JP2021014579A - 液状有機減摩剤、その製造方法、及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の液状有機減摩剤に更に優れた摩耗抵抗効果(摩擦を減少する作用または潤滑性)を持たせるため、エステル生成物の数平均分子量が4200g/mol〜6000g/molの範囲内にあることが好ましい。
ジグリセリンとして、例えば、Solvay社の製品、Spiga社の製品、Lonza社の製品またはSakamoto orient社の製品などが挙げられる。
本発明のエステル生成物の数平均分子量が3800g/molを超え、且つ、ゲル状または流動性がない架橋(cross link)体になることを避けるために、前記組成物の総重量を100wt%として、一塩基酸組成成分の重量を、60wt%〜85wt%の範囲内とする。
一部の実施例において、160℃〜240℃でエステル化反応を行う。
<実施例1>
218gのジグリセリン(Sakamoto Orient Chemicals Corporation社製品)と167gのアジピン酸と696gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応して液状のエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、数種類のC18脂肪酸と数種類のC16脂肪酸を含み、且つ、一塩基酸組成成分の総重量を100wt%として、C18脂肪酸の重量は、80±5wt%の範囲内にある。また、上記の脂肪酸の少なくとも1つは、分岐鎖脂肪酸である。
225gのジグリセリンと116gのアジピン酸と728gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
272gのテトラグリセリン(tetraglycerol)と110gのアジピン酸と684gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
209gのペンタエリトリトール (pentaerythritol)と187gのアジピン酸と691gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
229gのペンタエリトリトールと164gのアジピン酸と688gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
Croda社販売のPerfad(登録商標)3057の有機減摩剤である。
275gのジグリセリンと220gのアジピン酸と600gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
190gのジグリセリンと85gのアジピン酸と790gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
235gのジグリセリンと200gのアジピン酸と650gの一塩基酸組成成分とを混合して、220±5℃でエステル化反応してエステル生成物を得た。そのうち、一塩基酸組成成分は、実施例1と同じなので、説明を省略する。
動粘度(単位:cSt)及び粘度指数測定:
ASTM D445に準拠して、粘度計(Anton Paar Co. Ltd.社、型番:SVM 3000)を使用して、実施例1及び比較例1〜5の有機減摩剤の100℃における動粘度を測定し、その100℃における動粘度に基づいて、粘度指数を計算した。
1gの実施例1及び比較例1〜4、比較例6〜8の有機減摩剤をそれぞれ1Lのテトラヒドロフランに添加し、液体クロマトグラフを使用して測定した。測定に使用した標準試料はポリスチレンであり、該液体クロマトグラフはカラム(Waters社、型番:ACQUITY APC(登録商標))を含む。分析条件は、移動相:テトラヒドロフラン、流速:0.5mL/min、温度:40℃。
[(ジグリセリンの水酸基価−各実施例または各比較例の有機減摩剤の水酸基価)÷ジグリセリンの水酸基価]×100%で計算した。更に、水酸基価(mgKOH/g)の測定は、ASTM E222の無水酢酸のアセチル化で水酸基価を測定する標準測定方法に準拠して行った。
1gの実施例1及び比較例1〜4、比較例7の有機減摩剤をそれぞれ99gの鉱油(SK Corporation Co., Ltd社、型番:Yubase 4)に添加し、80℃で混合した後、室温に24時間放置し、目視で層分離、析出、混濁の有無を確認する。○:層分離、析出及び混濁なし、X:層分離、析出または混濁あり。
ASTM D4172(2016)の潤滑油の耐摩耗性試験方法に準拠して、四ボール摩耗試験機を用いて試験サンプルに対して試験を行い、摩耗跡直径(scar diameter、単位:mm)を得た。測定条件は、温度:75℃、回転毎分:1200rpm、負荷(load):40±0.2kg、試験時間:1時間とした。試験サンプルの配置過程を明確に説明するために、実施例1の液状有機減摩剤を例として説明し、各比較例も同じ過程で配置した。実施例1の有機減摩剤が1wt%且つ鉱油(SK Corporation Co., Ltd社、型番:Yubase 4)が99wt%の混合物になるように、実施例1の有機減摩剤と鉱油とを混合することにより試験サンプル得た。
ASTM E2009(2014)の示差走査熱量測定法による炭化水素の酸化開始温度の標準試験方法に準拠して、示差走査熱量測定装置(TA instruments社、型番:Q20)を用いて、実施例1、比較例3及び比較例5の有機減摩剤を測定し、測定条件は、酸素圧力が500psi以上、酸素流量50mL/min、5℃/minの速度で室温から250℃まで上げる。
実施例1の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W16エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、実施例1の有機減摩剤とSAE0W16エンジンオイルとを混合することにより得た。
実施例1の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W40エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、実施例1の有機減摩剤とSAE0W40エンジンオイルとを混合することにより得た。
比較例1の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W16エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、比較例1の有機減摩剤とSAE0W16エンジンオイルとを混合することにより得た。
比較例2の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W16エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、比較例2の有機減摩剤とSAE0W16エンジンオイルとを混合することにより得た。
比較例5の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W16エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、比較例5の有機減摩剤とSAE0W16エンジンオイルとを混合することにより得た。
比較例5の有機減摩剤が1wt%且つSAE0W40エンジンオイルが99wt%の混合物になるように、比較例5の有機減摩剤とSAE0W40エンジンオイルとを混合することにより得た。
SAE0W16エンジンオイルのみである。
SAE0W40エンジンオイルのみである。
エネルギー消費測定(J)及び改良効率(%):
ブロックオンリング(block−on−ring)表面摩耗試験機(Reichert社)を用いて、応用例1、比較応用例1〜3、比較応用例5の摩擦係数を測定して、ストライベック曲線(Stribeck curve)を得た。測定条件は、温度:120℃、負荷:20±0.2kg、200rpm/minの加速度で0rpmから400rpmまで加速しながら測定を行った。得られたストライベック曲線に対して積分し、エネルギー消費(J)を算出した。改良効率は、[(比較応用例5のエネルギー消費値−応用例または他の比較応用例のエネルギー消費値)÷比較応用例5のエネルギー消費値]×100%。
ブロックオンリング表面摩耗試験機を用いて、応用例2、比較応用例4及び比較応用例6に対して試験を行い、摩耗面積(単位:mm2)を得た。測定条件は、温度:120℃、負荷:20±0.2kg、回転毎分:400rpm。
Claims (13)
- ジグリセリンと少なくとも1種のC14〜C24分岐脂肪酸を含む一塩基酸組成成分と二塩基酸組成成分とを含む組成物がエステル化反応してなった、数平均分子量が3800g/molを超えるエステル生成物を含むことを特徴とする液状有機減摩剤。
- 前記一塩基酸組成成分は、少なくとも1種のC14〜C24直鎖脂肪酸を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の液状有機減摩剤。
- 前記一塩基酸組成成分は、少なくとも1種のC18脂肪酸を含み、
前記一塩基酸組成成分の総重量を100wt%として、前記C18脂肪酸の重量は、70wt%以上の範囲内にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液状有機減摩剤。 - 前記一塩基酸組成成分は、少なくとも1種のC16脂肪酸を更に含むことを特徴とする請求項3に記載の液状有機減摩剤。
- 前記二塩基酸組成成分は、少なくとも1種のC6〜C10二塩基酸を含むことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- 前記C6〜C10二塩基酸は、アジピン酸であることを特徴とする請求項5に記載の液状有機減摩剤。
- 前記組成物の総重量を100wt%として、前記一塩基酸組成成分の重量は、60wt%〜85wt%の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- 前記組成物の総重量を100wt%として、前記二塩基酸組成物の重量は、10wt%〜20wt%の範囲内にあることを特徴とする請求項1、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- 前記エステル生成物のエステル化度は、80%以上にあることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- 前記エステル生成物の100℃における動粘度は、500cStを超えることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- 自動車の原動機または動力伝達システムにおける減摩剤として使用される、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤。
- ジグリセリンと一塩基酸組成成分と二塩基酸組成成分とを含む組成物とをエステル化反応させて、数平均分子量が3800g/molを超えるエステル生成物を得る工程を含むことを特徴とする液状有機減摩剤の製造方法。
- 請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の液状有機減摩剤を、自動車の原動機または動力伝達システムにおける減摩剤として使用する、減摩方法。
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