JP3558185B2 - 油圧作動油 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い潤滑特性を有し、熱・酸化安定性にすぐれた潤滑油に関し、特に油圧機器用の作動油として有用な潤滑油に関する。
【0002】
【従来の技術】
潤滑油には、耐摩耗性向上のため、有機金属系添加剤、りん系化合物などを添加することが知られている。有機金属系添加剤として、摩耗防止と酸化防止に有効なZnDTP(亜鉛−ジチオホスフェート)が多用されている。代表的なりん系化合物として、TCP(トリクレジルホスフェート)などが知られている。
【0003】
作動油は、油圧機器などの動力伝達流体として用いられる潤滑油の一種類であり、油圧ポンプなどの摺動部分の潤滑が求められる。近年、油圧機器などの高性能化・コンパクト化に伴い、作動油は、高圧高温下、高い熱負荷の過酷な条件で使用されるようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、Zn−DTPなどの有機金属系添加剤を含む潤滑油は、過酷な条件での使用において熱・酸化劣化によりスラッジを生じやすく、長期間の使用が困難であった。スラッジ化の防止のため、分散剤の使用も考えられるが、抗乳化性の点からは採用されにくい。また、環境上の観点から、亜鉛などの有機金属化合物の使用は、できるだけ制限することが望まれている。
【0005】
スラッジを発生しにくい摩耗防止添加剤として、TCPなどのりん系化合物が知られているが、これらの添加のみでは、充分な潤滑性を得ることができなかった。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するもので、本発明の目的は、熱・酸化劣化によるスラッジを生じにくく、長寿命であり、かつ、充分な潤滑性が得られる潤滑油を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意、研究を進めた結果、特定のりん酸エステルを組み合わせて潤滑油に添加することにより、スラッジが生じにくく、かつ、一種類のりん酸エステルを用いた場合よりも潤滑性が著しく向上することを見出し、本発明に想到した。
【0008】
すなわち、本発明の第1の態様による油圧作動油は、(a)鉱油からなる潤滑油基油に、(b)下記一般式化1〜化3で示されるフェニルホスフェートと、(c)該フェニルホスフェートの油圧作動油全重量に対する添加割合の1倍〜3倍の下記一般式化4で示されるアリールホスフェートとを含有するものである。
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
(上記式中、 R 1 及び R 2 は炭素数3〜18のアルキル基又はアルケニル基を表し、また R 3 〜 R 8 はそれぞれが水素、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数2〜6のアルケニル基を表し、 R 3 〜 R 8 はすべてが同時に水素ではなく、また、同一でも異なっていてもよい。)
【0009】
本発明の第2の態様による油圧作動油は、さらに、(d)酸化防止剤となるフェノール化合物と、(e)該フェノール化合物の油圧作動油全重量に対する添加割合の0.2倍〜1倍の亜りん酸エステルとを含むものである。これにより耐熱酸化特性が向上するため、スラッジの発生をより充分に防ぐことができる。
【0010】
【発明の好ましい態様】
[(a)潤滑油基油] 公知の鉱油を用いることができる。例えば、公知の方法により原油を原料として製造されたニュートラル油やブライトストックなどを用いることができる。油圧作動油としては、粘度が15〜150mm2/S(40℃)のものが通常用いられる。
【0011】
[(b)フェニルホスフェート] フェニルホスフェートとしては、化1で示すトリフェニルホスフェートであることがもっとも好ましいが、化2で示すように3つのフェニル基のうち1つをアルキル基またはアルケニル基であるR1で置換してもほぼ同等であり、化3で示すように3つのフェニル基のうち2つをR1、R2で置換することもできる。
【化1】
【化2】
【化3】
置換するアルキル基およびアルケニル基であるR1、R2の炭素数は、通常3〜18である。置換されたフェニルホスフェートとしては、ジフェニルブチルホスフェート、ジフェニルイソプロピルホスフェート、ジフェニル−2−エチルヘキシルホスフェート、ジフェニルラウリルホスフェート、ジフェニルセチルホスフェート、ジフェニルステアリルホスフェート、ジフェニルオレイルホスフェートなどが例示できる。フェニルホスフェートの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して0.1〜1.0重量%、特には0.2〜0.5重量%が好ましい。
【0012】
[(c)アリールホスフェート] アリールホスフェートとしては、化4で示すトリアリールホスフェート、特に化5で示すトリクレジルホスフェート、化6で示すトリキシレニルホスフェートであることがもっとも好ましい。
【化4】
【化5】
【化6】
フェニルジクレジルホスフェート、フェニルジキシレニルホスフェートなどの3つのアリール基のうち1つをフェニル基で置換してもほぼ同等であり、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェートなどの3つのアリール基のうち2つを置換してももちいることができる。ここでの3つのアリール基は、すべてが同時にフェニル基とはならない。R3〜R8は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基であること、特に、炭素数1〜3のアルキル基であることが好ましい。なお、アリールホスフェートに含まれるアリール基は、全てが同一でも、異なっていてもよい。アリールホスフェートの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、フェニルホスフェートの添加量と同等以上であることが必要であり、フェニルホスフェートの添加量の1〜3倍であり、特には、1.2〜2.0倍であることが好ましい。
【0013】
なお、(b)フェニルホスフェートおよび(c)アリールホスフェートの添加量が上述の範囲にない場合は充分な耐摩耗性が得られない。また、その範囲を超えて添加しても耐摩耗性は向上せず、添加剤の析出などの問題を生じる。
【0014】
[(d)フェノール化合物] 酸化防止剤となるフェノール化合物としては、2,6−ジ−ターシャルブチルパラクレゾール、ステアリル−β−(3,5−ジ−ターシャルブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネートなどの化7で示す構造の化合物であることがもっとも好ましいが、2,2’−メチレンビス(6−ターシャルブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−ターシャルブチル−4−エチルフェノール)などの化8で示す構造や、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−ターシャルブチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−ターシャルブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−ターシャルブチルフェノール)などの化9で示す構造を用いることもできる。
【化7】
【化8】
【化9】
フェノール化合物の添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して0.1〜2.0重量%、特には0.2〜1.0重量%が好ましい。
【0015】
[(e)亜りん酸エステル] 亜りん酸エステルとしては、アリールホスファイト、特には、化10で示すトリアリールホスファイトが好ましい。さらに好ましくは、トリス−ジ−ターシャルブチルフェニルホスファイトが用いられる。
【化10】
ここでのアリールホスファイトのアリール基は、フェニル基を含むものであり、炭素数6〜18であることが好ましい。その置換基R31,R32,R33,R34,R35,R36は、炭素数1〜12のアルキル基または炭素数2〜12のアルケニル基であること、特に、炭素数3〜8の分岐アルキル基であることが好ましい。亜りん酸エステルの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、フェノール化合物の添加量よりも少ないことが必要であり、フェニルホスフェートの添加量の0.1〜1倍であり、特には、0.2〜0.8倍であることが好ましい。
【0016】
さらに、酸化安定性を向上させるためには、オクチルジフェニルアミンなどの化11で示すアルキル化ジフェニルアミンを添加することが好ましい。
【化11】
アルキル基R41,R42は炭素数4〜12であることが好ましい。アルキル化ジフェニルアミンの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して0.05〜2.0重量%、特には0.1〜0.5重量%が好ましい。
【0017】
さらに、酸化防止剤、防錆剤、消泡剤、金属不活性化剤、流動点降下剤などを適宜添加することもできる。ただし、スラッジの発生を低減するためには、有機金属化合物添加剤の添加は少ない方が好ましい。本発明による潤滑油は、油圧作動油、冷凍機油として好ましく用いられるが、その他ギア油などの工業用潤滑油、内燃機関用潤滑油などとしても用いられる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。まず、本発明の第1の態様による実施例および比較例である試験油1〜5の添加成分およびその評価結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
酸化安定性は、JIS K2514に規定されるRBOT法により評価した。熱酸化安定性は、JIS K2514に規定されるISOT(165℃、48時間の条件)で発生したスラッジ量により評価した。潤滑性は、シェル4球式摩耗試験機の摩擦痕により評価した。評価の条件は、回転数1800rpm、荷重40kgf、時間30分である。
【0021】
なお、試験油1〜5の基油としては、パラフィン系原油からの留出油(150ニュートラル相当)を溶剤精製した後に水素化精製し、さらに水素化脱ろうしたものを用いた。トリクレジルホスフェート(TCPともいう)とトリフェニルホスフェート(TPPともいう)を表1の所定量添加した。共通する添加剤として、酸化防止剤である2,6−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールを0.5重量%、酸化防止剤であるp−p’−ジオクチルジフェニルアミンを0.1重量%、防錆剤を0.2重量%、消泡剤を5重量ppm、金属不活性化剤を100重量ppm、流動点降下剤を0.4重量%をそれぞれに添加している。
【0022】
以上の実施例から明らかなように、トリクレジルホスフェートとトリフェニルホスフェートをともに含んだ作動油は、熱酸化安定性に優れ、スラッジの発生が少なく、かつ、潤滑性にも優れていることがわかる。さらに、台上ビッカースポンプ試験により耐摩耗性にも優れていることを確認した。この耐摩耗性の評価は、ASTM D−2882に準拠し、圧力13.7MPa、回転数1200rpm、油温65℃、試験時間100時間の条件で行なった。その結果、試験油1では、ベーン、カムリングの摩耗はなく、また、試験油2もほとんど摩耗を生じておらず、優れた耐摩耗性を有していることがわかった。
【0023】
次に、本発明の第1および第2の態様による実施例である試験油6〜9の添加成分およびその評価結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
酸化防止剤となるフェノ−ル化合物として、添加剤D、添加剤M、また、添加剤Cを用いた。添加剤Dは、試験油1〜5で用いた2,6−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールである。
【0026】
添加剤Mは、化9の一般式で表される化合物であり、次の化12の化学構造を有する化合物、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)である。
【化12】
【0027】
添加剤Cは、化7の一般式で表される化合物であり、次の化13の化学構造を有する化合物、カプリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートである。
【化13】
【0028】
また、亜りん酸エステルとして添加剤Tを用いた。添加剤Tは、化10の一般式で表される化合物であり、次の化14の化学構造を有する化合物、トリス−ジ−ターシャルブチルフェニルホスファイトである。
【化14】
【0029】
RBOT値、汚染度は、表1と同様に評価した。試験油6〜9の基油は、試験油1〜5と同様のものを用いた。TCP、TPP、並びに、上述の添加剤D、添加剤M、添加剤Cおよび添加剤Tを所定量添加する。そして、共通する添加剤として、酸化防止剤であるp−p’−ジオクチルジフェニルアミンを0.15重量%、防錆剤を0.2重量%、金属不活性化剤を0.01重量%、消泡剤を0.02重量%、流動点降下剤0.4重量%をそれぞれに添加している。
【0030】
以上の実施例から明らかなように、トリクレジルホスフェートとトリフェニルホスフェートをともに含んだ作動油に、さらに、酸化防止剤であるフェノール化合物および亜りん酸エステルを加えることにより、熱酸化安定性に優れ、スラッジの発生が少なくなることがわかる。亜りん酸エステルは、酸化反応で生じる過酸化物を非ラジカル的に分解することが知られており、これらの作用により熱酸化安定性が向上したと推察される。
【0031】
【発明の効果】
本発明よる油圧作動油は、フェニルホスフェートと所定量のアルキルフェニルホスフェートを含むものであり、熱・酸化劣化によりスラッジを生じにくく、長寿命であり、充分な潤滑性がえられることがわかる。
Claims (2)
- 上記油圧作動油に、さらに酸化防止剤となるフェノール化合物と、該フェノール化合物の油圧作動油全重量に対する添加割合の0.2倍〜1倍の亜りん酸エステルとを含有する請求項1に記載の油圧作動油。
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JP33566495A Expired - Lifetime JP3558185B2 (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | 油圧作動油 |
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