JP2024024344A

JP2024024344A - グリースまたは潤滑油組成物に用いられる基油

Info

Publication number: JP2024024344A
Application number: JP2022127117A
Authority: JP
Inventors: 賢二山本; Kenji Yamamoto; 剛志平松; Tsuyoshi Hiramatsu; 瑛自勝野; Eiji Katsuno; 祐輔菖蒲; Yusuke SHOBU; 徹泉; Toru Izumi
Original assignee: Adeka Corp; Eneos Corp
Current assignee: Adeka Corp; Eneos Corp
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-22

Abstract

【課題】トリメリット酸エステルを使用したグリースまたは潤滑油組成物に対して、より高い耐摩耗性を付与する。【解決手段】本発明に係る基油は、グリースまたは潤滑油組成物に用いられる基油であって、トリメリット酸エステルを含み、前記トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである。【選択図】なし

Description

本発明は、グリースまたは潤滑油組成物に用いられる基油に関する。

摺動部等の機械要素における潤滑性を確保するためにグリースまたは潤滑油が用いられる。そして、これらに潤滑性を付与するための主成分として、基油が用いられる。

グリースまたは潤滑油には、その用途に応じて様々な特性が要求されることがある。例えば、自動車電装補機用転がり軸受は、耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性に優れ、流動点が低く、極低温から高温までの使用環境に耐え得ることを要求される。
これらの要求に応えるために、特許文献１に記載のように、基油としてトリメリット酸エステルを使用したグリース組成物も開発されている。

特開２００５－２９８５３７号公報

しかしながら、トリメリット酸エステルを使用したグリースまたは潤滑油組成物であっても、条件によっては耐摩耗性が十分ではなく、軸受に摩耗が生じてしまう場合があった。したがって、トリメリット酸エステルを使用したグリースまたは潤滑油組成物に対して、より高い耐摩耗性を付与する方法が求められていた。

本発明者らは、トリメリット酸エステルを使用したグリースまたは潤滑油組成物に対して、耐摩耗性を付与する方法について、鋭意検討した。そして、酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇであるトリメリット酸エステルを基油として用いることで、前記課題を解決できることを見出し、発明を完成するに至った。

本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、次の通りである。
＜１＞グリースまたは潤滑油組成物に用いられる基油であって、
トリメリット酸エステルを含み、前記トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである、前記基油。
＜２＞トリメリット酸エステルが、トリメリット酸と炭素数９～１１のアルコールとの部分エステルを含む、＜１＞に記載の基油。
＜３＞炭素数９～１１のアルコールが、分岐鎖アルコールである、＜２＞に記載の基油。

本発明によれば、トリメリット酸エステルを基油として用いたグリースまたは潤滑油組成物に対して、耐摩耗性を付与することができる。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、本明細書においては、特に断らない限り、数値ＸおよびＹについて「Ｘ～Ｙ」という表記は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｙのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ｘにも適用されるものとする。

〔トリメリット酸エステル〕
本発明の基油は、トリメリット酸エステルを含む。トリメリット酸エステルの酸価は、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである。本明細書において、トリメリット酸エステルの酸価とは、ＪＩＳＫ２５０１：２００３により測定した酸価を意味する。

本発明において、トリメリット酸エステルの酸価は、好ましくは２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、好ましくは８．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは７．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、さらに好ましくは６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、特に好ましくは５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。一の実施形態において、トリメリット酸エステルの酸価は、好ましくは２．５～８．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは３．０～７．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは３．０～６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に好ましくは３．０～５．０ｍｇＫＯＨ／ｇである。トリメリット酸エステルの酸価を上記範囲内とすることにより、グリースまたは潤滑油組成物において、耐摩耗性を付与することができる。

本明細書において、「トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである」とは、トリメリット酸エステル全体として、酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを意味する。すなわち、酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以外のトリメリット酸エステルが基油に含まれていても、基油に含まれるトリメリット酸エステル全体として、酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇであれば、「トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである」ことを満たす。
例えば、酸価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇのトリメリット酸エステルが、基油に含まれていても、基油に含まれるトリメリット酸エステル全体として、酸価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇであれば、「トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである」ことを満たす。

本発明において、トリメリット酸エステルは、酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである限り、フルエステル、部分エステル（モノエステルもしくはジエステル）、またはそれらの混合物のいずれでもよい。また、「トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである」とは、フルエステルおよび部分エステルを混合した状態での、トリメリット酸エステル全体としての酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを意味する。

本発明において、トリメリット酸エステルが、具体的には、トリメリット酸とアルコールとのエステルであり、下記の一般式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステルであることが、耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性、低温流動性の観点から好ましい。

式（Ｉ）中Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３は、水素原子または炭素数が５～２０の炭化水素基であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３は互いに同一であっても異なるものであっても良い。また、これらの炭化水素基は、飽和または不飽和の直鎖または分岐脂肪族炭化水素基を表す。ただし、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３が全て水素原子であることはない。

前記Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３が炭化水素基である場合、本発明におけるトリメリット酸エステルとしては、各炭化水素基の炭素数が７～１５であるものがより好ましく、炭素数が８～１１であるものがさらに好ましい。炭素数を前記範囲内にすることにより、より耐摩耗性を向上させることができる。
また、前記Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３が炭化水素基である場合、本発明におけるトリメリット酸エステルとしては、より耐摩耗性を向上させる観点から、飽和の分岐脂肪族炭化水素基であるものが好ましい。

本発明では、トリメリット酸エステルは、トリメリット酸と炭素数９～１１のアルコールとの部分エステルを含むことが好ましく、炭素数９～１１のアルコールが、分岐鎖アルコールであることがより好ましい。
また、トリメリット酸エステルのうち、トリメリット酸と炭素数９～１１の（分岐鎖）アルコール（好ましくはイソデカノール）との部分エステルの含有量が、１～１０質量％であることが好ましい。
トリメリット酸とアルコールとの部分エステルの構造は、有するエステル結合の数ごとに^１Ｈ－ＮＭＲにて特定することができる。更に、ＪＩＳＫ２５０１：２００３にて測定する酸価より、トリメリット酸とアルコールとの部分エステルの含有量を、上記で特定した構造ごとに算出することができる。

本発明に用いるトリメリット酸エステルは、例えば、トリメリット酸またはその無水物とアルコールとを、酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇとなるようエステル化反応させることで製造することができる。

本発明の効果が得られる限り、トリメリット酸エステルを鉱油または合成油と混合して使用してもよいが、トリメリット酸エステル単独で、好ましくは前記の一般式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステル単独で、使用することが好ましい。本発明の基油において、トリメリット酸エステル、好ましくは、前記の一般式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステルの含有量は、基油基準で、例えば、５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、または９９質量％以上であることができる。

本発明の基油の４０℃における動粘度は、好ましくは３０ｍｍ^２／ｓ以上、より好ましくは４０ｍｍ^２／ｓ以上、さらに好ましくは４５ｍｍ^２／ｓ以上である。また、本発明の基油の４０℃における動粘度は、好ましくは１５０ｍｍ^２／ｓ以下、より好ましくは１３０ｍｍ^２／ｓ以下、さらに好ましくは１００ｍｍ^２／ｓである。具体的な範囲としては、好ましくは３０～１５０ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは４０～１３０ｍｍ^２／ｓ、さらに好ましくは４５～１００ｍｍ^２／ｓである。
本発明の基油の４０℃における動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３：２０００に準拠して測定することができる。

グリースまたは潤滑油組成物が、本発明の基油を含む場合、その含有量は、グリースまたは潤滑油組成物全量基準で、好ましくは７０～９９質量％、より好ましくは８０～９９質量％、さらに好ましくは８５～９９質量％である。

本発明の基油が、グリースに用いられる場合、グリースは、金属石けん系増ちょう剤およびウレア系増ちょう剤から成る群から選択される少なくとも１つを含むことができる。

増ちょう剤の含有量は、所望のちょう度が得られる限りにおいて特に限定されるものではないが、例えば、グリースの全量基準で、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上がさらに好ましい。また、増ちょう剤の含有量は、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２５質量％以下がさらに好ましい。具体的な範囲としては、１～４０質量％が好ましく、５～３０質量％がより好ましく、１０～２５質量％がさらに好ましい。増ちょう剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

〔その他の添加剤〕
本発明の基油を用いてグリースまたは潤滑油組成物を調製する場合、グリースまたは潤滑油組成物には、必要に応じて、一般に潤滑油やグリースに用いられている、清浄剤、分散剤、摩耗防止剤もしくは極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、または腐食防止剤などを適宜添加することができる。

清浄剤としては、カルシウムサリシレート、マグネシウムスルホネートなどの金属系清浄剤が挙げられる。グリースまたは潤滑油組成物が清浄剤を含有する場合、その含有量はグリースまたは潤滑油組成物全量基準で０．１～１０質量％であることができる。
分散剤としては、コハク酸イミドまたはコハク酸エステルが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、２，６－ジ－ｔ－ブチルフェノール、２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール等のフェノール系化合物等が挙げられる。
摩耗防止剤または極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、ジハイドロカルビルポリサルファイド、硫化エステル、チアゾール化合物、チアジアゾール化合物等の硫黄含有化合物；リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、亜リン酸エステル等のリン系極圧剤等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、アミン類、中性または過塩基性の石油系または合成油系金属スルフォネート、カルボン酸金属塩類、エステル類、リン酸、リン酸塩等が挙げられる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、およびイミダゾール系化合物等の公知の腐食防止剤が挙げられる。

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。なお、特に説明のない限り、％は質量％を示す。

表１に示す特徴を有するトリメリット酸エステルを基油に用いて、耐摩耗性を試験した。用いたトリメリット酸エステルは、表１に示す脂肪酸とアルコールとのフルエステルおよび部分エステルの混合物からなり、前記の一般式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステルである。実施例１～２及び比較例１～２において用いたトリメリット酸エステルでは、トリメリット酸と炭素数９～１１の飽和分岐アルコールとの部分エステルの含有量が、用いたトリメリット酸エステル基準で、表１に記載の通りである。基油の動粘度はＪＩＳＫ２２８３：２０００に準拠して測定された値である。酸価はＪＩＳＫ２５０１：２００３に準拠して測定された値である。

＜評価＞
（１）高速四球耐摩耗（ＡＳＴＭＤ２２６６）
高速四球試験機を用いて、下記の条件下で摩耗試験を行い、試験後の摩耗痕径（ｍｍ）を測定した。
試験片：転がり軸受用鋼球ＳＵＪ２（１／２インチ）２０等級
試験条件：回転数１２００ｒｐｍ、荷重３９２Ｎ、温度７５℃、試験時間１５分間

酸価が２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇであるトリメリット酸エステルを使用した実施例１および２の基油では、それぞれ、摩耗痕径は０．４８ｍｍまたは０．５１ｍｍとなり、良好な結果となった。
酸価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のトリメリット酸エステルを使用した比較例１、３～５では、摩耗痕径が、いずれも実施例１および２よりも悪化した。
酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいトリメリット酸エステルを使用した比較例２では、摩耗痕径が０．５６ｍｍとなり、実施例１および２よりも悪化した。

Claims

グリースまたは潤滑油組成物に用いられる基油であって、
トリメリット酸エステルを含み、前記トリメリット酸エステルの酸価が、２．０～１０ｍｇＫＯＨ／ｇである、前記基油。
トリメリット酸エステルが、トリメリット酸と炭素数９～１１のアルコールとの部分エステルを含む、請求項１に記載の基油。
炭素数９～１１のアルコールが、分岐鎖アルコールである、請求項２に記載の基油。