JP2019011276A - 摩擦調整剤および潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属間摩擦係数が高く、かつ、耐ノイズ性が高い摩擦調整剤および潤滑油組成物が求められている。
下記式(1)で表される化合物。
R0は水素または炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数2以上30以下のアルケニル基、炭素数6以上30以下のアリール基、炭素数7以上30以下のアルキルアリール基、炭素数7以上30以下のアリールアルキル基のいずれか1であり、
R3はそれぞれ独立して水素または炭素数1以上30以下の炭化水素基であり、
lは0以上4以下の整数であり、
mは1以上4以下の整数であり(但し、R1およびR2が式(2)で表される基の場合、mは2以上4以下の整数である)、
nはそれぞれ独立して0以上4以下の整数である。)
X1およびX2は、それぞれ独立して酸素原子または硫黄原子である。)
[2]
[1]に記載の化合物を含む摩擦調整剤。
[3]
基油および [2]に記載の摩擦調整剤を含む潤滑油組成物。
[4]
基油および[2]に記載の摩擦調整剤を含む無段変速機用潤滑油組成物。
[5]
[4]に記載の無段変速機用潤滑油組成物を用いる変速方法。
本発明の化合物1は上記式(1)で表される化合物である。
式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立して下記式(2)で表される基またはNHR0であるが、R1とR2が同時にNHR0であることはない。R1とR2が同時にNHR0 であると、高い金属間摩擦係数および高い耐ノイズ性を両立することが難しい。
R0は水素、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数2以上30以下のアルケニル基、炭素数6以上30以下のアリール基、炭素数7以上30以下のアルキルアリール基または炭素数7以上30以下のアリールアルキル基である。上記官能基でなければ、基油への溶解性が劣る。R0は好ましくは、水素または炭素数1以上15以下のアルキル基、炭素数2以上15以下のアルケニル基または炭素数6以上15以下のアリール基であり、さらに好ましくは水素、炭素数1以上10以下のアルキル基または炭素数2以上10以下のアルケニル基である。
また、式(2)中、R4は炭素数6以上24以下の炭化水素基である。炭素数6未満の炭化水素基であると基油への溶解性が劣り、炭素数24を超える炭化水素基では、耐ノイズ性に劣る。好ましくは炭素数6以上24以下のアルキル基、炭素数6以上24以下のアルケニル基、炭素数6以上24以下のアリール基、炭素数7以上24以下のアルキルアリール基、炭素数7以上24以下のアルケニルアリール基、炭素数7以上24以下のアリールアルキル基または炭素数7以上24以下のアリールアルケニル基である。R4はさらに好ましくは、炭素数10以上22以下のアルキル基または炭素数10以上22以下のアルケニル基であり、特に好ましくは、炭素数14以上20以下のアルキル基または炭素数14以上20以下のアルケニル基である。
式(2)中、X1およびX2は、それぞれ独立して酸素原子または硫黄原子である。
式(1)中、mは1以上4以下の整数であるが、R1およびR2が式(2)で表される基の場合、mは2以上4以下の整数である。式(1)中のmが4を超える場合は、基油への溶解性に劣るだけでなく、金属間摩擦係数が低く、耐ノイズ性が劣る。また、基油への溶解性が高まり、金属間摩擦係数が高く、耐ノイズ性が高まることから、mは2以上3以下の整数が好ましく、R1およびR2が式(2)で表される基の場合、mは2以上3以下の整数が好ましい。
式(1)中のmとnが大きいと溶解性が低下するので、n+mは1以上6以下が好ましく、1以上5以下がさらに好ましく、3以上5以下が特に好ましい。
本発明の式(1)で表される化合物1におけるアミノ基の数は、基油への溶解性、高い金属間摩擦係数と耐ノイズ性の両立の観点で、1以上5以下が好ましく、1以上4以下がさらに好ましく、2以上4以下が特に好ましい。
本発明の化合物1の製造方法は特に限定されないが、例えば以下のとおり合成できる。
下記式(α)および(β)に示すとおり、2−ヒドロカルビルコハク酸無水物等の式(A)の化合物とジエチレントリアミン等の式(B)の化合物とのイミド化反応によって得ることができる。
(上記式(A)、(C1)および(C2)中、R4、X1およびX2は、式(2)のR4、X1およびX2と同様であり、上記式(B)、(C1)および(C2)中、R3、l、mおよびnは式(1)のR3、l、mおよびnと同様である)
本発明の摩擦調整剤は、本発明の化合物1を含む組成物である。
本発明の摩擦調整剤中における上記本発明の化合物1の含有量は特に制限されるものではないが、高い金属間摩擦係数と対ノイズ性の両立の観点で、摩擦調整剤全量基準で、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
本発明の潤滑油組成物は、基油および上記本発明の摩擦調整剤を含む組成物であり、さらにその他の成分を含んでもよい。
(基油)
本発明の潤滑油組成物に含まれる基油としては、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およ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が挙げられる。また、ワックスやGTL WAX(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鉱油が挙げられる。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。
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)等のポリα−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、リン酸エステル等の各種のエステル、例えば、ポリフェニルエーテル等の各種のエーテル、ポリグリコール、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等が挙げられる。これらの合成油のうち、特にポリα−オレフィン、エステルが好ましく、これら2種を組み合わせたものも合成油として好適に使用される。
本発明の一実施態様においては、基油として、上記鉱油を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、上記合成油を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。更には、上記鉱油一種以上と上記合成油一種以上とを組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物に含まれる摩擦調整剤は、本発明の化合物1を含む組成物である。
本発明の潤滑油組成物に含まれる摩擦調整剤の含有量は特に限定されないが、組成物の動粘度が上がりすぎず、基油への溶解性と高い金属間摩擦係数の観点から、好ましくは0.05質量%以上5質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上4質量%以下であり、さらに好ましくは0.05質量%以上2質量%以下である。
また、摩擦調整剤の窒素量(N量)は、潤滑油組成物全量基準で100質量ppm以上3000質量ppm以下が好ましく、150質量ppm以上2500質量ppm以下がさらに好ましく、200質量ppm以上2000質量ppm以下が特に好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を、更に含んでもよい。その他の成分としては、例えば、極圧剤、清浄剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩耗防止剤、無灰分散剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤、酸化防止剤等の潤滑油に通常使用される添加剤が挙げられる。
これらの粘度指数向上剤は、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。その配合量は、粘度指数向上の観点から、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.7質量%以上であり、特に好ましくは1.0質量%以上である。そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは9.5質量%以下である。
これらの流動点降下剤は、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。その配合量は、好ましくは上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.10質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下である。
当該無灰分散剤の配合量は、上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.10質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.3質量%以上10質量%以下の範囲である。
当該防錆剤の配合量は、上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.01質量%以上3.0質量%以下の範囲である。
当該金属不活性化剤の配合量は、上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.01質量以上5.0質量%以下の範囲である。
当該消泡剤の配合量は、上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.05質量%以上5.0質量%以下の範囲である。
当該酸化防止剤の配合量は、上記潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.05質量%以上7.0質量%以下の範囲である。
本発明の潤滑油組成物の製造方法は、特に制限されないが、潤滑油組成物に含まれる各成分(基油、摩擦調整剤、その他の成分)を混合して得ることができる。
本発明の式(1)で表される化合物、摩擦調整剤および潤滑油組成物は、例えば、自動車用変速機や他の変速機に好適に用いられ、特に、無段変速機(例えば、金属ベルト式、チェーン式無段変速機等)に用いる潤滑油組成物に好適に用いられる。
ディーンスターク冷却管、窒素吹込み管、温度計をつけた200mlセパラブルフラスコに、テトラエチレンペンタミン18.9g(0.1mmol)、キシレン30mlを仕込みキシレン溶液1を調製した。一方、三角フラスコに、イソオクタデセニルコハク酸無水物70.1g(0.2mmol)、キシレン30mlを混合して均一にしてキシレン溶液2を調製した。キシレン溶液1に、イソオクタデセニルコハク酸無水物のキシレン溶液2を撹拌しながら30分かけて滴下した。100℃に昇温して1時間撹拌し、さらに150℃に昇温してキシレン還流しながら4時間撹拌し、生成水約1.8gを得た。窒素ガスを止め、ダイヤフラムポンプで0.02MPaまで徐々に減圧にしておおよその生成水、溶剤キシレンを留去し、引き続き、真空ポンプで2mmHgまで減圧にして生成水、溶剤キシレンを完全に留去した。80℃まで降温して、窒素を加えて大気圧に戻し、目的物のテトラエチレンペンタミンとイソオクタデセニルコハク酸からなるビスイミドを得た。
テトラエチレンペンタミン18.9g(0.1mmol)のかわりに、ジエチレントリアミン20.6g(0.2mmol)を使用した以外は、製造例1と同様な方法で行い、目的物のジエチレントリアミンとイソオクタデセニルコハク酸からなるモノイミドを得た。なお、150℃に昇温してキシレン還流した際の生成水は約3.6gであった。
各実施例および比較例における評価方法は以下のとおりである。(金属間摩擦係数)
JASO M349:2010に規定の低速滑り試験機に金属製ピンを3本装着した治具を装着し、金属プレートに擦りつけることで金属間摩擦係数を評価した。金属間摩擦係数測定の試験条件は以下のとおりであった。
・試験器具
金属製ピン材質:SUJ2
金属プレート材質:SUJ2
・試験条件:
油温:120℃
回転速度:200rpm
荷重:3600N
回転数10rpmの摩擦係数を回転数200rpmの摩擦係数で除した値(μ10/μ200)を「μ比」とした。回転数10rpmの摩擦係数は回転数以外について前記金属間摩擦係数の測定と同様の条件で測定した。例えば、μ比が1未満の場合、回転数が大きくなると金属間摩擦係数が大きくなるためノイズが小さくなるのに対し、μ比が1超の場合、回転数が大きくなると金属間摩擦係数が小さくなるためノイズが大きくなる。したがって、μ比が低いほど耐ノイズ性が良好である。
下記の実施例1〜2および比較例1〜3において、比較例1は金属間摩擦係数および耐ノイズ性の基準を示す参考例である。すなわち、比較例1(参考例)よりも金属間摩擦係数が高く、かつ、μ比が低い潤滑油組成物を実施例とし、それ以外を比較例2および3とした。
これらの潤滑油組成物の金属間摩擦係数(μ200)および耐ノイズ性を示すμ比(μ10/μ200)の結果は表1に示す。
比較例2の潤滑油組成物に用いられる摩擦調整剤はポリブテニルコハク酸ビスイミドであり、当該化合物はコハク酸ビスイミド化合物であるが式(1)で表される化合物ではない。比較例2
の潤滑油組成物は比較例1の潤滑油組成物に比べて金属間摩擦係数(μ200)が高かったが、μ比(μ10/μ200)も高かった。
また、比較例3の潤滑油組成物に用いられる摩擦調整剤はイソオクタデセニルコハク酸モノイミドであり、式(1)で表される化合物ではない。比較例3の潤滑油組成物は比較例1の潤滑油組成物に比べて金属間摩擦係数(μ200)が低く、μ比(μ10/μ200)も高かった。
Claims (7)
- 下記式(1)で表される化合物。
R0は水素または炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数2以上30以下のアルケニル基、炭素数6以上30以下のアリール基、炭素数7以上30以下のアルキルアリール基、炭素数7以上30以下のアリールアルキル基のいずれか1であり、
R3はそれぞれ独立して水素または炭素数1以上30以下の炭化水素基であり、
lは0以上4以下の整数であり、
mは1以上4以下の整数であり(但し、R1およびR2が式(2)で表される基の場合、mは2以上4以下の整数である)、
nはそれぞれ独立して0以上4以下の整数である。)
X1およびX2は、それぞれ独立して酸素原子または硫黄原子である。) - 前記式(1)中、R4は炭素数6以上24以下のアルキル基、炭素数6以上24以下のアルケニル基、炭素数6以上24以下のアリール基、炭素数7以上24以下のアルキルアリール基、炭素数7以上24以下のアルケニルアリール基、炭素数7以上24以下のアリールアルキル基または炭素数7以上24以下のアリールアルケニル基である、請求項1に記載の化合物。
- 前記式(1)中、R3はそれぞれ独立して水素または炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数2以上30以下のアルケニル基、炭素数6以上30以下のアリール基、炭素数7以上30以下のアルキルアリール基または炭素数7以上30以下のアリールアルキル基である、請求項1または2に記載の化合物。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の化合物を含む摩擦調整剤。
- 基油および請求項4に記載の摩擦調整剤を含む潤滑油組成物。
- 基油および請求項4に記載の摩擦調整剤を含む無段変速機用潤滑油組成物。
- 請求項6に記載の無段変速機用潤滑油組成物を用いる変速方法。
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