JP4416921B2

JP4416921B2 - Traction drive fluid

Info

Publication number: JP4416921B2
Application number: JP2000166901A
Authority: JP
Inventors: 宏和斎藤; 浩平松尾
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: JP2001342477A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクションドライブ用流体に係わり、特には、トラクション特性、粘度温度特性、および低温流動性に優れたトラクションドライブ用流体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ころがりすべり摩擦を利用した動力伝達機構には、フリクションドライブとトラクションドライブがある。フリクションドライブは、接触する固体間の摩擦力により動力を伝達するが、トラクションドライブは、動力を伝達する転動面間に油膜を形成させ、その油膜を介して力を伝える機構である。動力伝達を効率良く行うためには、高い接触圧力下で流動性を失い硬化する性質を有する液体（トラクションドライブ用流体）を用いる必要がある。この硬化する性質が、剪断に対する抵抗力となり、動力伝達の効率を向上させる。転動体間の摩擦係数を、直接接触によるものと区別してトラクション係数と呼ぶが、このトラクション係数が高い事が、トラクションドライブ用流体に必要な性能の１つである。
【０００３】
近年は、トラクションドライブ装置の高性能化や小型軽量化の研究が進み、トラクションドライブ用流体も高性能のものが要求されている。これに伴い、自動車の変速機としての利用が注目されている。自動車用トラクションドライブ装置には、トラクションドライブ本体の他に、トルクコンバータ、油圧機構、湿式クラッチ、歯車機構などが含まれる。このため、トラクションドライブ用流体には、動力伝達容量に直接関係するトラクション特性に加えて、粘度温度特性、湿式クラッチ摩擦特性、歯車機構などの耐摩耗性などといった、様々な性質が求められている。つまり、自動車は様々な環境で使用されるため、気温の変化などがあった場合でも一定の油圧を供給できること、極寒地条件であっても十分な始動性を有すること（低温流動性に優れること）、装置のころがり疲労損傷を防ぐために高い温度であっても粘度が低くなり過ぎないこと等である。
【０００４】
トラクションドライブ用流体は、これまでも種々提案されており、モンサント社のサントトラックなどに代表される、合成ナフテンと呼ばれる脂環式化合物が有名である。しかし、これらの化合物はトラクション係数は高く優れているが、粘度指数が低く、広い温度範囲で使用される自動車向けとしては、粘度温度特性の面から適切ではない。特に、低温粘度が非常に高くなるため、低温時の始動性の面で課題があった。
【０００５】
一方、工業用として実用化されているものの中には、ハード型（分岐型）アルキルベンゼンやポリブテン等、低温流動性に優れたものもある。しかし、これらはトラクション係数が合成ナフテンより低く、自動車に用いられるような小型のトラクションドライブ装置では、充分な動力伝達は難しい。
【０００６】
これらの課題を解決すべく、低温流動性に優れたトラクションドライブ用流体は、これまでにも様々なものが報告されている。例えば、特開昭５８−６７７９３号公報には、フェニル基或いはシクロヘキシル基を含んだポリオルガノシロキサン（通称シリコーン油）３０〜１００重量％と合成ナフテンとの混合物が開示されている。このような組成とすることにより、粘度温度特性、低温流動性に優れたトラクション液が得られるとしている。しかしながら、シリコーン油の含有量が高すぎるため、自動車用として用いるためには、湿式クラッチ摩擦特性および耐摩耗性に課題を有している。また、特開昭６０−１３５４９０には、特殊なシロキサン分子単位を有するポリオルガノシロキサンを用いたトラクション液が開示されている。このものは、トラクション特性、粘度温度特性に優れているとしているが、自動車用トラクションドライブ流体として必要となる添加剤の溶解性が劣り、さらに一般に入手しにくく、高価である。特開平５−２５５６８１号公報には、α−アルキルスチレンの二量体水添物とジメチルシリコーンとを混合させたトラクションドライブ用流体が開示されている。このものは、低温流動性には優れるが、トラクション係数が不充分であり、また基材同士の相溶性の点で、混合できるジメチルシリコーンの粘度が低粘度のものに限られていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べて来たように、従来の公知技術では、自動車用のトラクションドライブ用流体として用いるには課題を残していた。本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。つまり、本発明の目的は、トラクション係数が高く、低温流動性に優れ、かつ粘度指数の高い自動車用トラクションドライブ用流体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高いトラクション係数を有し、さらに優れた粘度温度特性、低温流動性を有するトラクションドライブ用流体を開発すべく鋭意研究した。その結果、下記の成分からなるトラクションドライブ用流体が、所期の目的を満足することを見出した。すなわち、
【０００９】
（１）分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物を主成分とし、下記（Ａ）成分を組成物全量基準で１〜３０質量％含有するトラクションドライブ用流体。
（Ａ）置換基がメチル基およびアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が０．２〜３０であるポリオルガノシロキサン。
【００１０】
（２）（Ａ）成分としてのポリオルガノシロキサンが、下記（Ａ１）（Ａ２）成分の混合物であり、かつ（Ａ１）と（Ａ２）の比率が１：３０〜３０：１である請求項１記載の組成物。
（Ａ１）置換基がメチル基およびアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が１０〜３０であるポリオルガノシロキサン。
（Ａ２）置換基がメチル基およびアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が０．２〜１０であるポリオルガノシロキサン。
【００１１】
前記の、分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物は、高いトラクション係数を有するが、粘度指数が低く、低温における粘度が高い。一方、前記（Ａ）成分はトラクション係数が比較的低いが、低温流動性に優れる。この両者を混合すると、トラクション係数に相乗効果が見られ互いの加重平均よりも高い値となり、しかも低温流動性を向上させることができることを見出した。さらに、前記（Ａ）成分として（Ａ１）成分と（Ａ２）成分の混合物を用いると、トラクション係数と低温流動性とがより優れた組成物とできることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物としては、例えばα−アルキルスチレン二量体の水素化物などを挙げることができる。その好ましい例としては、１，２−ジシクロヘキシルプロパン、１，２−ジシクロヘキシル−２−メチルプロパン、１，２−ジシクロヘキシル−２−メチルプロパン、２，３−ジシクロヘキシルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、１，３−ジシクロヘキシルブタン、１，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、１，３−ジシクロヘキシル−３−メチルブタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、２，４−ジシクロヘキシルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，４−ジメチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルヘキサン、２，４−ジシクロヘキシル−４−メチルヘキサン、３，５−ジシクロヘキシル−３−メチルヘプタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルヘプタン、４，６−ジシクロヘキシル−４−メチルヘプタンなどが挙げられる。中でも、トラクション性能や原料の入手性などの面から特に２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタンが好ましい。
【００１３】
これらは、α−アルキルスチレンを二量化させ、さらに水素化することなどで得られる。二量化の条件、および水素化の条件は特に指定しないが、例えば、米国特許第３９２５２１７号などに開示されている方法を用いることができる。
【００１４】
本発明においては、上記のような分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物を主成分とする。ここで、主成分とは、明確に濃度で規定できるものではないが、潤滑油に通常用いられる潤滑油基油がこれに該当する。例えば、通常、３０％以上、好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上含有する場合がこれに相当する。
【００１５】
本発明で用いる（Ａ）成分のポリオルガノシロキサンは、下記の一般式で表されるシロキサンの重合体である。
【００１６】
【化１】

【００１７】
ここで、ＲとＲ′は互いに同じでも異なっても良い。また隣り合うシロキサン単位毎にＲとＲ′はそれぞれ異なっていても良い。ｎは、重合度により変化する整数であり、特に限定されないが、１〜１００の間にあることが望ましい。重合度が大きすぎると低温粘度が高くなりすぎるなど、目的の性能が得られない場合がある。
【００１８】
また、このポリシロキサン分子の末端は、Ｓｉ原子に最大３つの炭化水素基が付くことになるが、これらの置換基もメチル基、フェニル基のいずれでも良い。しかし、シロキサン分子の安定性の点で、メチル基が３個結合しているものが好適に使用できる。
【００１９】
そして本発明においては、Ｒ、Ｒ′がそれぞれメチル基（−ＣＨ_３）、もしくはアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が０．２〜３０のものを用いる。
ここでアリール基とはベンゼン環を少なくとも一つ含む置換基を表す。特にはフェニル基の場合が好ましい。
【００２０】
「メチル基とアリール基のモル比」とは、ポリオルガノシロキサン構造中に含まれる、Ｓｉ原子と結合している置換基の数の比であり、メチル基の数／アリール基の数のことである。つまりこの数字が小さくなればなるほど、アリール基の比率が高くなる。
（Ａ）成分に含まれるメチル基とアリール基のモル比が小さいほど、トラクション係数が高くなり、添加剤溶解性に優れるが、反面、低温粘度が高くなったり、粘度指数が低くなったりと、目的とする性能が得られないことがある。そこで、トラクション係数が高く、低温流動性に優れ、粘度指数が高く、かつ、潤滑油として要求される様々な性能を満足するために必要な添加剤の溶解性も満足するためには、メチル基とアリール基のモル比を０．２〜３０の範囲にすることが必要である。
【００２１】
シリコーン油としてより一般的な、ポリジメチルシロキサンだと、脂環式化合物に対しての相溶性が劣り、より低粘度のものしか溶解しない。従って、高温での動粘度を高くできない。また、添加剤が溶けない場合があるため好ましくない。
【００２２】
（Ａ）成分の濃度は、組成物全量基準で１〜３０質量％となるようにする。好ましくは１０〜３０質量％とすべきである。（Ａ）成分濃度が１質量％未満では低温流動性、粘度温度特性が自動車用トラクションドライブ流体としての性状を満足しなくなることがあるため好ましくない。一方３０質量％を超えると、低温粘度は低下するものの、トラクション係数が低くなりすぎ、また変速機油としての性能を発揮するために必要な添加剤の溶解性が悪化するなどの問題が起こることがあるため好ましくない。
【００２３】
また、（Ａ）成分として、下記の（Ａ１）、（Ａ２）成分、
（Ａ１）置換基がメチル基およびアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が１０〜３０であるポリオルガノシロキサン
（Ａ２）置換基がメチル基およびアリール基からなり、メチル基とアリール基のモル比が０．２〜１０であるポリオルガノシロキサン
の混合物を用いることがさらに好ましい。すなわち、トラクション係数はやや低いが低温流動性に優れた（Ａ１）成分と、低温流動性はやや劣るがトラクション係数が（Ａ１）成分よりも高く、添加剤溶解性にも優れた（Ａ２）成分を混合することで、変速機用として用いるために好ましい組成物を作ることができる。
【００２４】
この場合、（Ａ１）と（Ａ２）の比率は１：３０〜３０：１、より好ましくは５：２５〜２５：５となるようにすべきである。
上に挙げた範囲を外れると、（Ａ１）と（Ａ２）それぞれの優れた点を生かすことができなくなる。
【００２５】
特に好ましくは、
（Ａ１）成分として、メチル基とアリール基のモル比が１５〜２５であるポリオルガノシロキサン、（２５℃の動粘度２０〜２００ｍｍ^２／ｓ）
（Ａ２）成分として、メチル基とアリール基のモル比が０．６〜９であるポリオルガノシロキサン、（２５℃の動粘度２０〜５００ｍｍ^２／ｓ）
を挙げることができる。
【００２６】
（Ａ１）、（Ａ２）成分は、それぞれ２種以上のものを併用しても良いし、シリコーン油の合成の際にあらかじめ混合してあってもかまわない。
【００２７】
なお、さらに本発明の効果を損なわない範囲で、イソパラフィン系炭化水素油やアルキルベンゼンなどの炭化水素化合物を適宜配合することを妨げるものではない。
【００２８】
イソパラフィン系炭化水素油としては、α−オレフィンなどの重合体、或はこの水素化物を用いることができる。重合の原料としては、炭素数が３以上のオレフィンであればよく、特にブテン、ブチレンなどの２〜７量体が好ましい。また、これらのオレフィンは単独で重合させても、共重合体の形でも良い。最終的に得られるものが、数平均分子量１００〜１０００であれば好適に使用できる。数平均分子量が１００を切った場合、或は１０００を超えた場合は、所定の動粘度もしくは低温粘度が得られなくなることがある。
【００２９】
アルキルベンゼンについても、公知の方法で製造したものが利用できる。例えば、プロピレンの２〜６量体を、フッ化水素、硫酸、塩化アルミニウム等の触媒を用いてベンゼン、トルエン、キシレン等と反応させることにより得ることができる。反応条件は、種々の要因が絡むために特定することは難しいが、例えば塩化アルミニウムを触媒として用いる場合、反応温度が２０〜１５０℃、反応圧力が２×１０^５〜１．１×１０^６Ｐａの範囲が好適に使用できる。最終的に、蒸留等によりアルキル基の炭素数が５〜２０のものを分離し、本発明の潤滑油の成分として使用する。アルキル基の炭素数がこの範囲を外れると、所定の動粘度、トラクション係数が得られなくなることがあるため好ましくない。
【００３０】
上記のような構成成分を混合して得られるトラクションドライブ用流体は、４０℃における動粘度が１５〜３０ｍｍ^２／ｓ、１００℃における動粘度が３．５〜７．０ｍｍ^２／ｓ、粘度指数が１００〜２５０、−４０℃におけるブルックフィールド粘度が、２５，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓ程度の値を示す。
これらの粘度特性は、変速機に含まれるポンプなどの油圧機構を正常に作動させたり、シール材からの漏れ、軸受けなどの損傷を防ぐために必要となる。これが、上記の範囲を外れるようになると、自動車用のトラクションドライブ用流体として使用することが難しくなる。
本発明のトラクションドライブ用流体は、前記のような構成成分とすることで、自動車用に適する物理性状を得ることができたものである。これにより、低温流動性とトラクション
係数を両立させたトラクションドライブ用流体とすることができる。
【００３１】
本発明のトラクションドライブ用流体には、上記の成分の他に、本発明の目的が損なわれない範囲で、従来から潤滑油に用いられている摩擦調整剤、摩耗防止剤、極圧剤、清浄分散剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性剤、消泡剤などを適宜添加することができる。
【００３２】
摩擦調整剤としては脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族イミド、アルコール、エステル、リン酸エステルアミン塩、亜リン酸エステルアミン塩等が、摩耗防止剤としてはリン酸エステル、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が、極圧剤としては硫化オレフィン、硫化油脂等が、分散剤としてはポリアルケニルコハク酸イミド、ポリアルケニルコハク酸エステル及びそれぞれのホウ酸変性物等が、清浄剤としてはアルカリ土類金属スルフォネート、フェネート、サリシレート等が、酸化防止剤としてはアミン系、フェノール系の酸化防止剤等が、金属不活性剤としてはベンゾトリアゾール、チアジアゾール等が、防錆剤としてはアルケニルコハク酸エステルまたはその部分エステルなどが、消泡剤としてはシリコン化合物、エステル系消泡剤等が、それぞれ挙げられる。これらはそれぞれコンポーネントで添加しても良いし、また、これらの混合物として販売されているパッケージを用いても良い。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例および比較例により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限定されるものではない。
実施例及び比較例で使用した潤滑油組成物の各成分を以下に示す。
【００３４】
〔分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物〕
２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン
【００３５】
〔Ａ成分〕
（Ａ１）成分：置換基にアリール基を有するポリオルガノシロキサンで、メチル基／アリール基のモル比が１０〜３０のもの。
【００３６】
（Ａ１−４０）：アリール基＝フェニル基、メチル基／フェニル基のモル比＝１９であるポリオルガノシロキサン。２５℃の動粘度：４０ｍｍ^２／ｓ。
（Ａ１−５０）：アリール基＝フェニル基、メチル基／フェニル基のモル比＝１９であるポリオルガノシロキサン。２５℃の動粘度：５０ｍｍ^２／ｓ
（Ａ１−１００）：アリール基＝フェニル基、メチル基／フェニル基のモル比＝１９であるポリオルガノシロキサン。２５℃の動粘度：１００ｍｍ^２／ｓ
【００３７】
（Ａ２）成分：置換基にアリール基を有するポリオルガノシロキサンで、メチル基／アリール基のモル比が０．２〜１０のもの。
【００３８】
（Ａ２−４０）：アリール基＝フェニル基、メチル基／フェニル基のモル比＝１であるポリオルガノシロキサン。２５℃の動粘度：４０ｍｍ^２／ｓ。
（Ａ２−４００）：アリール基＝フェニル基、メチル基／フェニル基のモル比＝３であるポリオルガノシロキサン。２５℃の動粘度：４００ｍｍ^２／ｓ。
【００３９】
その他の成分
（ＤＭ−１０）：ポリジメチルシロキサン、２５℃の動粘度：１０ｍｍ^２／ｓ。
（ＤＭ−２０）：ポリジメチルシロキサン、２５℃の動粘度：２０ｍｍ^２／ｓ。
（ＰＢ−Ａ）：ポリブテン、日本油脂製ＮＡＳ−４
（ＰＢ−Ｂ）：ポリブテン、日本油脂製ＮＡＳ−５Ｈ
（添加剤）：粘度指数向上剤、コハク酸イミド型分散剤、Ｃａ系清浄剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、極圧剤、金属不活性化剤、消泡剤などの混合物。
【００４０】
実施例および比較例で得たトラクションドライブ用流体の評価は、下記の方法で行なった
【００４１】
（動粘度および粘度指数）
ＪＩＳＫ２２８２に従って、４０℃と１００℃の動粘度を測定し、粘度指数の計算を行った。
【００４２】
（トラクション係数）
曽田式四円筒試験機を用いて測定した、法線荷重に対する伝達された接線力の比をトラクション係数とした。測定条件は、油温１００℃、法線荷重３６０ｋｇｆ、回転数２４００ｒｐｍ（平均転がり速度５．０ｍ／ｓ）、すべり率２．２％で行った。
【００４３】
（ＢＦ（ブルックフィールド）粘度試験）
ＡＳＴＭＤ２９８３に従って、−４０℃のＢＦ粘度を測定した。
【００４４】
（添加剤溶解性）
ＡＴＦに使用される市販パッケージを用い、溶けるかどうかを目視で確認した。
【００４５】
（実施例１〜８及び比較例１〜５）
実施例１〜８として表１に示す配合組成のトラクションドライブ用流体を製造した。また、比較例１〜５として表２に示す配合組成のトラクションドライブ用流体を製造した。これらについて、動粘度、粘度指数、ＢＦ粘度、トラクション係数及びＡＴＦ添加剤溶解性を調べた。その結果を表１、２に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
【表２】

【００４８】
実施例１〜８は、分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物（２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン）と（Ａ）成分とを配合した場合、比較例１の２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン単独のものと比較して粘度指数の大幅な向上およびＢＦ粘度の低下すなわち低温流動性が向上している事が分かる。
特に（Ａ）成分として（Ａ１）成分と（Ａ２）成分を混合した場合（実施例４）には、低温流動性が著しく改善していることが分かる。
【００４９】
これら実施例のトラクション係数は、市販のトラクションオイルとほぼ同等の値である。
これに対し、分子中に少なくとも一つのシクロアルキル基を有する脂環式化合物のみのもの（比較例１）では、トラクション係数は大きいが、粘度指数が低く低温流動性が著しく悪い。（Ａ１）成分単独の場合（比較例２）、ポリオルガノシロキサンとしてフェニル基を含まないポリジメチルシロキサンを用いた場合（比較例３及び比較例５）は低温流動性は良いがトラクション係数が低く、またＡＴＦ添加剤溶解性が悪い。ポリブテン単独の場合（比較例４）には低温流動性は良いがトラクション係数が低かった。
【００５０】
また、実施例１と比較例１，２との比較から、両者の混合により、トラクション係数が違いの加重平均より０．００１向上していることもわかる。
【００５１】
（実施例９〜１３及び比較例６〜８）
自動車用のトラクションドライブ流体として使用することを考慮し、オートマチックトランスミッション潤滑油用の添加剤を添加したトラクションドライブ用流体を製造した。
実施例９〜１３及び比較例６〜８について配合組成及び動粘度、粘度指数、ＢＦ粘度、トラクション係数を併せて表３に示す。
【００５２】
【表３】

【００５３】
本発明の実施例は、実際にＡＴＦ添加剤を加えた場合でも、高いトラクション係数を満足しつつ低温流動性にも優れている。一方、比較例はトラクション係数が低かったり、添加剤が不溶であるなどの問題があった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のトラクションドライブ用流体は、優れた粘度温度特性、低温流動性を有するとともに、高いトラクション係数を有し、特に自動車用のトラクションドライブ流体として使用したときに優れた性能を発揮できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a traction drive fluid, and more particularly, to a traction drive fluid excellent in traction characteristics, viscosity temperature characteristics, and low-temperature fluidity.
[0002]
[Prior art]
There are friction drive and traction drive in the power transmission mechanism using rolling sliding friction. The friction drive is a mechanism that transmits power by a frictional force between contacting solids. The traction drive is a mechanism that forms an oil film between rolling surfaces that transmit power and transmits the force through the oil film. In order to transmit power efficiently, it is necessary to use a liquid (fluid for traction drive) having a property of losing fluidity and curing under a high contact pressure. This curing property becomes resistance to shearing and improves the efficiency of power transmission. The friction coefficient between the rolling elements is called a traction coefficient in distinction from that due to direct contact. A high traction coefficient is one of the performances required for the traction drive fluid.
[0003]
In recent years, research on high performance and miniaturization and weight reduction of traction drive devices has progressed, and high performance traction drive fluid is required. In connection with this, the use as a transmission of a motor vehicle attracts attention. In addition to the traction drive main body, the traction drive device for automobile includes a torque converter, a hydraulic mechanism, a wet clutch, a gear mechanism, and the like. For this reason, in addition to the traction characteristics directly related to the power transmission capacity, the traction drive fluid is required to have various properties such as viscosity temperature characteristics, wet clutch friction characteristics, and wear resistance of gear mechanisms and the like. . In other words, because automobiles are used in various environments, they can supply a constant oil pressure even when there are changes in temperature, etc., and have sufficient startability even in extremely cold conditions (excellent low temperature fluidity). ), The viscosity does not become too low even at a high temperature in order to prevent rolling fatigue damage of the apparatus.
[0004]
Various traction drive fluids have been proposed so far, and alicyclic compounds called synthetic naphthenes, which are typified by the Santo Truck of Monsanto, are well known. However, these compounds have a high traction coefficient and are excellent, but have a low viscosity index and are not suitable for automobiles used in a wide temperature range from the viewpoint of viscosity temperature characteristics. In particular, since the low-temperature viscosity becomes very high, there is a problem in terms of startability at low temperatures.
[0005]
On the other hand, some that have been put to practical use for industrial use have excellent low-temperature fluidity, such as hard (branched) alkylbenzene and polybutene. However, these have a traction coefficient lower than that of the synthetic naphthene, and it is difficult to transmit sufficient power with a small traction drive device used in an automobile.
[0006]
In order to solve these problems, various traction drive fluids excellent in low-temperature fluidity have been reported so far. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-67793 discloses a mixture of 30 to 100% by weight of a polyorganosiloxane (commonly known as silicone oil) containing a phenyl group or a cyclohexyl group and a synthetic naphthene. By setting it as such a composition, it is supposed that the traction liquid excellent in the viscosity temperature characteristic and low-temperature fluidity will be obtained. However, since the content of silicone oil is too high, there are problems in wet clutch friction characteristics and wear resistance for use in automobiles. JP-A-60-135490 discloses a traction solution using a polyorganosiloxane having a special siloxane molecular unit. This is said to be excellent in traction characteristics and viscosity-temperature characteristics, but has poor solubility in additives required as a traction drive fluid for automobiles, and is generally difficult to obtain and expensive. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-255681 discloses a fluid for traction drive in which a dimer hydrogenated α-alkylstyrene and dimethyl silicone are mixed. This is excellent in low-temperature fluidity, but has an insufficient traction coefficient, and in terms of compatibility between substrates, the viscosity of dimethyl silicone that can be mixed is limited to that having a low viscosity.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional known technology, there is a problem in using it as a fluid for a traction drive for automobiles. The present invention has been made to solve such problems. That is, an object of the present invention is to provide an automotive traction drive fluid having a high traction coefficient, excellent low-temperature fluidity, and a high viscosity index.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have intensively studied to develop a fluid for a traction drive having a high traction coefficient and further having excellent viscosity-temperature characteristics and low-temperature fluidity. As a result, it has been found that a traction drive fluid comprising the following components satisfies the intended purpose. That is,
[0009]
(1) A fluid for traction drive comprising an alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule as a main component and 1 to 30% by mass of the following component (A) based on the total amount of the composition.
(A) A polyorganosiloxane in which the substituent consists of a methyl group and an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 0.2 to 30.
[0010]
(2) The polyorganosiloxane as the component (A) is a mixture of the following components (A1) and (A2), and the ratio of (A1) to (A2) is 1:30 to 30: 1. The composition as described.
(A1) A polyorganosiloxane in which the substituent is a methyl group and an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 10 to 30.
(A2) A polyorganosiloxane in which the substituent consists of a methyl group and an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 0.2 to 10.
[0011]
The alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule has a high traction coefficient, but has a low viscosity index and a high viscosity at low temperatures. On the other hand, the component (A) has a relatively low traction coefficient but is excellent in low-temperature fluidity. It has been found that when these two are mixed, a synergistic effect is seen in the traction coefficient, which is higher than the weighted average of each other, and the low-temperature fluidity can be improved. Furthermore, when the mixture of the component (A1) and the component (A2) was used as the component (A), it was found that a composition having more excellent traction coefficient and low-temperature fluidity could be obtained, and the present invention was completed.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Examples of alicyclic compounds having at least one cycloalkyl group in the molecule include hydrides of α-alkylstyrene dimers. Preferred examples thereof include 1,2-dicyclohexylpropane, 1,2-dicyclohexyl-2-methylpropane, 1,2-dicyclohexyl-2-methylpropane, 2,3-dicyclohexylbutane, 2,3-dicyclohexyl-2- Methylbutane, 2,3-dicyclohexyl-2,3-dimethylbutane, 1,3-dicyclohexylbutane, 1,3-dicyclohexyl-2-methylbutane, 1,3-dicyclohexyl-3-methylbutane, 2,4-dicyclohexyl-2, 3-dimethylbutane, 2,4-dicyclohexylpentane, 2,4-dicyclohexyl-2-methylpentane, 2,4-dicyclohexyl-2,4-dimethylpentane, 2,4-dicyclohexyl-2,3-dimethylpentane, 2 , 4-Dicyclohexyl-2-methyl Hexane, 2,4-dicyclohexyl-4-methyl hexane, 3,5-dicyclohexyl-3-methyl heptane, 2,4-dicyclohexyl-2-methyl heptane, etc. 4,6-dicyclohexyl-4-methyl-heptane. Among these, 2,4-dicyclohexyl-2-methylpentane is particularly preferable from the viewpoint of traction performance and availability of raw materials.
[0013]
These can be obtained by dimerizing α-alkylstyrene and further hydrogenating it. The conditions for dimerization and hydrogenation are not particularly specified, but for example, a method disclosed in US Pat. No. 3,925,217 can be used.
[0014]
In the present invention, the main component is an alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule as described above. Here, the main component is not clearly defined by the concentration, but a lubricating base oil usually used for lubricating oil corresponds to this. For example, it corresponds to a case where the content is usually 30% or more, preferably 40% or more, more preferably 50% or more.
[0015]
The polyorganosiloxane of component (A) used in the present invention is a siloxane polymer represented by the following general formula.
[0016]
[Chemical 1]

[0017]
Here, R and R ′ may be the same as or different from each other. R and R ′ may be different for each adjacent siloxane unit. n is an integer that varies depending on the degree of polymerization and is not particularly limited, but is preferably between 1 and 100. If the degree of polymerization is too large, the desired performance may not be obtained, for example, the low-temperature viscosity becomes too high.
[0018]
Further, at the end of the polysiloxane molecule, a maximum of three hydrocarbon groups are attached to the Si atom, and these substituents may be either a methyl group or a phenyl group. However, from the viewpoint of stability of the siloxane molecule, those having three methyl groups bonded thereto can be suitably used.
[0019]
In the present invention, R and R ′ are each composed of a methyl group (—CH ₃ ) or an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 0.2 to 30.
Here, the aryl group represents a substituent containing at least one benzene ring. Particularly preferred is a phenyl group.
[0020]
“Molar ratio of methyl group to aryl group” is the ratio of the number of substituents bonded to Si atoms contained in the polyorganosiloxane structure, and is the number of methyl groups / number of aryl groups. is there. That is, the smaller this number, the higher the ratio of aryl groups.
(A) The smaller the molar ratio of the methyl group and the aryl group contained in the component, the higher the traction coefficient and the better the additive solubility, but on the other hand, the low temperature viscosity is increased and the viscosity index is decreased. The target performance may not be obtained. Therefore, in order to satisfy the various properties required as a lubricating oil with a high traction coefficient, excellent low-temperature fluidity, high viscosity index, and methyl group, And the molar ratio of the aryl group must be in the range of 0.2-30.
[0021]
Polydimethylsiloxane, which is more common as a silicone oil, has poor compatibility with alicyclic compounds and only dissolves those having a lower viscosity. Therefore, the kinematic viscosity at high temperature cannot be increased. Moreover, since an additive may not melt | dissolve, it is not preferable.
[0022]
The concentration of the component (A) is 1 to 30% by mass based on the total amount of the composition. Preferably, it should be 10 to 30% by mass. When the component concentration (A) is less than 1% by mass, the low temperature fluidity and viscosity temperature characteristics may not satisfy the properties of an automobile traction drive fluid, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the low-temperature viscosity is lowered, but the traction coefficient becomes too low, and the solubility of additives necessary for exhibiting performance as a transmission oil may be deteriorated. This is not preferable.
[0023]
As the component (A), the following components (A1) and (A2)
(A1) The substituent is composed of a methyl group and an aryl group, and the polyorganosiloxane having a molar ratio of the methyl group to the aryl group of 10-30 (A2) The substituent is composed of a methyl group and an aryl group, and the methyl group and the aryl group It is more preferable to use a mixture of polyorganosiloxane having a molar ratio of 0.2 to 10. That is, the (A1) component having a slightly low traction coefficient but excellent in low-temperature fluidity, and the (A2) component having a low traction coefficient higher than that of the (A1) component and excellent additive solubility. Can be used to make a preferred composition for use in transmissions.
[0024]
In this case, the ratio of (A1) to (A2) should be 1:30 to 30: 1, more preferably 5:25 to 25: 5.
If it is out of the above-mentioned range, the excellent points of (A1) and (A2) cannot be utilized.
[0025]
Particularly preferably,
(A1) As a component, polyorganosiloxane having a molar ratio of methyl group to aryl group of 15 to 25, (kinematic viscosity at 25 ° C. of 20 to ²⁰⁰ mm ² / s)
(A2) As a component, a polyorganosiloxane having a molar ratio of methyl group to aryl group of 0.6 to 9, (kinematic viscosity at 25 ° C. of 20 to 500 mm ² / s)
Can be mentioned.
[0026]
Two or more kinds of the components (A1) and (A2) may be used in combination, or they may be mixed in advance during the synthesis of the silicone oil.
[0027]
In addition, it does not preclude blending a hydrocarbon compound such as isoparaffinic hydrocarbon oil or alkylbenzene as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0028]
As the isoparaffinic hydrocarbon oil, a polymer such as α-olefin or a hydride thereof can be used. The raw material for the polymerization may be an olefin having 3 or more carbon atoms, and in particular, a 2 to 7 mer such as butene and butylene is preferable. These olefins may be polymerized alone or in the form of a copolymer. If what is finally obtained is a number average molecular weight of 100 to 1000, it can be suitably used. When the number average molecular weight is less than 100 or exceeds 1000, a predetermined kinematic viscosity or low temperature viscosity may not be obtained.
[0029]
As the alkylbenzene, those produced by a known method can be used. For example, it can be obtained by reacting propylene dimer to hexamer with benzene, toluene, xylene or the like using a catalyst such as hydrogen fluoride, sulfuric acid or aluminum chloride. The reaction conditions are difficult to specify because various factors are involved. For example, when aluminum chloride is used as a catalyst, the reaction temperature is 20 to 150 ° C., the reaction pressure is 2 × 10 ^{5 to} 1.1 × 10 ⁶ Pa. The range of can be suitably used. Finally, the alkyl group having 5 to 20 carbon atoms is separated by distillation or the like and used as a component of the lubricating oil of the present invention. If the number of carbon atoms of the alkyl group is out of this range, the predetermined kinematic viscosity and traction coefficient may not be obtained.
[0030]
The traction drive fluid obtained by mixing the components as described above has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 to 30 mm ² / s, a kinematic viscosity at 100 ° C. of 3.5 to 7.0 mm ² / s, and a viscosity index. The Brookfield viscosity at 100 to 250 and −40 ° C. is about 25,000 to 200,000 mPa · s.
These viscosity characteristics are necessary to normally operate a hydraulic mechanism such as a pump included in the transmission, and to prevent leakage from the seal material and damage to the bearing. If this falls outside the above range, it becomes difficult to use it as a traction drive fluid for automobiles.
The fluid for traction drive of the present invention can obtain physical properties suitable for automobiles by using the above-described constituent components. Thereby, it can be set as the fluid for traction drives which made low temperature fluidity and a traction coefficient compatible.
[0031]
In addition to the above-mentioned components, the traction drive fluid of the present invention includes friction modifiers, antiwear agents, extreme pressure agents, and cleanliness that have been used in lubricating oils to the extent that the object of the present invention is not impaired. A dispersant, an antioxidant, a rust inhibitor, a metal deactivator, an antifoaming agent, and the like can be added as appropriate.
[0032]
Friction modifiers include aliphatic amines, aliphatic amides, aliphatic imides, alcohols, esters, phosphate ester amine salts, phosphite ester amine salts, etc., and antiwear agents include phosphate esters, zinc dialkyldithiophosphates, etc. However, as an extreme pressure agent, sulfurized olefin, sulfurized oil and fat, etc., as a dispersant, polyalkenyl succinimide, polyalkenyl succinic acid ester and respective boric acid modified products, as a detergent, alkaline earth metal sulfonate, Phenates, salicylates, etc. are amine-based, phenol-based antioxidants as antioxidants, benzotriazole, thiadiazole, etc. as metal deactivators, alkenyl succinic acid esters or partial esters thereof as rust inhibitors However, antifoaming agents include silicon compounds and ester-based antifoaming agents. And the like, respectively. Each of these may be added as a component, or a package sold as a mixture thereof may be used.
[0033]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.
Each component of the lubricating oil composition used in Examples and Comparative Examples is shown below.
[0034]
[Alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule]
2,4-dicyclohexyl-2-methylpentane
[Component A]
Component (A1): A polyorganosiloxane having an aryl group as a substituent and having a methyl group / aryl group molar ratio of 10-30.
[0036]
(A1-40): Polyorganosiloxane in which aryl group = phenyl group, methyl group / phenyl group molar ratio = 19. Kinematic viscosity at 25 ° C .: 40 mm ² / s.
(A1-50): Polyorganosiloxane wherein aryl group = phenyl group, methyl group / phenyl group molar ratio = 19. Kinematic viscosity at 25 ° C .: 50 mm ² / s
(A1-100): Polyorganosiloxane in which aryl group = phenyl group, methyl group / phenyl group molar ratio = 19. Kinematic viscosity at 25 ° C .: 100 mm ² / s
[0037]
Component (A2): A polyorganosiloxane having an aryl group as a substituent and having a methyl group / aryl group molar ratio of 0.2 to 10.
[0038]
(A2-40): Polyorganosiloxane in which aryl group = phenyl group, methyl group / phenyl group molar ratio = 1. Kinematic viscosity at 25 ° C .: 40 mm ² / s.
(A2-400): Polyorganosiloxane in which aryl group = phenyl group, methyl group / phenyl group molar ratio = 3. Kinematic viscosity at 25 ° C .: 400 mm ² / s.
[0039]
Other components (DM-10): Polydimethylsiloxane, kinematic viscosity at 25 ° C .: 10 mm ² / s.
(DM-20): Polydimethylsiloxane, kinematic viscosity at 25 ° C .: 20 mm ² / s.
(PB-A): Polybutene, Nippon Oil & Fats NAS-4
(PB-B): Polybutene, Nippon Oil & Fats NAS-5H
(Additive): A mixture of a viscosity index improver, a succinimide dispersant, a Ca-based detergent, an antioxidant, a friction modifier, an extreme pressure agent, a metal deactivator, an antifoaming agent, and the like.
[0040]
Evaluation of the traction drive fluid obtained in the examples and comparative examples was performed by the following method.
(Kinematic viscosity and viscosity index)
According to JIS K2282, kinematic viscosities at 40 ° C. and 100 ° C. were measured, and the viscosity index was calculated.
[0042]
(Traction coefficient)
The ratio of the transmitted tangential force to the normal load, measured using a Kamata type four-cylinder testing machine, was defined as the traction coefficient. The measurement conditions were an oil temperature of 100 ° C., a normal load of 360 kgf, a rotation speed of 2400 rpm (average rolling speed of 5.0 m / s), and a slip ratio of 2.2%.
[0043]
(BF (Brookfield) viscosity test)
The BF viscosity at −40 ° C. was measured according to ASTM D 2983.
[0044]
(Additive solubility)
A commercial package used for ATF was used to visually check whether it melted.
[0045]
(Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5)
Traction drive fluids having the composition shown in Table 1 as Examples 1 to 8 were produced. Moreover, the fluid for traction drives of the composition shown in Table 2 as Comparative Examples 1-5 was manufactured. These were examined for kinematic viscosity, viscosity index, BF viscosity, traction coefficient, and ATF additive solubility. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0046]
[Table 1]

[0047]
[Table 2]

[0048]
In Examples 1 to 8, when an alicyclic compound (2,4-dicyclohexyl-2-methylpentane) having at least one cycloalkyl group in the molecule and the component (A) were blended, 2 of Comparative Example 1 It can be seen that the viscosity index is greatly improved and the BF viscosity is lowered, that is, the low-temperature fluidity is improved, as compared with 1,4-dicyclohexyl-2-methylpentane alone.
In particular, when the (A1) component and the (A2) component are mixed as the (A) component (Example 4), it is understood that the low temperature fluidity is remarkably improved.
[0049]
The traction coefficient of these examples is almost the same value as commercially available traction oil.
On the other hand, in the case of only an alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule (Comparative Example 1), the traction coefficient is large, but the viscosity index is low and the low-temperature fluidity is extremely poor. In the case of component (A1) alone (Comparative Example 2), when polydimethylsiloxane containing no phenyl group is used as the polyorganosiloxane (Comparative Example 3 and Comparative Example 5), the low temperature fluidity is good but the traction coefficient is low. Also, the ATF additive solubility is poor. In the case of polybutene alone (Comparative Example 4), the low temperature fluidity was good, but the traction coefficient was low.
[0050]
Moreover, it can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 that the traction coefficient is improved by 0.001 from the weighted average of the difference due to the mixing of the two.
[0051]
(Examples 9 to 13 and Comparative Examples 6 to 8)
In consideration of use as a traction drive fluid for automobiles, a traction drive fluid to which additives for automatic transmission lubricating oil were added was manufactured.
Table 3 shows the formulation composition, kinematic viscosity, viscosity index, BF viscosity, and traction coefficient for Examples 9 to 13 and Comparative Examples 6 to 8.
[0052]
[Table 3]

[0053]
The examples of the present invention are excellent in low temperature fluidity while satisfying a high traction coefficient even when an ATF additive is actually added. On the other hand, the comparative examples had problems such as a low traction coefficient and insoluble additives.
[0054]
【The invention's effect】
The traction drive fluid of the present invention has excellent viscosity-temperature characteristics and low-temperature fluidity, has a high traction coefficient, and can exhibit excellent performance particularly when used as a traction drive fluid for automobiles.

Claims

It contains 40% by mass or more of an alicyclic compound having at least one cycloalkyl group in the molecule, is a mixture of the following components (A1) and (A2), and the ratio of (A1) and (A2) is 1: A fluid for traction drive containing 1 to 30% by mass of component (A) that is 30 to 30 : 1 based on the total amount of the composition.
(A 1 ) A polyorganosiloxane in which the substituent is a methyl group and an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 15 to 25 .
(A2) A polyorganosiloxane in which the substituent is a methyl group and an aryl group, and the molar ratio of the methyl group to the aryl group is 0.6 to 9.

The traction drive fluid according to claim 1, wherein the component (A) is contained in an amount of 10 to 30% by mass based on the total amount of the composition , and the ratio of (A1) and (A2) is 5:25 to 25: 5 .