JP3780323B2 - 潤滑剤組成物 - Google Patents

Description

この発明は、潤滑剤組成物に関するものであり、とくに伝動装置用潤滑剤例えばヘリコプターの伝動装置システムに適した伝動装置用潤滑剤に関するものである。
新しい伝動装置システム、例えばヘリコプター用の伝動装置システムの発展は、積荷運搬と腐蝕保護との基準から来る要求を適えるために、専用の潤滑剤を要求するに至っている。例えば、英国国防省及び米国海軍が進めている仕様書は、現存する航空機タービンエンジン用潤滑剤では適当なものがなくて、新しい専用のヘリコプター伝動装置用潤滑剤で適えられるような要求を提出している。従って、そのような目的のために新しい改良された潤滑剤を開発する必要がある。この発明は、この必要を満たすことを目的としている。
ドイツ特許公開第２０３９７８５号は、ガスタービンエンジン用の積荷運搬添加剤組成物を開示している。その積荷運搬添加剤組成物は、９９℃（２１０°Ｆ）で５．６から６．０ｃｓの粘度を持った合成エステル基材原料から成るものである（実施例参照）。
米国特許第３６９４３８２号明細書は、ガスタービンエンジン用潤滑剤を開示している。その潤滑剤は、９９℃（２１０°Ｆ）で４．０から９．１ｃｓにわたる粘度を持った合成エステル基材原料から成るものである。
フランス特許公開第２２１５４６２号は、基材原料としてミネラルオイルを含んだ潤滑剤を開示している。
ＷＯ−Ａ−９４１０２７０号は、１００℃で少なくとも４．９ｃＳｔの粘度を持った合成基材原料からなる腐蝕防止潤滑剤組成物を開示している。
従って、この発明は、
ａ）１種又は２種以上の合成基材原料からなる基材成分で、１００℃で８．５から９．５ｃＳｔまでの範囲内にある粘度を持った基材成分と、
ｂ）芳香族アミンとヒンダードフェノール系化合物から選ばれた少なくとも１種の酸化防止剤と、
ｃ）式（Ｒ¹Ｏ）₃ＰＯで表される少なくとも１種の中性の有機燐酸エステルで、その場合Ｒ¹がトリル、フェニル、キシリル、アルキル又はシクロアルキル基であり、アルキル又はシクロアルキル基は１０個までの炭素原子を持った中性の有機燐酸エステルと、
ｄ）フマール酸又は一般式

で表される少なくとも１種の飽和及び／又は不飽和のジカルボキシル酸で、その場合ｘ＋ｙ＋ｚが端を含んだ２から２２までの範囲内にある整数であり、Ｒ₁からＲ₅までの基の少なくとも１個がカルボキシル酸基であり、Ｒ₁からＲ₅までのその余の基がアルキル、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、カルボキシル、水素又はそれらのアルキル誘導体から選ばれたものであり、アルキルは５個までの炭素原子から成る短い鎖であり、及び／又は下記３個の式のうちの１つのジカルボキシル酸であり、

この場合、Ｒ₁′は−ＣＯＯＨ、アルキル、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、水素又はそれらのアルキル誘導体であり、Ｒ₂′は−ＣＯＯＨであり、ｎはＲ₁′が−ＣＯＯＨである場合には端を含んだ１から４までの整数であり、又はＲ₁′が−ＣＯＯＨでない場合には端を含んだ２から４までの整数であるようなジカルボキシル酸と、
ｅ）３５重量％の量まで任意に硫化されている少なくとも１種の直鎖及び／又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のモノカルボキシル酸、及び／又はそのような酸のエステルと、
ｆ）式

で表される少なくとも１種のトリアゾールで、この場合Ｒ₁″は−ＣＯＯＨ、又はそのアルキル誘導体、又は５個までの炭素原子を含んだ短い鎖のアルキル基であり、ｎは零又は端を含んだ１と３との間の整数であり、Ｒ₂″は水素、モルフイリノ、アルキル、アミド、アミノ、ヒドロキシ、又はそれらのアルキル若しくはアリール置換誘導体であり、又は１、２、４−トリアゾール、１、２、３−トリアゾール、５−アニロ−１、２、３−４−チアトリアゾール、３−アミノ−１、２、４−トリアゾール、１−Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル−メチルイソシアナイド、メチレン−ビス−ベンゾトリアゾール及びナフトトリアゾールから選ばれたトリアゾールと、及び
ｇ）少なくとも１種の燐含有極圧添加剤と、から成ることを特徴とする潤滑剤組成物を提供するものである。
上述の成分（ｄ）において、二環構造式は、Ｒ₂の基が芳香族環の一方又は両方に接続してもよいことを示す意味を持っている。
基材成分の少なくとも１つの基材原料は、合成エステル基材原料、とくにポリオールエステル基材原料であることが好ましい。この発明に係る潤滑剤組成物の基材原料を構成するのに好ましい合成ポリオールエステルは、ネオペンチルグリコール、ジメチロールプロパン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのようなポリオール又はポリオールエーテルでエステル化された、Ｃ₅からＣ₁₂のモノカルボキシル酸から作ることができる。これらは従来の合成エステル基材原料である。好ましいエステルは、米国特許第４，８２６，６３３号明細書に記載されているものである。
その粘度は、１種又は２種以上の粘度指数改良剤を含ませることによって、必要な範囲内に来るように調整することができる。
伝動装置用潤滑剤として適当な性能を得るためには、基材成分が、１００℃で８．５から９．５ｃＳｔ、さらに好ましくは８．７５から９．２５ｃＳｔの範囲内の粘度を持つことが必要である。その基材成分は、ただ１種のポリオールエステルからなるものであってもよいが、ポリオールエステルの混合物であるのがさらに普通であって、例えば１００℃で約４．０ｃＳｔの粘度を持ったポリオールエステルと、１００℃で約１２．０ｃＳｔの粘度を持ったポリオールエステルとの混合物である。好ましい合成ポリオールエステルは、ペンタエリスリトール及び／又はトリメチロールプロパンと、Ｃ₅からＣ₁₀の直鎖又は分岐鎖を持つ酸からなる酸混合物との反応生成物である。
酸化防止剤成分ｂ）は、ブチル化されたヒドロキシトルエンのようなヒンダードフェノール系酸化防止剤であってもよく、潤滑剤組成物の０．０１から５重量％、好ましくは０．４から０．８重量％の量存在するのが適している。その代わりに、又はそれに加えて成分ｂ）は、モノオクチルフェニルアルファナフチルアミン、又はＰ、Ｐ−ジオクチルジフェニルアミンのような芳香族アミン系酸化防止剤からなるものであってもよく、それらは単独で又は混合して用いられる。そのアミン系酸化防止剤成分は、潤滑剤組成物の０．０１から５重量％の範囲内で、さらに好ましくは０．５から１．５重量％の範囲内で存在するのが適している。
組成物の成分ｃ）を構成している中性の有機燐酸エステルは、組成物の０．０１から４重量％、好ましくは１．５から２．５重量％の量存在することができる。中性の有機燐酸エステルは、また潤滑剤組成物の在来成分であって、さきに説明した式に該当するような中性の有機燐酸エステルを用いることができる。トリクレジルホスフェートは、この発明で使用するのに好ましい燐酸エステルである。
成分ｄ）、ｅ）及びｆ）は、腐蝕防止用の三成分系を提供することを意図している。その組み合わせは、５０％非腐蝕資料の結果が満足な腐蝕保護要件と見做されている、米国海軍の腐蝕防止要件（ボール腐蝕テスト−ＡＲＰ４２４９）をパスできる潤滑油組成物を提供できることが判明している。
腐蝕防止剤の組み合わせの第１成分を構成しているジカルボキシル酸は、さきに述べた定義に該当するジカルボキシル酸であれば、どのようなものであってもよい。そのジカルボキシル酸は、組成物の０．１５重量％までの割合で存在することができる。しかし、上述の定義に該当する別のジカルボキシル酸が存在していても、セバシン酸又はその均等物が組成物中に常に存在しなければならない、ということに注意すべきである。なぜならば、セバシン酸又はその均等物は、ボール腐蝕テスト以外の仕様の部分を満足させるため、例えば満足な鉛腐蝕抵抗を得るには必要とされるからである。
この発明で用いることのできるセバシン酸以外の二塩基酸の例は、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジオイック酸、３−メチルアジピン酸、３−ニトロフタール酸、１、１０−デカンジカルボキシル酸、及びフマール酸である。
腐蝕防止組み合わせ物の第２成分は、直鎖又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のモノカルボキシル酸又はそのエステルであって、それは任意的に３５重量％まで硫化されていてもよい。その酸はＣ₄からＣ₂₂までの直鎖状の不飽和モノカルボキシル酸であることが好ましい。この添加剤の好ましい濃度は、全潤滑剤の０．００１から０．３５重量％である。好ましいモノカルボキシル酸は硫化されたオレイン酸である。しかし、他の適当な材料はオレイン酸そのもの、吉草酸及びエルカ酸である。
腐蝕防止組み合わせ物の第３成分は、さきに述べたトリアゾールである。そのトリアゾールは、全組成物の０．００５から０．２５重量％の濃度で使用されなければならない。好ましいトリアゾールは、ベンゾトリアゾールである。
組成物の成分ｇ）は、少なくとも１種の燐を含んだ極圧添加剤からなるものである。そのような添加剤の例は、イルガルーブ（ＩＲＧＡＬＵＢＥ）３４９という商品名で知られているようなアミンホスフェート系の極圧添加剤及び／又はイルガルーブＴＰＰＴの商品名で知られているようなトリフェニルホスホロチオネート系の極圧／耐磨耗添加剤である。そのようなアミンホスフェートは、潤滑剤組成物の０．０１から２重量％、好ましくは０．２から０．６重量％の量だけ含まれているのが適しているが、そのようなホスホロチオネートは潤滑剤組成物の０．０１から３重量％、好ましくは０．５から１．５重量％の量だけ含まれているのが適している。アミンホスフェートとホスホロチオネートとの混合物を用いるのが好ましい。
ヘリコプターの伝動装置用潤滑剤を提供するには、米国海軍規格の１００℃で、２００（Ｈｅｒｃｏ Ａ油を標準液体として％で示した相対値）（６回の平均）で行われるライダー（Ｒｙｄｅｒ）ギヤテストに合うように、添加剤の量を選択する。
次の実施例は、この発明による好ましい潤滑剤組成物を具体的に説明するためのものである。

得られた組成物は、１００℃でのライダーギヤテスト（Ｈｅｒｃｏ Ａ油を標準液体として％で示した相対値）で２０４．７の値を与え、従って（ＡＲＰ方法４２４９による）ボール腐蝕テストの評価に合格するものであることが判明した。

Claims (15)

1. ａ） １種又は２種以上の合成基材原料からなる基材成分で、１００℃で８．５から９．５ｃＳｔまでの範囲内にある粘度を持った基材成分と、
   ｂ） 芳香族アミンとヒンダードフェノール系化合物から選ばれた少なくとも１種の酸化防止剤と、
   ｃ） 式（Ｒ¹Ｏ）₃ＰＯで表される少なくとも１種の中性の有機燐酸エステルで、その場合Ｒ¹がトリル、フェニル、キシリル、アルキル又はシクロアルキル基であり、アルキル又はシクロアルキル基は１０個までの炭素原子を持った中性の有機燐酸エステルと、
   ｄ） フマール酸又は一般式
   

   

   で表される少なくとも１種の飽和及び／又は不飽和のジカルボキシル酸で、その場合ｘ＋ｙ＋ｚが端を含む２から２２までの範囲内にある整数であり、Ｒ₁からＲ₅までの基の少なくとも１個がカルボキシル酸基であり、Ｒ₁からＲ₅までのその余の基がアルキル、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、カルボキシル、水素又はそれらのアルキル誘導体から選ばれたものであり、アルキルは５個までの炭素原子から成る短い鎖であり、及び／又は下記３個の式の１つのジカルボキシル酸であり、
   

   

   この場合、Ｒ₁′は−ＣＯＯＨ、アルキル、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、水素又はそれらのアルキル誘導体であり、Ｒ₂′は−ＣＯＯＨであり、ｎはＲ₁′が−ＣＯＯＨである場合には端を含んだ１から４までの整数であり、Ｒ₁′が−ＣＯＯＨでない場合には端を含んだ２から４までの整数であるようなジカルボキシル酸と、
   ｅ） ３５重量％の量まで任意に硫化されている少なくとも１種の直鎖及び／又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のモノカルボキシル酸及び／又はそのような酸のエステルと、
   ｆ） 式
   

   

   で表される少なくとも１種のトリアゾールで、この場合Ｒ₁″は−ＣＯＯＨ、又はそのアルキル誘導体、又は５個までの炭素原子を含んだ短い鎖のアルキル基であり、ｎは零又は端を含んだ１と３との間の整数であり、Ｒ₂″は水素、モルフィリノ、アルキル、アミド、アミノ、ヒドロキシ、又はそれらのアルキル若しくはアリール置換誘導体であり、又は１、２、４−トリアゾール、１、２、３−トリアゾール、５−アニロ−１、２、３−４−チアトリアゾール、３−アミノ−１、２、４−トリアゾール、１−Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル−メチルイソシアナイド、メチレン−ビス−ベンゾトリアゾール、及びナフトトリアゾールから選ばれたトリアゾールであり、及び
   ｇ） アミンホスフェートとホスホロチオネートとの混合物を含んだ極圧添加剤とからなり、
   ｈ） 成分ｃ）の中性の有機燐酸エステルは組成物中に１．５から２．５重量％含まれていることを特徴とするヘリコプター伝動装置用潤滑剤組成物。
2. 基材成分の少なくとも１種の基材原料がポリオールエステルであることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
3. ポリオールエステル基材原料が、１種又は２種以上のＣ₅からＣ₁₂のモノカルボキシル酸を、１種又は２種以上のポリオール又はポリオールエステルでエステル化したものからなることを特徴とする、請求項２に記載の潤滑剤組成物。
4. 基材成分が１００℃で８．７５から９．２５ｃＳｔの範囲内にある粘度を持つことを特徴とする、請求項１−３の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
5. 酸化防止剤がヒンダードフェノール系の酸化防止剤からなり、組成物の０．４から０．８重量％存在していることを特徴とする、請求項１−４の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
6. 酸化防止剤が芳香族アミン系の酸化防止剤からなり、組成物の０．５から１．５重量％存在していることを特徴とする、請求項１−５の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
7. 飽和及び／又は不飽和のジカルボキシル酸成分（ｄ）が組成物の０．１５重量％までの量存在していることを特徴とする、請求項１−６の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
8. 飽和及び／又は不飽和のジカルボキシル酸成分（ｄ）が、セバシン酸からなることを特徴とする、請求項１−７の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
9. モノカルボキシル酸成分（ｅ）が、組成物の０．００１から０．３５重量％の量存在していることを特徴とする、請求項１−８の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
10. モノカルボキシル酸成分（ｅ）が、硫化されたオレイン酸からなることを特徴とする、請求項１−９の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
11. トリアゾール成分（ｆ）が組成物の０．００５から０．２５重量％の量存在していることを特徴とする、請求項１−１０の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
12. トリアゾール成分（ｆ）がベンゾトリアゾールから成ることを特徴とする、請求項１−１１の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
13. 極圧添加剤成分（ｇ）がアミンホスフェート系の極圧添加剤から成り、組成物の０．２から０．６重量％の量存在していることを特徴とする、請求項１−１２の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
14. 極圧添加剤成分（ｇ）がホスホロチオネート系の極圧添加剤から成り、組成物の０．５から１．５重量％存在していることを特徴とする、請求項１−１３の何れか１つに記載の潤滑剤組成物。
15. 米国海軍規格の１００℃で行われるライダーギヤテストで、２００（Ｈｅｒｃｏ Ａ油を標準液体として％で示した相対値）の値を満たすように、成分（ｂ）から（ｇ）までの成分が存在していることを特徴とする、請求項１に記載のヘリコプター伝動装置用潤滑剤。