JP3925978B2

JP3925978B2 - 内燃機関用潤滑油組成物

Info

Publication number: JP3925978B2
Application number: JP4196697A
Authority: JP
Inventors: 智巳宮地; 恵一成田; 豊高倉
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JPH10102082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関用潤滑油組成物に関し、特にディーゼルエンジン用に適した内燃機関用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に用いられる内燃機関、特にディーゼルエンジンは、窒素酸化物（ＮＯ_X）及び煤を主体とする粒子状排出物（ＰＭ）の低減を目的とした排ガス規制に対応するため、排ガス再循環（ＥＧＲ），燃料の高圧噴射化，燃焼室やピストン形状の改良等が検討されている。これらの技術はピストン温度の上昇につながり、ピストンの清浄性、すなわちエンジン自体の耐久信頼性の維持，向上のため、潤滑油に対してより高い耐熱性や清浄分散性が要求されている。また、メインテナンス費用の低減や廃油処理の観点から、オイル交換期間やオイル交換距離の延長が望まれているが、燃料中の硫黄分の燃焼により生成する硫酸の混入やオイルの酸化による劣化酸のため、それらを中和する目的で添加されている過塩基性の金属系清浄剤が消耗し限界があった。金属系清浄剤の消耗、すなわち全塩基価の極端な低下は、中和能力や酸化防止能力の不足によりリングやライナの腐食やデポジットの発生を引き起こすので、その低下を抑制する潤滑油組成物が求められれている。
【０００３】
特開平５−２３０４８５号公報には、ビス型のアルケニルコハク酸イミドを含んだエンジン潤滑油基油組成物が開示されているが、使用中の全塩基価の低下が大きく清浄性も不十分である。
また、特開平７−３３１２７０号公報には、アルカリ土類金属系清浄剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、コハク酸イミド系無灰分散剤及び無灰酸化防止剤を含む内燃機関用潤滑油組成物が開示されているが、具体的に開示されている添加剤の組み合わせでは、使用中の全塩基価の低下が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、清浄性に優れ、かつ長期間使用しても全塩基価の低下が少なく、特にディーゼルエンジン用として好適な内燃機関用潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、特定の二種類の過塩基性アルカリ土類金属系清浄剤と特定のコハク酸イミド系無灰分散剤を併用することにより本発明の目的を効果的に達成しうることを見出し本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、
潤滑油基油に、（Ａ）過塩基性アルカリ土類金属サリチレート（但し、全塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものを除く）、（Ｂ）過塩基性アルカリ土類金属フェネート（但し、全塩基価が５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇのものを除く）、及び（Ｃ）ビス型アルケニルコハク酸イミドもしくはビス型アルキルコハク酸イミド又はそれらのホウ素付加物を配合してなるディーゼルエンジン用内燃機関用潤滑油組成物である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明の内燃機関用潤滑油組成物における潤滑油基油として鉱油及び／又は合成油が用いられる。この鉱油や合成油については、一般に内燃機関用潤滑油の基油として用いられているものであればよく、特に制限はないが、１００℃における動粘度が１〜２０ｍｍ²／ｓの範囲にあるものが好ましく、２〜１５ｍｍ²／ｓの範囲にあるものがより好ましい。基油の動粘度が高すぎると燃費が悪化し、逆に、低すぎると蒸発性が高く、オイル消費が多くなり好ましくない。また、この基油の低温流動性の指標である流動点については特に制限はないが、−１０℃以下であるのが好ましい。
【０００７】
このような鉱油，合成油は各種のものがあり、用途などに応じて適宜選定すればよい。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油，中間基系鉱油などが挙げられ、具体例としては、溶剤精製または水添精製による軽質ニュートラル油，中質ニュートラル油，重質ニュートラル油，ブライトストックなどを挙げることができる。
【０００８】
一方合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン，α−オレフィンコポリマー，ポリブテン，アルキルベンゼン，ポリオールエステル，二塩基酸エステル，ポリオキシアルキレングリコール，ポリオキシアルキレングリコールエステル，ポリオキシアルキレングリコールエーテル，シリコーンオイルなどを挙げることができる。
【０００９】
これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。次に、潤滑油基油に配合される（Ａ）〜（Ｃ）成分について説明する。
（Ａ）成分
過塩基性アルカリ土類金属サリチレートは、アルキルサリチル酸のアルカリ金属塩であり、通常、炭素数１０〜１８のα−オレフィンでフェノールをアルキル化し、次いでコルベシュミット反応でカルボキシル基を導入した後、複分解する等の方法により得られる。アルキルサリチル酸の具体的例としては、ドデシルサリチル酸，オクチルサリチル酸が挙げられる。アルカリ土類金属としては、カルシウム，バリウム，マグネシウムが挙げられるが、効果の点でカルシウムが好ましい。該過塩基性アルカリ土類金属サリチレートの全塩基価（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）は１０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ（但し、全塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものを除く）である。全塩基価が低すぎると酸中和性が劣り、高すぎると潤滑油中の灰分が増加し、燃焼室堆積物の増加や触媒コンバータの詰まりが生じ好ましくない。
【００１０】
本発明においては、上記（Ａ）成分は一種用いてもよく、二種以上を用いてもよい。また、その配合量は、組成物全量に基づき、０．１〜２０重量％の範囲が好ましく、１〜１０重量％の範囲が更に好ましい。０．１重量％未満では、他成分との相乗効果による清浄性，潤滑油の全塩基価の低下抑制効果が不十分な場合があり、２０重量％を超えても、配合量に相当する効果の向上がみられない場合がある。
【００１１】
（Ｂ）成分
過塩基性アルカリ土類金属フェネートは、アルキルフェノール又は硫化アルキルフェノールのアルカリ金属塩であり、通常、アルキルフェノールまたは硫化アルキルフェノールのアルカリ土類金属を炭酸化する方法により得られる。アルカリ土類金属としては、カルシウム，バリウム，マグネシウムが挙げられるが、効果の点でカルシウムが好ましい。該過塩基性アルカリ土類金属フェネートの全塩基価（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）は１０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ（但し、全塩基価が５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇのものを除く）である。全塩基価が低すぎると酸中和性が劣り、高すぎると潤滑油中の灰分が増加し、燃焼室堆積物の増加や触媒コンバータの詰まりが生じ好ましくない。
【００１２】
本発明においては、上記（Ｂ）成分は一種用いてもよく、二種以上を用いてもよい。また、その配合量は、組成物全量に基づき、０．１〜２０重量％の範囲が好ましく、１〜１０重量％の範囲が更に好ましい。０．１重量％未満では、他成分との相乗効果による清浄性，潤滑油の全塩基価の低下抑制効果が不十分な場合があり、２０重量％を超えても、配合量に相当する効果の向上がみられない場合がある。
（Ｃ）成分
ビス型アルケニルコハク酸イミドは、通常、下記の一般式（Ｉ）
【００１３】
【化１】

【００１４】
（式中、Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ数平均分子量２００〜４０００を有する炭素数２〜１５のオレフィン重合物から形成されたアルケニル基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ炭素数２〜５のアルキレン基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。ｎは０又は１〜１０の整数である。）
で表される。この一般式（Ｉ）中のＲ¹，Ｒ²は数平均分子量２００〜４０００を有する炭素数２〜１５のオレフィン重合物から形成されたアルケニル基を示すが、その数平均分子量は５００〜３０００が好ましく、７００〜２３００が更に好ましい。好ましいアルケニル基はポリイソブテニル基である。
【００１５】
上記ビス型アルケニルコハク酸イミドは、ポリイソブテンやエチレン−プロピレン共重合体を無水マレイン酸と反応させた後、例えばテトラエチレンペンタミンのようなポリアミンと反応させて得ることができる。
ビス型アルキルコハク酸イミドは前記一般式（Ｉ）のアルケニル基を水添すればよい。
【００１６】
ビス型アルケニルコハク酸イミドとビス型アルキルコハク酸イミドのホウ素付加物は、両コハク酸イミドを、例えばホウ酸，ホウ酸無水物，ハロゲン化ホウ素，ホウ酸エステル，ホウ酸アミド，酸化ホウ素で処理することによって得ることができる。
本発明においては、上記（Ｃ）成分は一種用いてもよく、二種以上を用いてもよい。また、その配合量は、組成物全量に基づき、０．１〜１０重量％の範囲が好ましく、１〜８重量％の範囲が更に好ましい。０．１重量％未満では、他成分との相乗効果による清浄性，潤滑油の全塩基価の低下抑制効果が不十分な場合があり、１０重量％を超えても、配合量に相当する効果の向上がみられない場合がある。
【００１７】
なお、本発明の組成物の全塩基価（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）については、低すぎると酸中和性が劣り、高すぎると燃焼室堆積物が増加するなどの点から５〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲に調整しておくのが好ましい。
本発明の組成物は、潤滑油基油に上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を配合することにより得られるが、通常潤滑油の物性向上のために、酸化防止剤，粘度指数向上剤，金属不活性剤，流動点降下剤，耐摩耗剤，消泡剤，極圧剤などの添加剤を適宜使用することもできる。このような添加剤は様々なものがあるが、特に制限はなく従来から公知のものが広く使用される。酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン，フェニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系化合物、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール，４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフエノール）などのフェノール系化合物を挙げることができ、これらは、通常、組成物全量に基づき０．０５〜２重量％の割合で使用される。粘度指数向上剤としては、例えばポリメチルメタクリレート系，ポリイソブチレン系，エチレン−プロピレン共重合体系，スチレン−イソプレン共重合体系，スチレン−ブタジエン水添共重合体系などを挙げることができ、これらは、通常、組成物全量に基づき０．５〜３０重量％の割合で使用される。金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール，チアジアゾール，アルケニルコハク酸エステルなどを挙げることができ、これらは、通常、組成物全量に基づき０．００５〜１重量％の割合で使用される。流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート，ポリアルキルスチレンなどを挙げることができ、これらは、通常、組成物全量に基づき０．０１〜１重量％の割合で使用される。耐摩耗剤としては、ＭｏＤＴＰ，ＭｏＤＴＣなどの有機モリブデン化合物、ＺｎＤＴＰなどの有機亜鉛化合物、アルキルメルカプチルボレートなどの有機ホウ素化合物、グラファイト，二硫化モリブデン，硫化アンチモン，ホウ素化合物，ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤系耐摩耗剤などを挙げることができ、これらは、通常、組成物全量に基づき０．１〜３重量％の割合で使用される。消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン，ポリアクリレートなどを挙げることができ、通常、組成物全量に基づき０．０００５〜１重量％の割合で使用される。極圧剤としては、硫化油脂，ジフェニルスルフィド，メチルトリクロロステアレート，塩素化ナフタレンなどを挙げることができ、通常、組成物全量に基づき０．１〜１５重量％の割合で使用される。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜３及び比較例１〜５
第１表に示す組成で内燃機関用潤滑油組成物を調製した。得られた各組成物について、以下に示すように、内燃機関用潤滑油酸化安定度試験，エンジン清浄性試験をを行った。その結果を第１表に示す。
（１）内燃機関用潤滑油酸化安定度試験
ＪＩＳＫ２５１４に準拠し、試験温度：１６５．５℃，試験時間：７２時間の条件で試験を行った。
（２）エンジン清浄性試験
排気量３００ｃｃの小型発電機用単気筒４サイクルディーゼルエンジンを使用し、回転数：２７００ｒｐｍ，油温：１２０℃，負荷：１５Ｎ・ｍ，燃料：硫黄分０．０５重量％の軽油の条件で５０時間運転した。その後、ピストンのトップランド，トップグループ，セカンドランド，サードランド，アンダークラウンの合計５カ所の清浄性を１０点法で評価し、その合計点を求めた。
【００１９】
【表１】

【００２０】
＊１：１５０ニュートラル鉱油，動粘度５ｍｍ²／ｓ（１００℃）
＊２：ポリα−オレフィン系合成油，動粘度６ｍｍ²／ｓ（１００℃）
＊３：全塩基価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）
＊４：全塩基価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）
＊５：全塩基価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳＫ−２５０１；過塩素酸法）
＊６：ポリイソブテニル基の数平均分子量１０００，窒素分含有量１．２重量％
＊７：ポリイソブテニル基の数平均分子量１０００，窒素分含有量１．２重量％
ホウ素分含有量１．０重量％
＊８：ポリイソブテニル基の数平均分子量１０００，窒素分含有量２．１重量％
＊９：ＪＩＳＫ−２５０１；電位差滴定法（塩酸法）
＊１０：ＪＩＳＫ−２５０１；電位差滴定法（塩酸法）
＊１１：前記のエンジン清浄性試験
【００２１】
【表２】

＊１〜＊１１は第１表−１と同じ
【００２２】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用潤滑油組成物は、清浄性に優れ、かつ長期間使用しても全塩基価の低下が少なく、特にディーゼルエンジン用として好適である。

Claims

潤滑油基油に、（Ａ）過塩基性アルカリ土類金属サリチレート（但し、全塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものを除く）、（Ｂ）過塩基性アルカリ土類金属フェネート（但し、全塩基価が５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇのものを除く）、及び（Ｃ）ビス型アルケニルコハク酸イミドもしくはビス型アルキルコハク酸イミド又はそれらのホウ素付加物を配合してなるディーゼルエンジン用内燃機関用潤滑油組成物。
組成物全量基準で、（Ａ）成分が０．１〜２０重量％、（Ｂ）成分が０．１〜２０重量％、（Ｃ）成分が０．１〜１０重量％である請求項１記載のディーゼルエンジン用内燃機関用潤滑油組成物。