JP3734887B2

JP3734887B2 - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JP3734887B2
Application number: JP18684996A
Authority: JP
Inventors: 裕治設楽; 清治郎安冨
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JPH1017882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジチオりん酸亜鉛を含んだ潤滑油組成物、特には、建設機械、産業機械などの動力伝導のために用いられる油圧作動油に関し、高い潤滑性を有し、熱・酸化安定性にすぐれ、長期間の使用が可能な油圧作動油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧作動油などの潤滑油として、鉱油などの基油に、摩耗防止と酸化防止に有効なジチオりん酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）を添加したものが多用されている。また、熱・酸化劣化を抑制するために、潤滑油には、通常、酸化防止剤が添加されている。近年、潤滑油の使用条件が酷しくなっている。例えば、油圧作動油においては、油圧機器の高性能化・コンパクト化に伴い、従来よりも高圧高温下、また、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＺｎＤＴＰを用いた潤滑油は、上述のような過酷な条件では熱・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。本発明は、この問題を解決するもので、ＺｎＤＴＰを用いた潤滑油において、熱・酸化劣化によるスラッジが生じにくく、長寿命の潤滑油を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明者は、上記問題を解決すべく、鋭意、研究を進めた結果、ＺｎＤＴＰに、酸化防止剤と、特定の亜りん酸エステルを組合わせて添加することにより、ＺｎＤＴＰの分解が抑制され、スラッジが発生しにくく、長寿命となることを見出し、本発明に想到した。
【０００５】
すなわち、本発明による潤滑油組成物は、（ａ）鉱油および／またはポリ−α−オレフィン、多価アルコールエステル、または、ポリアルキレングリコールである合成油からなる潤滑油基油と、
（ｂ）１級アルキル基を有するジチオりん酸亜鉛を亜鉛重量として０．００５〜０．３重量％、
（ｃ）酸化防止剤を０．１〜２重量％、および、
（ｄ）アリールホスファイトを０．０５〜１重量％とを含有し、
前記（ｃ）酸化防止剤が化２の構造を有するフェノール系酸化防止剤であり、かつ前記（ｄ）アリールホスファイトが３級アルキル基で置換されたアリール基を有するトリアリールホスファイトである潤滑油組成物である。特に、前記ジチオりん酸亜鉛を亜鉛重量として０．０１〜０．２重量％含有し、前記フェノール系酸化防止剤が２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールであり、また、前記アリールホスファイトがトリ（２，４−ジ−ターシャルブチルフェニル）フォスファイトであることが好ましい。
【０００６】
【発明の好ましい態様】
［（ａ）潤滑油基油］公知の鉱油および／または合成油を用いることができるが、入手が容易であり、安価であることから鉱油を用いることが好ましい。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。また、合成油としては、ポリ−α−オレフィン、多価アルコールエステル、ポリアルキレングリコールなどが例示できる。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。
【０００７】
［（ｂ）ジチオりん酸亜鉛］ジチオりん酸亜鉛は、代表的には、次の化１の構造を有する化合物である。
【化１】

ここで、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は、炭素数３〜１２の１級アルキル基、炭素数３〜１２の２級アルキル基、または、炭素数３〜１８のアルキル基で置換されたアリール基である。なお、Ｒ₁〜Ｒ₄は、同一でも異なっていてもよく、化１で示される異なった構造のジチオりん酸亜鉛を組合わせて用いてもよい。
【０００８】
ジチオりん酸亜鉛のＲ₁〜Ｒ₄が１級アルキル基であることが、熱・酸化劣化しにくいので好ましい。Ｒ₁〜Ｒ₄が２級アルキル基であるジチオりん酸亜鉛は、潤滑性に優れるので、１級アルキル基を有するジチオりん酸亜鉛と組合わせて用いてもよい。
【０００９】
ジチオりん酸亜鉛の添加量は、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、亜鉛重量として０．００５〜０．３重量％であり、特には０．０１〜０．２重量％が好ましい。添加量が、この範囲未満では潤滑性が十分でなく、この範囲を超えても潤滑特性は飽和し、スラッジが増える。
【００１０】
［（ｃ）酸化防止剤］酸化防止剤としては、フェノール誘導体であるフェノール系酸化防止剤、フェニルナフチルアミン誘導体であるナフチルアミン系酸化防止剤などを用いることができる。フェノール系酸化防止剤としては、２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾール（以下、ＤＢＰＣともいう）、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次の化２で示す構造の化合物であることが好ましい。特に、スラッジを発生しにくいことから、ＤＢＰＣなどのアルキル化フェノールであることが好ましい。
【化２】

ここで、Ｒ₁₁およびＲ₁₃は炭素数３〜１２の分岐アルキル基、Ｒ₁₂はメチル基、エチル基または基−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＲ₁₄である。Ｒ₁₄は、炭素数１〜２０のアルキル基である。
【００１１】
さらに、フェノール系酸化防止剤としては、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）、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ターシャルブチルフェノール）などを用いることもできる。ナフチルアミン系酸化防止剤としては、フェニル−１−ナフチルアミン、そのアルキル置換誘導体などを用いることもできる。なお、上述の酸化防止剤となる化合物は、組み合わせて用いることもできる。
【００１２】
酸化防止剤の添加量は、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、０．１〜２重量％であり、特には０．２〜１重量％が好ましい。添加量が、この範囲未満では酸化防止能が十分でなく、この範囲を超えても酸化防止能は飽和する。
【００１３】
［（ｄ）アリールホスファイト］アリールホスファイトは、少なくとも１つのアリール基を有する亜りん酸エステルである。１つのアリール基が少なくとも１つの、特には２つ以上のアルキル基を有することが、加水分解安定性の点から好ましい。このアルキル基が分岐アルキル基であると、特に３級アルキル基であるとさらに加水分解されにくい。亜りん酸エステルとして、通常、３価のりんに３つのエステル結合を有する亜りん酸トリエステル、または、２つのエステル結合を有する亜りん酸ジエステルが用いられる。
【００１４】
代表的な亜りん酸トリエステルは、次の化３の構造を有する化合物である。トリフェニルホスファイトを用いることができるが、加水分解安定性の観点より、トリフェニルホスファイト以外のトリアリールホスファイト、特に、トリアリールホスファイトのアリール基がかさ高いことが好ましく、例えば、分岐アルキル基、特には３級アルキル基で置換されたアリール基を有することが好ましい。
【化３】

ここで、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄、Ｒ₂₅およびＲ₂₆は、水素または炭素数１〜２０のアルキル基である。Ｒ₂₁〜Ｒ₂₆は、同一でも異なっていてもよい。加水分解されにくいことから、Ｒ₂₁〜Ｒ₂₆の一部分が、特にはＲ₂₁〜Ｒ₂₆の全部が炭素数３〜１２の分岐アルキル基、特には炭素数４〜８の３級アルキル基であることが好ましい。
【００１５】
本発明のアリールホスファイトとして、次の化４、化５または化６の構造を有する化合物を用いることもできる。
【化４】

ここで、Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅およびＲ₃₆は、水素または炭素数１〜２０のアルキル基である。Ｒ₃₁〜Ｒ₃₆は、同一でも異なっていてもよい。加水分解されにくいことから、Ｒ₃₁〜Ｒ₃₆の一部分が、特にはＲ₃₁〜Ｒ₃₆の全部が炭素数３〜１２の分岐アルキル基、特には炭素数４〜８の３級アルキル基であることが好ましい。
【００１６】
【化５】

ここで、Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃およびＲ₄₄は、水素または炭素数１〜２０のアルキル基である。Ｒ₄₁〜Ｒ₄₄は、同一でも異なっていてもよい。Ｘはふっ素などのハロゲン元素または−ＯＲ₄₅基である。Ｒ₄₅は炭素数１〜２０のアルキル基である。加水分解されにくいことから、Ｒ₄₁〜Ｒ₄₄の一部分が、特にはＲ₄₁〜Ｒ₄₄の全部が炭素数３〜１２の分岐アルキル基、特には炭素数４〜８の３級アルキル基であることが好ましい。
【００１７】
【化６】

ここで、Ｒ₅₁、Ｒ₅₂、Ｒ₅₃、Ｒ₅₄、Ｒ₅₅およびＲ₅₆は、水素または炭素数１〜２０のアルキル基である。Ｒ₅₁〜Ｒ₅₆は、同一でも異なっていてもよい。加水分解されにくいことから、Ｒ₅₁〜Ｒ₅₆の一部分が、特にはＲ₅₁、Ｒ₅₂、Ｒ₅₄、およびＲ₅₅が炭素数３〜１２の分岐アルキル基、特には炭素数４〜８の３級アルキル基であることが好ましい。
【００１８】
アリールホスファイトの添加量は、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、０．０５〜１重量％であり、特には０．１〜０．５重量％が好ましい。添加量が、この範囲未満ではスラッジの抑制が十分でなく、この範囲を超えても酸化防止能は飽和する。なお、上述のアリールホスファイト化合物は、組み合わせて用いることもできる。
【００１９】
［他の添加剤］Ｃａ，Ｍｇなどのスルフォネート、フィネート、サリシレートなどの金属系清浄剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性化剤、分散剤、流動点降下剤などを適宜添加することもできる。
【００２０】
【実施例】
以下、油圧作動油を実施例として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、本発明の実施例および比較例である試験油１１〜２３の添加成分およびその評価結果を次の表１、２、３に示す。なお、添加量は、試験油に対する重量％で示している。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
【表３】

【００２４】
潤滑油基油としては、水素化分解精製された鉱油を用いた。基油の動粘度は、４０℃において３０mm²/s、１００℃において５．２mm²/sである。この基油に表の添加量となるように添加剤を加えた。ジチオりん酸亜鉛としては、化１のＲ₁〜Ｒ₄が２−エチルヘキシル基である１級ＺｎＤＴＰと、Ｒ₁〜Ｒ₄が１−メチルイソブチル基である２級ＺｎＤＴＰを用いた。ＤＢＰＣは、２，６−ジ−ｔ−ブチルパラクレゾールである。
【００２５】
表１〜３の評価である、”ＲＢＯＴ”および”ＩＳＯＴ”はＪＩＳＫ２５１４に準拠して、”シンシナティミラクロン”はシンシナティミラクロン社(Cincinnati Milacron)の熱安定試験法Ａ(Thermal Stability Test Procedure A)に準拠して、加水分解試験はＡＳＴＭＤ２６１９に準拠してそれぞれ行った。
【００２６】
表１、表２から明らかなように、酸化防止剤であるアルキル化フェノールと、分岐アルキル基で置換されたアリール基を有するアリールホスファイトとを添加した作動油である試験油１１、１５は、一方のみを添加した試験油１２、１３、１６、１７または両方を添加しない作動油である試験油１４、１８に比べ、長寿命であり、スラッジの発生が少ないことがわかる。また、酸化試験後の色相の劣化も少ない。また、１級アルキル基を有するジチオりん酸亜鉛を用いた試験油１１の方が、２級アルキル基を有するジチオりん酸亜鉛を用いた試験油１５よりもさらに長寿命となることがわかる。
【００２７】
また、表３から明らかなように、アリールホスファイトを添加した作動油である試験油１９〜２１は、トリアルキルホスファイトを添加した作動油２２および亜りん酸エステルを添加していない試験油２３と比較して、スラッジの発生が少なく、長寿命である。分岐アルキル基で置換されたアリール基を有するアリールホスファイトを添加した作動油１９は、特にスラッジの発生が少なく、加水分解により発生するスラッジも亜りん酸エステルを添加していない試験油２３と同程度である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明よる潤滑油組成物は、所定量のジチオりん酸亜鉛、酸化防止剤、および、アリールホスファイトを含有するものであり、ジチオりん酸亜鉛の添加により十分な潤滑性が得られるとともに、ジチオりん酸亜鉛の熱・酸化劣化によるスラッジを生じにくく、長寿命である。特に、劣悪な環境で使用される建設機械などの油圧機器用の作動油として好適なものである。

Claims

（ａ）鉱油および／またはポリ−α−オレフィン、多価アルコールエステル、または、ポリアルキレングリコールである合成油からなる潤滑油基油と、
（ｂ）１級アルキル基を有するジチオりん酸亜鉛を亜鉛重量として０．００５〜０．３重量％、
（ｃ）酸化防止剤を０．１〜２重量％、および、
（ｄ）アリールホスファイトを０．０５〜１重量％とを含有し、
前記（ｃ）酸化防止剤が化２の構造を有するフェノール系酸化防止剤であり、かつ前記（ｄ）アリールホスファイトが３級アルキル基で置換されたアリール基を有するトリアリールホスファイトである潤滑油組成物。

ここで、Ｒ _１１およびＲ _１３は炭素数３〜１２の分岐アルキル基、Ｒ _１２はメチル基、エチル基または基−ＣＨ _２ＣＨ _２ＣＯＯＲ _１４である。Ｒ _１４は炭素数１〜２０のアルキル基である。
前記ジチオりん酸亜鉛を亜鉛重量として０．０１〜０．２重量％含有し、前記フェノール系酸化防止剤が２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールであり、また、前記アリールホスファイトがトリ（２，４−ジ−ターシャルブチルフェニル）フォスファイトである請求項１記載の潤滑油組成物。