JP4198391B2 - 潤滑剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は機械油組成物、自動車用駆動系油組成物又はグリース組成物として好適に使用される潤滑剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
潤滑剤の本来の使命は、摩擦部分の潤滑をスムースにすることである。そのために潤滑油基油に焼付き防止剤、耐摩耗性剤などが配合され、潤滑油の耐焼付き性、耐摩耗性などの性能向上が図られている。
ところが、近年、機械の小型化、高性能化などにより、潤滑部分の高負荷、高速化などが著しく進み、潤滑剤に要求される耐焼付き性、耐摩耗性は一層苛酷になってきている。また、機械の小型化、高速化に伴い、機械油、自動車用駆動系油、グリース等の耐金属疲労特性のニーズも高まっている。これらの課題を解決するために、例えば、添加剤としてアルキルジチオリン酸亜鉛(Zn−DTP)が考えられるが、該Zn−DTPを添加した潤滑剤は、耐金属疲労性の改良が見られないという欠点がある。
【0003】
【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、耐金属疲労性が大幅に改良された機械油組成物、自動車用駆動系油組成物又はグリース組成物を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、添加剤として、銅−ジアルキルジチオホスフェートを使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、本発明の要旨は下記のとおりである。
1.40℃における動粘度が10〜460mm2/sである基油に、組成物全量基準で、1〜10,000ppm(金属銅基準)の一般式(3)で示される銅―ジアルキルジチオホスフェートと、増ちょう剤として、炭素数12〜24の脂肪酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩、または一般式(1)で示されるジウレア系を2〜40質量%配合してなる耐金属疲労性のグリース組成物。
【化1】
(ここで、R8 〜R11 は炭素数1〜20のアルキル基を示す。)
【化2】
(ここで、一般式(1)中、R 1 は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基である。R 2 は、炭素数6〜15の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。R 3 は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基である。)
2.前記一般式(3)におけるR 8 〜R 11 が炭素数4〜8のアルキル基である上記1記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
3.前記炭素数12〜24の脂肪酸がモノヒドロキシカルボン酸である上記1又は2に記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
4.前記モノヒドロキシカルボン酸は、リチウム塩である上記3記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
5.前記銅―ジアルキルジチオホスフェートを、前記基油に、組成物全量基準で、160〜8,000ppm ( 金属銅基準 ) 配合してなる上記1〜4のいずれかに記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明の機械油組成物、自動車用駆動系油組成物及びグリース組成物においては、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、40℃における動粘度が1〜700mm2 /s、特に10〜460mm2 /sの範囲にあるものが好適である。基油の粘度が高すぎると、低温特性が悪化する場合があり、逆に低すぎると、充分な油膜が形成されない場合があり好ましくない。また、この基油の%CA は酸化安定性の点で、10以下であるものが好ましく、5以下であるものがさらに好ましい。さらに、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く、特に−15℃以下であるものが好ましい。また、粘度指数は高温時の粘度を高く保つ上で、95以上のものが好ましい。
【0006】
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。なかでも、軽質ニュートラル油,中質ニュートラル油が好ましい。
【0007】
一方合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン(PAO),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,ヒンダードエステル,シリコーンオイルなどを挙げることができる。なかでも、PAO,α−オレフィンコポリマーが好ましい。
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。
【0008】
また、グリース組成物においては、ちょう度を付与するために、上記基油に増ちょう剤が配合される。該増ちょう剤としては、特に制限はなく、石鹸系、非石鹸系いずれも使用できる。石鹸系としては、脂肪酸をアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属等の金属水酸化物でケン化した金属石鹸が挙げられる。その金属としては、ナトリウム、カルシウム、リチウム、アルミニウム等が挙げられ、脂肪酸としては、油脂やそれを加水分解してグリセリンを除いた粗製脂肪酸、ステアリン酸等のモノカルボン酸や12−ヒドロキシステアリン酸等のモノヒドロキシカルボン酸、アゼライン酸等の二塩基酸や芳香族酸が挙げられる。これらのうち、炭素数12〜24の脂肪酸又は、これと二塩基酸もしくは芳香族酸との併用が好ましい。
【0009】
一方、非石鹸系としては、ベントナイト系、クレイ系の無機化合物;モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ナトリウムテレフタラメート系が挙げられる。中でも一般式(1)で表されるジウレア系や、一般式(2)で表されるトリウレア系が好ましい。
【0010】
【化1】
【0011】
一般式(1)中、R1は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。R2は、炭素数6〜15の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。R3は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。
【0012】
一般式(2)中、R4は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。R5は、炭素数6〜15の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基、または二価のトリアジン誘導体基であり、R6は、炭素数6〜15の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。R7は、炭素数2〜24の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数1〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数5〜8のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。
【0013】
該増ちょう剤は、グリース組成物中通常2〜40質量%、好ましくは3〜20質量%配合する。少なすぎると、所望のちょう度が得られない場合があり、多すぎると、グリースの潤滑性が低下する場合があり好ましくない。
【0014】
次に、基油に配合される銅−ジアルキルジチオホスフェート(以下Cu−DTPということもある。)について説明する。
Cu−DTPは下記一般式(3)で表される。
【0015】
【化2】
【0016】
上記一般式(3)において、R8 〜R11 は炭素数1〜20のアルキル基を示し、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基、各種ノナデシル基、各種エイコシル基を挙げることができ、R8 〜R11は同一でも異なっていてもよい。なかでも、炭素数3〜8のアルキル基が好ましい。
【0017】
上記のCu−DTPの配合量については、機械油組成物、自動車用駆動系油組成物の場合、基油に、組成物全量基準で、金属銅として、1〜500ppmの割合である。1ppm未満では本発明の効果が充分でなく、500ppmを超えると、量に見合った効果が発現しない。好ましくは10〜200ppmの範囲であり、より好ましくは10〜100ppmの範囲である。
【0018】
また、グリース組成物の場合、基油に、組成物全量基準で、金属銅として、1〜10,000ppmの割合である。1ppm未満では本発明の効果が充分でなく、10,000ppmを超えると、量に見合った効果が発現しない。好ましくは40〜8,000ppmの範囲であり、より好ましくは160〜4,000ppmの範囲である。
【0019】
本発明の機械油組成物、自動車用駆動系油組成物は、基油にCu−DTPを配合することにより得られ、グリース組成物は、基油に増ちょう剤とCu−DTPを配合することにより得られるが、さらに通常潤滑油の特性を向上させるために、酸化防止剤,油性剤,極性剤無灰系分散剤、金属系清浄剤、流動点降下剤、防錆剤、消泡剤などの公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。
【0020】
本発明のうち、機械油組成物は転がり軸受、直動運動軸受、歯車、ボールネジなどに好適に使用され、自動車用駆動系油組成物は歯車、転がり軸受、直動運動軸受、無段変速機などに好適に使用され、さらに、グリース組成物は、自動車、電気機器、建設機械、工作機械等の各種機械に広く使用される。
【0021】
【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。
[参考例1、参考例2]参考例2の試料油として、パラフィン系基油(40℃における動粘度;32mm2 /s)にCa−スルホネート(0.3質量%)、ポリブテニルコハク酸イミド(2.0質量%)、アミン系酸化防止剤(0.3質量%)を添加したものを調製した。さらに、その試料油に、Cu−DTP〔前記一般式(3)において、R8 〜R11 が炭素数4、6、8のアルキル基の場合の混合物〕40ppm(金属銅として)を添加して参考例1の試料油を調製した。その試料油を下記の要領で、疲労寿命(L50)試験を行った。その結果を第1表に示す。なお、上記の添加量は、組成物全量基準の値である。
疲労寿命(L 50 )試験
下記条件でテストピースに疲労剥離が発生するまでの総回転数を測定した。
試験機;転がり疲れ試験機、荷重;4.78GPa、テストピース;SUJ2、油温;80℃、試験鋼球;φ9.525mm(NSK51305用)
【0022】
【表1】
【0023】
[実施例1、2、比較例1、2]第2表に記載のとおりにグリース組成物を調製し、前記と同様に疲労寿命(L50)等の物性を測定した。結果を第2表に示す。
【0024】
【表2】
*1:12−ヒドロキシステアリン酸リチウム
*2:オクチルアミンとジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートの反応物
*3:JIS K 2220に準拠して測定
*4:JIS K 2220に準拠して測定
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、耐金属疲労性が大幅に改良された潤滑剤油組成物を提供することができる。
Claims (5)
- 40℃における動粘度が10〜460mm2/sである基油に、組成物全量基準で、1〜10,000ppm(金属銅基準)の一般式(3)で示される銅―ジアルキルジチオホスフェートと、増ちょう剤として、炭素数12〜24の脂肪酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩、または一般式(1)で示されるジウレア系を2〜40質量%配合してなる耐金属疲労性のグリース組成物。
- 前記一般式(3)におけるR 8 〜R 11 が炭素数4〜8のアルキル基である請求項1記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
- 前記炭素数12〜24の脂肪酸がモノヒドロキシカルボン酸である請求項1又は2に記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
- 前記モノヒドロキシカルボン酸は、リチウム塩である請求項3記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
- 前記銅―ジアルキルジチオホスフェートを、前記基油に、組成物全量基準で、160〜8,000ppm ( 金属銅基準 ) 配合してなる請求項1〜4のいずれかに記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
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