JP4305631B2

JP4305631B2 - 生分解性潤滑剤

Info

Publication number: JP4305631B2
Application number: JP2003107241A
Authority: JP
Inventors: 貴開米; 欣之森島
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: JP2004315553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性及び流動性、難燃性、安定性、潤滑性に優れた潤滑剤、特には、タービン油、油圧作動油又は軸受油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の潤滑剤は使用中或いは使用後に環境へ放出される場合が多々あるため、環境保全の観点から生分解性に優れた潤滑剤の要求が急速に高まっている。
【０００３】
従来、生分解性に優れた潤滑剤としては、植物油に由来する潤滑剤（特許文献１及び特許文献２参照）、炭素数６〜２０の直鎖１-アルケンオリゴマー及びこの水素化物を含有させた潤滑剤（特許文献３参照）、或いはジカルボン酸エステルを配合した潤滑剤（特許文献４参照）が提案されている。しかしながら、植物油由来の潤滑剤は、安定性、流動性や潤滑性に、アルケンオリゴマーやジカルボン酸エステルは難燃性や生分解性に難があり、流動性、難燃性、潤滑性及び生分解性のうちのいずれかに問題を有し、これらをすべて満足するものはほとんど見い出されていない。
【０００４】
【特許文献１】
特表２００１-５１８１２号公報
【特許文献２】
特開２００１-２１４１８７号公報
【特許文献３】
特許第３１２２４８９号公報
【特許文献４】
特開２０００-４４９７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生分解性、流動性、難燃性、安定性及び潤滑性に優れた、すなわち、これらの特性においてバランスがとれて、実用性能に優れた潤滑剤を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トリメチロールプロパン及び／又はペンタエリスリトールと、炭素数７〜１８の直鎖脂肪酸、３,５,５‐トリメチルヘキサン酸及び２‐エチルヘキサン酸がモル比で６０：２３：１７〜８５：１０：５からなるエステルを９０質量％以上含有し、４０℃ における動粘度が１０〜８０mm²/s、生分解性が６０％以上、引火点が２５０℃以上、流動点が−１５℃以下である生分解性潤滑剤である。
【０００７】
また、本発明は上記生分解性潤滑剤に、酸化防止剤としてフェノ−ル系及び/又はアミン系化合物を、金属不活性剤としてトリアゾ−ル化合物を、または加水分解抑制剤としてカルボジイミド及び/又はエポキシ化合物のいずれか１種以上をそれぞれ１質量％以下添加したことからなるものである。
【０００８】
さらに、本発明は上記生分解性潤滑剤をタービン油、油圧作動油又は軸受油として使用するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の潤滑剤は、トリメチロールプロパン及び／又はペンタエリスリトールと、炭素数７〜１８の直鎖脂肪酸及び３,５,５-トリメチルヘキサン酸、或いは、さらにこれらの酸に２-エチルヘキサン酸とを混合した混合酸とのエステルを基油の主成分とするものであるが、前記炭素数７〜１８の直鎖の飽和脂肪酸としては、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミスチリン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸などを挙げることができる。炭素数が６以下であると生成するエステルの引火点が低くなり、１９以上であると流動点が高くなつて好ましくない。
【００１０】
上記エステルは、トリメチロールプロパン又はペンタエリスリトールのいずれか或いは両者の混合物と、炭素数７〜１８の直鎖脂肪酸の一種以上と３,５,５-トリメチルヘキサン酸の混合物、或いはさらに、これらの酸に２-エチルヘキサン酸を混合した物を無触媒、或いは硫酸、アルキルスルホン酸などの強酸触媒や塩化スズや塩化チタンなどの金属塩化物触媒の存在下、通常の方法でエステル化することにより製造できる。また、得られたエステルは、通常のエステルを精製する場合と同様に、脱酸、水洗、脱水、脱色、ろ過などの一連の処理により精製すると良い。
【００１１】
上記エステルの製造において、炭素数７〜１８の直鎖脂肪酸と３,５,５-トリメチルヘキサン酸との混合の場合は、当該酸の全モル基準で、前記直鎖脂肪酸を７６〜９０モル％、３,５,５-トリメチルヘキサン酸を１０〜２４モル％、また、これらの酸に２-エチルヘキサン酸を混合する場合は、酸の全モル基準で前記直鎖脂肪酸を６０〜８５モル％、３,５,５-トリメチルヘキサン酸を１０〜２３モル％、２-エチルヘキサン酸を５〜１７モル％混合することで、生分解性に優れた潤滑剤を得ることができる。
【００１２】
本発明にかかる上記エステルは、トリメチロールプロパン又はペンタエリスリトールの水酸基の一部がエステル化せずに残っている部分エステルであっても良いが、当該ポリオールの全ての水酸基がエステル化されたものであることが好ましい。
【００１３】
上記エステルは基油の主成分として含まれておれば良いが、特には、難燃性、流動点、潤滑性、生分解性等の要求性能全てをより確実にバランスよく満たすという点から、上記エステルは基油全量基準で５０質量％以上含有させることが好ましく、８０質量％以上含有させることがより好ましく、９０質量％以上含有させることがさらに好ましく、エステル１００質量％が最も好ましい。
【００１４】
本発明の潤滑剤の基油としては、上記エステルに加えて、鉱油、オレフィン重合体、アルキルベンゼン等の炭化水素系油や、ポリグリコール、ポリビニルエーテル、ケトン、ポリフェニルエーテル、シリコーン、ポリシロキサン、パーフルオロエーテル、上記エステル以外のエステルやエーテル等の酸素含有合成油を用いても良い。
【００１５】
本発明の潤滑剤は、４０℃における動粘度が１０〜８０mm²/sの範囲にあることが必要で、１０mm²/s未満では、潤滑性が悪化するとともに、引火点が低下して難燃性が損なわれ、また８０mm²/sを超えると流動性が悪化する。
【００１６】
また、本発明の潤滑剤は、自然環境に及ぼす影響を小さいものとするために、生分解性が６０％以上を有するものであることが必要である。なお、この生分解性は、ASTM D5864に規定された方法により測定されるものである。
【００１７】
さらに、本発明の潤滑剤は、引火点が２５０℃以上ないと十分な難燃性を発揮することができず、特には、燃焼点が３００℃以上であることが好ましい。また流動点が−１５℃以下でないと、寒冷地等での使用に耐えることができない。
【００１８】
また、本発明の潤滑剤は、良好な安定性を確保するため、全酸価が０.１mgKOH/g以下であることが好ましい。
【００１９】
本発明の潤滑剤には、上記エステルを主成分とする基油に、酸化防止剤、金属不活性剤及び加水分解抑制剤のうち一種以上を各１質量パ−セント以下添加することが好ましく、前記酸化防止剤であるフェノ−ル系やアミン系化合物としては、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、４,４’-メチレン-ビス-（２,６-ジ-tert-ブチルフェノール）、ビスフェノールＡ、フェニル-α-ナフチルアミン、Ｎ,Ｎ-ジ（２-ナフチル）-p-フェニレンジアミン、ジオクチルジフェニルアミン等を例示することができる。
【００２０】
金属不活性剤であるトリアゾ−ル化合物としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール誘導剤、チアジアゾール等を挙げることができ、さらに、加水分解抑制剤であるカルボジイミドとしては、ジフェニルカルボジイミドや、ジトリルカルボジイミド、ビス（イソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（ジイソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（トリイソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（ブチルフェニル）カルボジイミド等のビス（アルキルフェニル）カルボジイミド等を、またエポキシ化合物としては、フェニルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエステル、炭素数５〜１８のアルキルグリシジルエーテル、同アルキルグリシジルエステル等を挙げることができる。
【００２１】
これらの酸化防止剤、金属不活性剤及び加水分解抑制剤は、個々の要求性能に応じ、一種以上を添加すれば良い。添加量は、電気絶縁油の全質量基準で、各添加剤で、１質量％以下とすべきである。１質量％を超えると、劣化時のスラッジ生成や着色が生じる。特には、酸化防止剤及び加水分解抑制剤については、００５〜１質量％、金属不活性については、５〜１０００ppm添加することが好ましい。
【００２２】
また、上記添加剤以外に、ジチオリン酸亜鉛等の摩耗防止剤、硫黄化合物等の極圧剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤等の添加剤を単独で、または複数種類組み合わせて添加することもできる。これらの添加剤の添加量は特に制限されないが、潤滑剤全量基準で、好ましくは１質量％以下である。
【００２３】
以上のような生分解性潤滑剤は、タービン油、油圧作動油或いは軸受油として、特に有用なものである。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
【００２５】
アルコールとしてペンタエリスリトール（PE）及びトリメチロールプロパン（TMP）を用い、カルボン酸を表１に示したように組み合わせて（モル比）エステル調製して、供試油とした。
【００２６】
【表１】

【００２７】
上記供試油について、それぞれの物性を測定して、実用性能を評価した。物性測定及び性能評価試験は、次の方法で行った。これらの結果を表２に示した。
(1) 動粘度：JIS K 2283に規定された方法により、４０℃で測定した。
(2) 生分解性：ASTM D 5864に規定された方法で測定した。
(3) 流動点： JIS K 2269に規定された方法で測定した。
(4) 引火点：JIS K 2265に規定された方法で測定した。
(5) 全酸価：JIS K 2514に規定された方法で測定した。
(6) Falex焼付荷重：ASTM D 3233に準拠し、鋼（AISI C-1137）製のブロック及び鋼（SAE 3135）製のピンを用い、初期温度４０℃、回転数２９０rpmで負荷を加えてゆき、焼き付くときの荷重を測定した。
【００２８】
【表２】

【００２９】
上記実施例２の供試油に、酸化防止剤として、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール（DBPC）又はフェニル-α-ナフチルアミン（PNA）、帯電防止剤として、ベンゾトリアゾール（BTA）、加水分解抑制剤として、ビス（ブチルフェニル）カルボジイミド（BBPC）又はフェニルグリシジルエーテル（PGE）を全供試油質量基準で表３に示した量、それぞれ添加した。
【００３０】
これについて、酸化安定度試験（JIS C 2101に規定された方法により、１２０℃、７５時間）及び回転ボンベ式酸化安定度試験（RBOT、JIS K 2514に規定された方法により、１５０℃）を行った。この結果を、表３に示した。
【００３１】
【表３】

【００３２】
表２から、実施例１〜５の供試油は、動粘度、生分解性、低温流動性、引火点のバランスが良く、安全で環境に優しい潤滑剤として優れている。これに対して、比較例１は引火点が低く、比較例２は流動点が高過ぎて、比較例３は動粘度及び流動点が高く、しかも生分解性が低く、比較例４は生分解性及び引火点が低く、比較例５は流動点が高く、比較例６は生分解性及び引火点が低く、比較例７は生分解性が低く、比較例８は引火点が低いなど、いずれも潤滑剤として劣っている。
【００３３】
また、実施例６〜１１の酸化防止剤、金属不活性剤或いは加水分解抑制剤等を添加した物は、極めて良好な酸化安定性を有している。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の潤滑剤は、引火点が高く、流動点が低く、安定性が良好で、生分解性及び潤滑性に優れた、すなわち、これらの特性においてバランスがとれ、実用性能に優れているという格別の効果を奏する。

Claims

トリメチロールプロパン及び／又はペンタエリスリトールと、炭素数７〜１８の直鎖脂肪酸、３,５,５‐トリメチルヘキサン酸及び２‐エチルヘキサン酸がモル比で６０：２３：１７〜８５：１０：５からなるエステルを９０質量％以上含有し、４０℃ における動粘度が１０〜８０mm²/s、生分解性が６０％以上、引火点が２５０℃以上、流動点が−１５℃以下である生分解性潤滑剤。
上記請求項１において、酸化防止剤としてフェノール系及び／又はアミン系化合物を、金属不活性剤としてトリアゾール化合物を、または加水分解抑制剤としてカルボジイミド及び／又はエポキシ化合物のいずれか１種以上をそれぞれ１質量％以下添加したことからなる生分解性潤滑剤。
タービン油、油圧作動油又は軸受油に用いられる請求項１又は２に記載の生分解性潤滑剤。