JP2017206656A - 消泡剤を含有する潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
消泡剤として特定の分子量を持つポリジメチルシロキサンを灯油、軽油などに希釈、分散して、これを潤滑油に配合する方法が知られており、ポリジメチルシロキサンが潤滑油中に細かく分散されているとされる(特許文献1)。消泡剤としてのパーフルオロアルキル変性オルガノポリシロキサンを灯油に溶解、分散させ、これを潤滑油に配合する方法が知られている(特許文献2)。添加剤のための溶解性が高い基油と消泡剤としてのポリフルオロアルキル変性オルガノポリシロキサンからなる潤滑油組成物が知られており、ポリフルオロアルキルシロキサンを予め基油に約1重量%配合し、ホモミキサーあるいはホモジナイザーで10μm以下に微細化分散して濃縮液とした後、基油に所定量配合する態様が記載されている(特許文献3)。フッ化シリコーンと特定の含フッ素有機化合物と炭化水素系またはアルコール系有機溶媒との組み合わせからなる消泡剤溶液を潤滑油基油に配合することが知られている(特許文献4)。消泡剤としてのパーフルオロポリエーテル−ポリシロキサンブロックコポリマーを灯油、軽油又はその他の有機溶剤で希釈・分散して、該ブロックコポリマーの平均粒子径を0.1μm以下にしたのち、基油に添加する方法が記載されている(特許文献5)。
従来の技術は、ある程度の低粘度の潤滑油基油の場合までは分散を改善するが、さらなる省燃費性能を求めて低粘度化した場合、潤滑油基油への分散性は悪化するため、さらなる低粘度化については、新たな技術が求められていた。
消泡剤を潤滑油基油中に含有する潤滑油組成物において、分散媒と分散用添加剤とを含有する分散媒混合物中に消泡剤が分散されている消泡剤分散系の滴が潤滑油基油に分散している潤滑油組成物である。
分散媒と分散用添加剤とを混合して分散媒混合物を作成し、消泡剤を該分散媒混合物と混合して該消泡剤を分散媒混合物中に分散させて消泡剤分散系を作成し、次に当該消泡剤分散系を潤滑油基油に分散させることにより、消泡剤を潤滑油基油中に含有する潤滑油組成物を製造する方法である。
分散媒と分散用添加剤とを混合して分散媒混合物を作成し、消泡剤を該分散媒混合物と混合して該消泡剤を分散媒混合物中に分散させて消泡剤分散系を作成する方法である。
前記第一の発明の実施態様は、以下のとおりである。
(1) 前記消泡剤が、フルオロアルキルポリシロキサンである。
(2) 前記分散用添加剤が、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤および極圧剤からなる群から選ばれた少なくとも1種である。
(3) 前記(2)に記載の無灰分散剤が、コハク酸イミド化合物、コハク酸アミド化合物およびこれらの組合せから選ばれる。
(4) 前記分散媒混合物が、40℃において5〜50,000mm2/sの動粘度を有する。
(5) 前記分散媒が、鉱油、合成油およびこれらの組合せから選ばれる。
(6) 前記潤滑油組成物中の消泡剤含有量が、F元素換算で0.01〜500ppm、及びSi元素換算で0.05〜400ppmである。
(7) 前記潤滑油組成物変速機用若しくはギヤ用である。
(1) 前記消泡剤が、フルオロアルキルポリシロキサンである。
(2) 前記分散用添加剤が、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤および極圧剤からなる群から選ばれた少なくとも1種である。
(3) 前記(2)に記載の無灰分散剤が、コハク酸イミド化合物、コハク酸アミド化合物およびこれらの組合せから選ばれる。
(4) 前記分散媒混合物が、40℃において5〜50,000mm2/sの動粘度を有する。
(5) 前記分散媒が、鉱油、合成油およびこれらの組合せから選ばれる。
(6) 前記潤滑油組成物中の消泡剤含有量が、F元素換算で0.01〜500ppm、及びSi元素換算で0.05〜400ppmである。
(7) 前記潤滑油組成物変速機用若しくはギヤ用である。
(1) 前記消泡剤が、フルオロアルキルポリシロキサンである。
(2) 前記分散用添加剤が、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤および極圧剤からなる群から選ばれた少なくとも1種である。
(3) 前記(2)に記載の無灰分散剤が、コハク酸イミド化合物、コハク酸アミド化合物およびこれらの組合せから選ばれる。
(4) 前記分散媒混合物が、40℃において5〜50,000mm2/sの動粘度を有する。
(5) 前記分散媒が、鉱油、合成油又はこれらの組合せから選ばれる。
本発明に使用される消泡剤は限定的ではないが、フルオロアルキルポリシロキサンが好適に使用される。
たとえば、(1)〜(5)の構造のものが挙げられ、特に、(5)の構造のものが好ましい。
上記式(1)〜(4)において、XおよびX1は、互いに独立に、
(i)フッ素原子、および
(ii)次の(a)〜(g)からなる群より選択される。
(a)−CH2OH
(b)−CH2(OC2H4)tOH
(c)
(d)
(e)−CH2COOH
(f)−CF2COOH
(g)−CF2COONH3−(CH2)5−CH3
式(5)において有機基の例は、CxH2xCyF2y+1であり、xは1〜6の整数、yは1〜14の整数である。mとnは、m:n=95:5〜0:100である。有機基は直鎖状であっても分岐状であってもよいが、直鎖状が好適である。yは、好ましくは1〜8の整数、より好ましくは1〜6の整数である。
分散媒混合物は、分散用添加剤と分散媒とからなる。
鉱油の製法については特に制限はないが、例えば、原油を常圧蒸留および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、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を単独又は二つ以上組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系などの鉱油が使用できる。
なお、これらの鉱油は単独でも、2種以上任意の割合で組み合わせて使用してもよい。
ポリα−オレフィンの製法については特に制限はないが、例えば、三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素または三フッ化ホウ素と水、アルコール(例えばエタノール、プロパノールまたはブタノール)、カルボン酸、またはエステル(例えば酢酸エチルまたはプロピオン酸エチル)との錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下でのα−オレフィンの重合等が挙げられる。
(B2)分散用添加剤
分散用添加剤は、上記の分散媒と混合されると、混合物の粘度を分散媒単独での粘度よりも高くする作用を持つものである。分散用添加剤は、特に限定されることはないが、通常、潤滑油に添加されている添加剤のうちの、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤および極圧剤からなる群から選ばれた一種以上であることが好ましい。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、カルシウムが挙げられるが、これに限定されない。
金属清浄剤としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するスルフォネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するサリシレート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するフェネートが挙げられるが、これに限定されない。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するスルフォネートとしては、限定的ではないが、カルシウムスルフォネート、マグネシウムスルフォネートが好ましく用いられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するサリシレートとしては、限定的ではないが、カルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレートが好ましく用いられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するフェネートとしては、限定的ではないが、カルシウムフェネート、マグネシウムフェネートが好ましく用いられる。
これらの金属清浄剤中に占めるアルカリ金属又はアルカリ金属の含有量は、限定的ではないが、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましく、1.0〜15質量%がさらに好ましい。これらの金属清浄剤は、限定的ではないが、全塩基価が10〜500mgKOH/gが好ましく、50〜400mgKOH/gであるものがより好ましく、150〜400mgKOH/gであるものがさらに好ましい。
中でも、リンを有する摩耗防止剤が好ましく、たとえば下記式で示されるジチオリン酸亜鉛(ZnDTP(ZDDPともいう))を使用することができる。
硫黄系極圧剤としては、硫化油脂類、硫化オレフィン類、ジヒドロカルビルポリスルフィド類、ジチオカーバメート類、チアジアゾール類、ベンゾチアゾール類などが挙げられる。
また、リン−硫黄系極圧剤としては、チオリン酸、チオ亜リン酸、炭素数2〜30、好ましくは炭素数3〜20の炭化水素基を有するチオリン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、及びこれらの塩、並びにジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基を挙げることができる。
アルキルシクロアルキル基としては、例えば、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、及びジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基(アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
アルキルアリール基としては、例えば、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、及びドデシルフェニル基等の炭素数7〜18のアルキルアリール基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でもよく、またアリール基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
アリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)等を挙げることができる。
硫化オレフィンとしては、例えば下記一般式(1)で示される化合物を挙げることができる。
R11 ― Sx ― R12 (1)
一般式(1)において、R11は炭素数2〜15のアルケニル基、R12は炭素数2〜15のアルキル基またはアルケニル基を示し、xは1〜8の整数を示す。
この化合物は炭素数2〜15のオレフィンまたはその2〜4量体を硫黄、塩化硫黄等の硫化剤と反応させることによって得ることができる。オレフィンとしては、例えば、プロピレン、イソブテン、ジイソブテンなどが好ましく用いられる。
R13 ― Sy ― R14 (2)
一般式(2)において、R13及びR14は、それぞれ個別に、炭素数1〜20のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアリールアルキル基を示し、それらは互いに同一であっても異なっていてもよく、yは2〜8の整数を示す。
上記R13及びR14の例としては、具体的には、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ドデシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、及びフェネチル基などを挙げることができる。
このようにして、分散媒混合物中の消泡剤の初期分散性能、保存後の分散性能が向上する。
また、潤滑油組成物とした場合の消泡剤の分散状態は、初期だけでなく、長期保存後にも良好である。
特に、本発明の潤滑油組成物は、自動車用の潤滑油組成物、たとえば内燃機関用潤滑油組成物、変速機用潤滑油組成物及びギヤ用潤滑油組成物として好適に使用できる。該変速機用潤滑油組成物は、無段変速機油、有段変速機油、モーター用変速機油のいずれにも使用ができる。
潤滑油組成物として使用される潤滑油基油は、限定されることはないが、鉱油、合成油およびこれらの組合せから選ばれることが好ましい。
鉱油の製法については特に制限はないが、例えば、原油を常圧蒸留および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、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を単独又は二つ以上組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系などの鉱油が使用できる。
なお、これらの鉱油は単独でも、2種以上任意の割合で組み合わせて使用してもよい。
ポリα−オレフィンの製法については特に制限はないが、例えば、三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素または三フッ化ホウ素と水、アルコール(例えばエタノール、プロパノールまたはブタノール)、カルボン酸、またはエステル(例えば酢酸エチルまたはプロピオン酸エチル)との錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下でのα−オレフィンの重合等が挙げられる。
これらの合成油は、単独でも、2種以上任意の割合で組み合わせて使用してもよい。
潤滑油基油への添加剤は、消泡剤を除き、公知の任意のものが使用される。
さらに、分散用添加剤と分散媒とからなる分散媒混合物と混合し、ホモジナイザー又はノズル噴射装置を用いて消泡剤を分散媒中に分散させて消泡剤分散系とし、当該消泡剤分散系を潤滑油基油と混合することにより潤滑油組成物を製造する方法が提供される。
なお、以下の実施例では変速機用潤滑油組成物を例としているが、本発明は、これに限定されるものではない。
消泡剤としてフルオロアルキルポリシロキサンの1種であるFA-630(登録商標、信越化学工業株式会社)を使用した。
その構造は、以下の通りである。
(有機基は、CxH2xCyF2y+1)
分散媒としてのポリα−オレフィン油(100℃における動粘度が100mm2/s)の49.5質量部と分散用添加剤としての無灰分散剤であるポリブテニルコハク酸イミド化合物(ポリブテニル基の分子量3000、窒素含有量2.0質量%、ホウ素含有量1.0質量%)の49.5質量部とを混合して、分散媒混合物を調製し、これに上記フルオロアルキルポリシロキサン1質量部を添加し、ノズル噴射装置(ナノマイザー、ナノフュエル株式会社)を用いて100MPaの液体圧力で噴射して、消泡剤が分散媒混合物中に分散されている消泡剤分散系を得た。
これをビーカーに入れて1週間静置したところ、消泡剤の沈降は見られなかった。
潤滑油基油としての、40℃での動粘度が15mm2/sの鉱油に、ATF用添加剤パッケージ(インフィニウム社製、T4278)を、出来上がった潤滑油組成物中に対して10質量%の量で、前記消泡剤分散系を0.4質量%の量で添加し、60℃に加熱してプロペラにて攪拌して混合して、潤滑油組成物を作成した。
これの3.3kgを4L缶に移して静置安定性を評価したところ、初期に泡立ち性が10mmであった。また、84日(12週間)経過後に泡立ち性は13mmにとどまっていた。すなわち、消泡性能が維持されていた。
なお、84日経過後の泡立ち性は、試料200ccを500ccのトールビーカーに採取し、ホットプレートで140℃に昇温後に、空気を200ml/minの量で吹き込みながらホモジナイザー(IKA社製)にて11600rpmで5分間撹絆し、液面高さ上昇を測定することにより得られる。
こうして得られた潤滑油組成物は、変速機用潤滑油組成物として有用なものである。
前記の実施例1において、ノズル噴射装置の代わりに、ホモジナイザーを用いて分散させたこと以外は、同様の方法で分散させて、消泡剤分散系組成物を得た。
これをビーカーに入れて1週間静置したところ、消泡剤の沈降は見られなかった。得られた消泡剤分散媒混合物、実施例1と同じ潤滑油基油及び添加剤を使用し、実施例1と同様にして潤滑油組成物を得た。これの3.3kgを4L缶に移して静置安定性を評価したところ、初期泡立ち性が13mmであり、84日(12週間)経過後に15mmにとどまっていた。すなわち、消泡性能が維持されていた。こうして得られた潤滑油組成物は、変速機用潤滑油組成物として有用なものである。
前記の実施例1において用いたフルオロアルキルポリシロキサン40質量部を、灯油60質量部に添加し、実施例1と同様にして消泡剤分散物を得た。
これをビーカーに入れて静置したところ、30分経過後には消泡剤の沈降が見られ、1時間経過後にはすべての消泡剤が沈降していた。そのため、潤滑油組成物の為に使用するのに不適である。
また、本発明の潤滑油組成物において、消泡剤の消泡性能は長期間にわたり維持されることが分かった。
Claims (16)
- 消泡剤を潤滑油基油中に含有する潤滑油組成物において、分散媒と分散用添加剤とを含有する分散媒混合物中に消泡剤が分散されている消泡剤分散系の滴が潤滑油基油に分散している潤滑油組成物。
- 前記消泡剤が、フルオロアルキルポリシロキサンであることを特徴とする請求項1記載の潤滑油組成物。
- 前記分散用添加剤が、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤および極圧剤からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2記載の潤滑油組成物。
- 前記無灰分散剤が、コハク酸イミド化合物、コハク酸アミド化合物およびこれらの組合せから選ばれることを特徴とする請求項3に記載の潤滑油組成物。
- 前記分散媒混合物が、40℃において5〜50,000mm2/sの動粘度を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記分散媒が、鉱油、合成油およびこれらの組合せから選ばれることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記潤滑油組成物中の消泡剤含有量が、F元素換算で0.01〜500ppm、及びSi元素換算で0.05〜400ppmであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に潤滑油組成物。
- 変速機用若しくはギヤ用である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 分散媒と分散用添加剤とを混合して分散媒混合物を作成し、消泡剤を該分散媒混合物と混合して該消泡剤を分散媒混合物中に分散させて消泡剤分散系を作成し、次に当該消泡剤分散系を潤滑油基油に分散させることにより、消泡剤を潤滑油基油中に含有する潤滑油組成物を製造する方法。
- 前記消泡剤が、フルオロアルキルポリシロキサンであることを特徴とする請求項9記載の潤滑油組成物の製造方法。
- 前記分散用添加剤が、無灰分散剤、金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤および極圧剤からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項9又は10記載の潤滑油組成物の製造方法。
- 前記無灰分散剤が、コハク酸イミド化合物、コハク酸アミド化合物およびこれらの組合せから選ばれることを特徴とする請求項11に記載の潤滑油組成物の製造方法。
- 前記分散媒混合物が、40℃において5〜50,000mm2/sの動粘度を有することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の潤滑油組成物の製造方法。
- 前記分散媒が、鉱油、合成油およびこれらの組合せから選ばれることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の潤滑油組成物の製造方法。
- 前記潤滑油組成物中の消泡剤含有量が、F元素換算で0.01〜500ppm、及びSi元素換算で0.05〜400ppmであることを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に潤滑油組成物の製造方法。
- 変速機用若しくはギヤ用である、請求項9乃至15のいずれか1項に記載の潤滑油組成物の製造方法。
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