)アミン系酸化防止剤、及び(C2)フェノール系酸化防止剤を配合して、ガスエンジン用潤滑油組成物を製造し、
前記(C1)アミン系酸化防止剤及び(C2)フェノール系酸化防止剤の配合量合計が、組成物全量基準で4質量%以上であるガスエンジン用潤滑油組成物の製造方法。
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