JP5185489B2 - Base oil for lubricating oil comprising decene oligomer hydride, lubricating oil composition, and method for producing decene oligomer hydride - Google Patents

Base oil for lubricating oil comprising decene oligomer hydride, lubricating oil composition, and method for producing decene oligomer hydride Download PDF

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Description

本発明は、潤滑油用基油、潤滑油組成物およびデセンオリゴマー水素化物の製造方法に関し、詳しくは、低粘度、低温流動性および高引火点を有する潤滑油用基油、潤滑油組成物および、その潤滑油用基油に用いられるデセンオリゴマー水素化物の効果的な製造方法に関するものである。   The present invention relates to a base oil for lubricating oil, a lubricating oil composition, and a process for producing a decene oligomer hydride, and more particularly, a base oil for lubricating oil having a low viscosity, low temperature fluidity and high flash point, a lubricating oil composition, and The present invention relates to an effective method for producing a decene oligomer hydride used in the base oil for lubricating oil.

近年、コピー装置、ファックス装置、オモチャなどの歯車、軸受けシャフト、等機械部品には、機械的強度、軽さ、価格の安さから、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート−ABS系樹脂などの樹脂の成形物が幅広く用いられ、単独で又は金属製の機械部品と組み合わされて利用されている。これら機械部品の防錆及び潤滑のために、エステル系化合物やジエステル系化合物、又は鉱油を主成分とする潤滑油に防錆剤を添加した防錆潤滑組成物が用いられてきた。
しかし、上記のエステル系化合物やジエステル系化合物などに防錆剤を添加した防錆潤滑組成物は、最近になって、ケミカルアタックと呼ばれる影響をプラスチック製品に与え、プラスチック製の歯車、軸受けシャフト等の機械部品を損傷したり、クラックを生じさせたりすることが判明してきた。このため、基油として脂肪族2価アルコールの飽和脂肪族モノカルボン酸ジエステルを用いることや、ポリオレフィン等の炭化水素からなる基油に特定の炭酸エステルやオキシ脂肪酸オリゴマーなどを配合することが提案されている(例えば、特許文献1、2および3参照)。
In recent years, machine parts such as copiers, fax machines, toys and other gears, bearing shafts, etc. are made of polycarbonate resin, ABS resin, polystyrene resin, polycarbonate-ABS resin, etc. because of their mechanical strength, lightness and low price. Resin moldings are widely used and used alone or in combination with metal mechanical parts. For rust prevention and lubrication of these machine parts, rust preventive lubricating compositions in which a rust inhibitor is added to an ester compound, a diester compound, or a lubricant mainly composed of mineral oil have been used.
However, a rust preventive lubricating composition in which a rust preventive agent is added to the above ester compound or diester compound has recently been given an effect called chemical attack on plastic products, such as plastic gears, bearing shafts, etc. Have been found to cause damage and cracks. For this reason, it has been proposed to use a saturated aliphatic monocarboxylic acid diester of an aliphatic dihydric alcohol as the base oil, or to blend a specific carbonate ester or an oxyfatty acid oligomer with a base oil composed of a hydrocarbon such as polyolefin. (See, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

ところで、デセンのオリゴマー化としては、これまで酸触媒(BF3等)が用いられ、粘度が高い割には、引火点の低いデセントリマー水素化物が製造されている(例えば、特許文献4参照)。また、最近、デセンのオリゴマー化による脱ろう系の潤滑油が登場してきたが、動粘度を合わすことは出来ても、同じ動粘度では、引火点を高くした低温流動性のある潤滑油は得られていない(例えば、特許文献5参照)。
なお、プラスチック成形物用防錆潤滑組成物としては、デセンオリゴマーなどの合成炭化水素油に、防錆添加剤を配合したものや、増ちょう剤と極圧剤を配合したグリース組成物などが提案されている(例えば、特許文献6および7参照)。
デセンオリゴマーの製造方法としては、メタロセン触媒を用いて数平均分子量500〜200000のデセンオリゴマーを製造し、必要に応じて引き続き水素添加して、潤滑油用基油として用いることが知られている(例えば、特許文献8参照)。
By the way, as an oligomerization of decene, an acid catalyst (BF 3 or the like) has been used so far, and a high-viscosity decene trimer hydride has been produced (see, for example, Patent Document 4). . Recently, dewaxing lubricants by decene oligomerization have appeared, but even if the kinematic viscosities can be combined, a low temperature fluidity lubricant with a high flash point can be obtained with the same kinematic viscosity. (For example, refer to Patent Document 5).
In addition, as rust preventive lubricating compositions for plastic moldings, proposed are synthetic hydrocarbon oils such as decene oligomers, blended with rust preventive additives, and grease compositions blended with thickeners and extreme pressure agents. (For example, see Patent Documents 6 and 7).
As a method for producing a decene oligomer, it is known that a decene oligomer having a number average molecular weight of 500 to 200,000 is produced using a metallocene catalyst, followed by hydrogenation if necessary, and used as a base oil for lubricating oil ( For example, see Patent Document 8).

特開2003−321691号公報JP 2003-321691 A 特開平10−36870号公報JP 10-36870 A 特開平11−199885号公報JP-A-11-199885 特表平10−504326号公報Japanese National Patent Publication No. 10-504326 特表2002−502436号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-502436 特開2003−239954号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-239954 特開2002−69474号公報JP 2002-69474 A 特表2002−518582号公報Special Table 2002-518582

特に情報機器関連等の潤滑油には、低温(40℃)で低粘度であり、粘度指数および低温流動性に優れ、且つ、高沸点で高い引火点を有する潤滑油が求められている。前述のように潤滑油用基油としてデセンオリゴマーが用いられるが、低温で低粘度である潤滑油は得られていない。 また、基油(合成炭化水素油)が低温で低粘度であれば、防錆剤、粘度指数向上剤の添加に伴う粘度上昇に対処できる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低温で低粘度であり、粘度指数および低温流動性に優れ、且つ、高い引火点を有する潤滑油用基油、潤滑油組成物および潤滑油用基油に用いられるデセントリマー水素化物の製造方法を提供することを目的とするものである。
In particular, lubricating oils for information equipment and the like are required to have a low viscosity at a low temperature (40 ° C.), an excellent viscosity index and low temperature fluidity, a high boiling point and a high flash point. As described above, decene oligomers are used as base oils for lubricating oils, but lubricating oils having low viscosity at low temperatures have not been obtained. Further, if the base oil (synthetic hydrocarbon oil) is low viscosity at a low temperature, it can cope with an increase in viscosity due to the addition of a rust inhibitor and a viscosity index improver.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low viscosity at low temperature, an excellent viscosity index and low temperature fluidity, and a high flash point, a lubricating oil base oil, a lubricating oil composition, and a lubricating oil. An object of the present invention is to provide a method for producing a decentrimer hydride used in an oil base oil.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の物性を有するデセンオリゴマー水素化物が潤滑油用基油として優れており、このデセンオリゴマー水素化物はメタロセン触媒を用いてオリゴマー化し、アルカリ処理した後、特定の条件で水素化処理して精製することにより得られることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a decene oligomer hydride having specific physical properties is excellent as a base oil for lubricating oil, and this decene oligomer hydride uses a metallocene catalyst. After the oligomerization and the alkali treatment, the inventors found that it can be obtained by purifying by hydrogenation under specific conditions, and reached the present invention.

すなわち、本発明は、
(1)、(A)40℃における動粘度が16mm2/s以下、(B)引火点が250℃以上、(C)流動点が−50℃以下であるデセンオリゴマー水素化物からなり、該デセンオリゴマー水素化物の90%質量%以上がデセントリマー水素化物である潤滑油用基油、および
)、基油として、(1)の潤滑油用基油を用いたことを特徴とする潤滑油組成物
を提供するものである。
That is, the present invention
(1), (A) consisting of a decene oligomer hydride having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 16 mm 2 / s or less, (B) a flash point of 250 ° C. or more, and (C) a pour point of −50 ° C. or less. A base oil for lubricating oil in which 90% by mass or more of the oligomer hydride is a decent trimer hydride , and ( 2 ) a lubricating oil using the base oil for lubricating oil of (1) as the base oil A composition is provided.

本発明によれば、40℃における動粘度が低く、高引火点を有する低温流動性のある潤滑油用基油(合成炭化水素油)が得られる。このように合成炭化水素油が低温で低粘度であれば、防錆剤、粘度指数向上剤の添加に伴う粘度上昇に対処できることから、本発明の潤滑油用基油は、軸受け油、プラスチック成形物用防錆潤滑組成物、織物繊維仕上げ剤(乳化剤組成物)などに用いることができる。   According to the present invention, a base oil for lubricating oil (synthetic hydrocarbon oil) having a low kinematic viscosity at 40 ° C. and a low-temperature fluidity having a high flash point can be obtained. Thus, if the synthetic hydrocarbon oil is low-temperature and low-viscosity, it can cope with the viscosity increase accompanying the addition of the rust inhibitor and viscosity index improver, so the base oil for lubricating oil of the present invention is a bearing oil, plastic molding It can be used for a rust preventive lubricating composition for textiles, a textile fiber finish (emulsifier composition) and the like.

まず、本発明の潤滑油用基油は、(A)40℃における動粘度が16mm2/s以下、(B)引火点が225℃以上、(C)流動点が−50℃以下であるデセンオリゴマー水素化物からなるものである。
デセンオリゴマー水素化物製造の原料には1−デセンが用いられる。特許文献1には「1−デセンの重合体を水素化処理して得られるポリ−α−オレフィン(デセンオリゴマー水素化物)は、高温安定性に優れるが、低温時の粘度上昇が大きく、また低温時の流動抵抗が大きく、低温流動性を満足しない。」([0002])と記載されているが、これに対して本発明の潤滑油用基油におけるデセンオリゴマー水素化物は、後述する方法により製造され、低温時の粘度(流動抵抗)が小さく、低温流動性を有するものである。
First, the base oil for lubricating oil of the present invention has (A) a kinematic viscosity at 40 ° C. of 16 mm 2 / s or less, (B) a flash point of 225 ° C. or more, and (C) a pour point of −50 ° C. or less. It consists of an oligomer hydride.
1-decene is used as a raw material for producing decene oligomer hydride. Patent Document 1 discloses that a poly-α-olefin (decene oligomer hydride) obtained by hydrotreating a polymer of 1-decene is excellent in high-temperature stability, but has a large increase in viscosity at low temperatures and low temperature. However, the decene oligomer hydride in the base oil for lubricating oil according to the present invention can be obtained by the method described later. It is manufactured, has a low viscosity at low temperature (flow resistance), and has low temperature fluidity.

本発明の潤滑油用基油の(A)40℃における動粘度は16mm2/s以下、好ましくは11〜16mm2/sである。このように低温における動粘度が小さければ、軸受けの起動時などに容易に対応することができ、このように低粘度であれば、防錆剤、粘度指数向上剤の添加に伴う粘度上昇に対処できる。
また、本発明の潤滑油用基油の(B)引火点は225℃以上、好ましくは230℃以上である。本発明の潤滑油用基油は引火点が高いので熱安定性に優れており、高温の厳しい環境での使用に耐えることができる。なお、この引火点はCOC法(JIS K 2265)によって測定される。
本発明の潤滑油用基油の(C)流動点は−50℃以下である。このように本発明の潤滑油用基油は、低粘度で幅広い温度範囲で長時間にわたって優れた潤滑性を示すことから、特に、焼結含浸軸受または流体用軸受として、或いは高温、高速回転で使用される転がり軸受等に封入されるグリースの基油としてなどに好適に使用することができる。
なお、本発明の潤滑油用基油は、デセンオリゴマーの水素化物の90質量%以上がデセントリマー水素化物であることが好ましい。このようにデセントリマー水素化物の濃度が高く、高純度のデセントリマー水素化物とすることによって、低温における動粘度が小さくなり、高引火点で低温流動性のある潤滑油用基油が得られる。
Kinematic viscosity (A) at 40 ° C. of the lubricating base oil of the present invention is 16 mm 2 / s or less, preferably 11 to 16 mM 2 / s. If the kinematic viscosity at such a low temperature is small, it can be easily handled at the time of starting the bearing, etc., and if it is low in this way, it copes with the viscosity increase due to the addition of a rust inhibitor and viscosity index improver. it can.
In addition, the (B) flash point of the lubricating base oil of the present invention is 225 ° C. or higher, preferably 230 ° C. or higher. Since the base oil for lubricating oil of the present invention has a high flash point, it has excellent thermal stability and can withstand use in a severe environment at high temperatures. This flash point is measured by the COC method (JIS K 2265).
The (C) pour point of the base oil for lubricating oil of the present invention is −50 ° C. or lower. As described above, the base oil for lubricating oil of the present invention exhibits excellent lubricity over a long period of time in a wide temperature range with a low viscosity, and therefore, particularly as a sintered impregnated bearing or a fluid bearing, or at high temperature and high speed rotation. It can be suitably used as a base oil of grease sealed in a rolling bearing used.
In the base oil for lubricating oil of the present invention, it is preferable that 90% by mass or more of the decene oligomer hydride is a decent trimer hydride. Thus, by using a decent trimer hydride having a high concentration of decent trimer hydride and a high purity decent trimer hydride, a kinematic viscosity at a low temperature is reduced, and a base oil for lubricating oil having a high flash point and low temperature fluidity is obtained.

本発明の潤滑油組成物は、前記のデセンオリゴマー水素化物を基油とするものであり、これに酸化防止剤、極圧剤、防錆剤、金属腐食防止剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、付着性向上剤などの添加剤の1種又は2種以上を適宜配合することにより製造される。これらの添加剤の配合量は、通常、基油のデセンオリゴマー水素化物に対して、それぞれ0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%である。   The lubricating oil composition of the present invention is based on the decene oligomer hydride described above, and includes an antioxidant, extreme pressure agent, rust inhibitor, metal corrosion inhibitor, oiliness agent, viscosity index improver. In addition, one or two or more additives such as a pour point depressant and an adhesion improver are appropriately blended. The compounding quantity of these additives is 0.01-10 mass% normally with respect to the decene oligomer hydride of a base oil, respectively, Preferably it is 0.1-5 mass%.

次に、本発明の潤滑油用基油に用いられるデセンオリゴマー水素化物の製造方法について説明する。
まず、(a)工程のデセンをオリゴマー化する工程における原料のデセンは、直鎖状1−デセンであり、これを単独で、または1−デセンの量に対して40モル%以下、特に20モル%以下、殊に5モル%以下の他の直鎖状のC8〜C12−1−アルケン(1−オクテン、1−ノネン、1−ウンデセンおよび1−ドデセンの中から選ばれる少なくとも一種)と混合してオリゴマー化できる。これらの1−アルケンは化学的に純粋のもの(通常は純度99〜99.9質量%)として、または通常90〜99質量%の純度での工業的混合物として使用できる。その際、工業的混合物中に残留する成分は通常はほぼ等しい揮発性の、重合性または非重合性の成分(例えば不飽和異性体、同族体または飽和炭化水素)である。使用される1−アルケンは一般に実質的に揮発性成分を含有せず、特により揮発性の飽和または不飽和の炭化水素、殊に8個未満の炭素原子を有するものを含有しないものである。なお、この実質的に含有しないとは、かかる揮発性成分の最大の可能な割合が1質量%未満、特に0.5質量%未満であることを意味する。
Next, the manufacturing method of the decene oligomer hydride used for the base oil for lubricating oil of this invention is demonstrated.
First, the raw material decene in the step of oligomerizing the decene in step (a) is linear 1-decene, which is used alone or 40 mol% or less, particularly 20 mol based on the amount of 1-decene. % Of other linear C 8 -C 12 -1-alkene (at least one selected from 1-octene, 1-nonene, 1-undecene and 1-dodecene) Can be mixed and oligomerized. These 1-alkenes can be used as chemically pure (usually 99 to 99.9% by weight purity) or as industrial mixtures with a purity of usually 90 to 99% by weight. In so doing, the components remaining in the industrial mixture are usually approximately volatile, polymerizable or non-polymerizable components (eg unsaturated isomers, homologues or saturated hydrocarbons). The 1-alkenes used are generally substantially free of volatile components, in particular those which contain more volatile saturated or unsaturated hydrocarbons, especially those having less than 8 carbon atoms. It should be noted that “not containing substantially” means that the maximum possible ratio of such volatile components is less than 1% by mass, particularly less than 0.5% by mass.

(a)のデセンをオリゴマー化する工程には、触媒として周期律表第4族元素を含有し共役炭素5員環を有する錯体、すなわち、メタロセン錯体が用いられると共に、助触媒として、酸素含有有機アルミニウム化合物が用いられる。
なお、トリエチルアルミニウムを単独で用い、160℃程度の高温デセンのオリゴマー化を行っても、デセンオリゴマー化物が得られるが、生成物はダイマーであり、トリマーは殆ど得られない。
前記メタロセン錯体における周期律表第4族元素としては、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムが用いられ、特にジルコニウムが好ましい。また、共役炭素5員環を有する錯体は、置換又は無置換のシクロペンタジエニル配位子を有する錯体が一般に用いられる。
In the step of oligomerizing decene (a), a complex containing a group 4 element of the periodic table and having a conjugated carbon 5-membered ring as a catalyst, that is, a metallocene complex is used, and an oxygen-containing organic compound is used as a promoter. Aluminum compounds are used.
In addition, even when triethylaluminum is used alone and oligomerization of high-temperature decene at about 160 ° C. is carried out, a decene oligomerized product is obtained, but the product is a dimer and almost no trimer is obtained.
As the Group 4 element of the periodic table in the metallocene complex, titanium, zirconium and hafnium are used, and zirconium is particularly preferable. As the complex having a conjugated carbon 5-membered ring, a complex having a substituted or unsubstituted cyclopentadienyl ligand is generally used.

メタロセン錯体としては、従来公知の化合物の中から、適宜選択して用いることができる。好適なメタロセン錯体の例としては、ビス(n−オクタデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス[(t−ブチルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリド、ビス(ジ−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(エチリデン−ビスインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド、エチリデンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリドおよびビス[3,3(2−メチル−ベンズインデニル)]ジメチルシランジイルジルコニウムジクロリドなどが挙げられる。
このようなメタロセン錯体は、簡単な公知の方法(例えばBrauer(ed.):Handbuch der Praeparativen Anorganischen Chemie, Volume 2, 3rd edition, pages 1395 to 1397, Enke, Stuttgart 1978に記載の方法)によって合成できる。好適に置換されているシクロペンタジエニルのリチウム塩から出発して、これを遷移金属ハロゲン化物と反応させる方法が有利である。
オリゴマー化反応において1種のメタロセン錯体のみを使用することが得策であるが、種々のメタロセン錯体の混合物を使用してもよい。
As a metallocene complex, it can select from a conventionally well-known compound suitably and can be used. Examples of suitable metallocene complexes include bis (n-octadecylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (trimethylsilylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride, bis [(t-butyldimethylsilyl ) Cyclopentadienyl] zirconium dichloride, bis (di-t-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, (ethylidene-bisindenyl) zirconium dichloride, biscyclopentadienylzirconium dichloride, ethylidenebis (tetrahydroindenyl) zirconium dichloride and And bis [3,3 (2-methyl-benzindenyl)] dimethylsilanediylzirconium dichloride.
Such metallocene complexes can be synthesized by a simple known method (for example, the method described in Brauer (ed.): Handbuch der Praeparativen Anorganischen Chemie, Volume 2, 3rd edition, pages 1395 to 1397, Enke, Stuttgart 1978). Preference is given to a process starting from a suitably substituted lithium salt of cyclopentadienyl which is reacted with a transition metal halide.
Although it is advisable to use only one metallocene complex in the oligomerization reaction, a mixture of various metallocene complexes may be used.

一方、助触媒の酸素含有有機アルミニウム化合物としては、例えば、メチルアルモキサン、エチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンなどが挙げられる。これらは、一種を用いても良く、二種以上を組合せて用いても良い。なお、この酸素含有有機アルミニウム化合物の代わりに、セスキアルミニウムクロリドのような有機アルミニウム化合物を用いると、オリゴマー化反応は進行しない。
メタロセン錯体と助触媒との配合割合は、デセンダイマー、トリマーおよびテトラマーの生成比を決める重要な因子であり、従って、本発明においては、メタロセン錯体:助触媒のモル比は、通常、1:1000〜1:5であり、好ましくは、1:200〜1:
10である。
On the other hand, examples of the oxygen-containing organoaluminum compound as a promoter include methylalumoxane, ethylalumoxane, and isobutylalumoxane. These may be used singly or in combination of two or more. If an organoaluminum compound such as sesquialuminum chloride is used instead of the oxygen-containing organoaluminum compound, the oligomerization reaction does not proceed.
The compounding ratio of the metallocene complex and the cocatalyst is an important factor that determines the production ratio of decene dimer, trimer and tetramer. Therefore, in the present invention, the molar ratio of metallocene complex: promoter is usually 1: 1000. To 1: 5, preferably 1: 200 to 1:
10.

デセンオリゴマーは、オレフィンのオリゴマー化のために使用される通常の反応器中でバッチ式でも良いが、連続的で有利に製造できる。連続的に作動する撹拌容器が好適に用いられ、場合により直列に連結された複数の撹拌容器を使用してもよい。
オリゴマー化において溶媒は必ずしも必要とせず、オリゴマー化は、懸濁液、液体モノマー或いは不活性溶媒中で実施できる。溶媒中でのオリゴマー化の場合には、液体有機炭化水素、例えばベンゼン、エチルベンゼン、トルエンなどが使用される。オリゴマー化は液体モノマーが過剰に存在する反応混合物中で実施することが好ましい。
オリゴマー化の条件は、温度が15〜100℃程度であり、圧力は大気圧〜0.2MPa程度である。
The decene oligomer may be batched in a conventional reactor used for olefin oligomerization, but can be produced continuously and advantageously. A continuously operated stirring vessel is preferably used, and in some cases, a plurality of stirring vessels connected in series may be used.
In the oligomerization, a solvent is not necessarily required, and the oligomerization can be carried out in a suspension, a liquid monomer or an inert solvent. In the case of oligomerization in a solvent, liquid organic hydrocarbons such as benzene, ethylbenzene, toluene and the like are used. The oligomerization is preferably carried out in a reaction mixture in which liquid monomer is present in excess.
The conditions for oligomerization are a temperature of about 15 to 100 ° C. and a pressure of about atmospheric pressure to about 0.2 MPa.

オリゴマー化反応の後処理として、水、アルコール類を加えるか、あるいはハロゲンを含まない酸処理を行う公知の方法により失活処理を行い、オリゴマー化反応を停止する。
オリゴマー化の段階で生じた副反応生成物のデセン異性化体については、ストリッピングにより、オリゴマー化反応の後に除去しても良いが、オリゴマー化物を分離せずに水添処理後に、オリゴマー水素化物の蒸留時に除去しても良い。
As the post-treatment of the oligomerization reaction, water or alcohols are added, or a deactivation treatment is performed by a known method in which a halogen-free acid treatment is performed, and the oligomerization reaction is stopped.
The decene isomer of the side reaction product produced in the oligomerization stage may be removed after the oligomerization reaction by stripping, but after the hydrogenation treatment without separating the oligomerized product, the oligomer hydride is separated. It may be removed during the distillation.

次に(b)工程のオリゴマー化物をアルカリ処理する工程として、アルカリ水溶液ないしアルコールアルカリ溶液を用いて触媒成分を除去する。
後の(d)工程の蒸留工程において、系内にハロゲンおよび触媒の残渣が残留すると、本発明の潤滑油用基油における(A)、(B)および(C)の物性のものを得ることが困難となる。そのため、ハロゲンおよび触媒の残渣が完全に除去できるように、オリゴマー化の後処理としてアルカリ処理が行われる。
(b)工程において用いられるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどを挙げることができ、アルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノールなどを挙げることができる。アルカリ水溶液のpHは9以上を用い、アルカリ処理の温度は20〜100℃程度である。
Next, as the step of alkali-treating the oligomerized product in step (b), the catalyst component is removed using an alkaline aqueous solution or an alcohol-alkaline solution.
In the subsequent distillation step (d), when halogen and catalyst residues remain in the system, the physical properties of (A), (B) and (C) in the lubricating oil base oil of the present invention are obtained. It becomes difficult. Therefore, an alkali treatment is performed as a post-treatment of oligomerization so that halogen and catalyst residues can be completely removed.
Examples of the alkali used in the step (b) include sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate and the like, and examples of the alcohol include methanol, ethanol and propanol. The pH of the alkaline aqueous solution is 9 or more, and the alkali treatment temperature is about 20 to 100 ° C.

メタロセン触媒によって製造されるデセンオリゴマーは、オリゴマー化の機構のため二重結合を有し、その際、末端ビニリデン二重結合の含量は特に高い。これらの二重結合がエンジン油または潤滑油としての使用を妨げると考えられているので、これらは通常の水素化プロセスによって飽和構造に変換する。
(c)工程のオリゴマーを水素化処理する工程では、公知のNi、Co系触媒や、Pd、Pt等の貴金属触媒が用いられる。たとえば、珪藻土担持Ni触媒、コバルトトリスアセチルアセトナート/有機アルミニウム触媒、活性炭担持パラジウム触媒、アルミナ担持白金触媒などを挙げることができる。
水素化条件は温度が200℃以下であり、Ni系触媒であれば、通常150〜200℃、Pd、Pt等の貴金属触媒であれば、通常50〜150℃、コバルトトリスアセチルアセトナート/有機アルミニウム等の均一系還元剤であれば、通常20〜100℃の温度範囲とし、水素圧は常圧〜20MPa程度とする。
Ni系触媒での水素化には反応温度を上げる必要が生じるが、200℃を越えると、トリマーの水素化物の純度が低下し、各種異性体が得られ、引火点が下がるので、200℃以下とする。このような現象はPtやPd等の貴金属触媒でも見られ、貴金属触媒では150℃を越える高温で水素化反応を行わないようにする。また、水素化反応の温度が各々の下限温度より低ければ、反応速度が極めて遅くなる。
Decene oligomers produced by metallocene catalysts have double bonds due to the mechanism of oligomerization, where the content of terminal vinylidene double bonds is particularly high. Since these double bonds are believed to hinder their use as engine oils or lubricants, they are converted to a saturated structure by a conventional hydrogenation process.
In the step of hydrotreating the oligomer in step (c), a known Ni or Co-based catalyst or a noble metal catalyst such as Pd or Pt is used. For example, diatomaceous earth supported Ni catalyst, cobalt trisacetylacetonate / organoaluminum catalyst, activated carbon supported palladium catalyst, alumina supported platinum catalyst and the like can be mentioned.
The hydrogenation conditions are a temperature of 200 ° C. or lower, typically 150 to 200 ° C. for Ni-based catalysts, and usually 50 to 150 ° C. for cobalt noble acetylacetonate / organoaluminum for noble metal catalysts such as Pd and Pt. In the case of a uniform reducing agent such as, the temperature is usually 20 to 100 ° C., and the hydrogen pressure is about normal pressure to 20 MPa.
Although the reaction temperature needs to be raised for the hydrogenation with Ni-based catalyst, if it exceeds 200 ° C, the purity of the hydride of the trimer is lowered, and various isomers are obtained, and the flash point is lowered. And Such a phenomenon is also observed with noble metal catalysts such as Pt and Pd, and the noble metal catalyst does not perform a hydrogenation reaction at a high temperature exceeding 150 ° C. Further, if the temperature of the hydrogenation reaction is lower than each lower limit temperature, the reaction rate becomes extremely slow.

オリゴマー化の生成物としては、デセントリマーの他に、デセンダイマーやデセンテトラマーが含有する。これらの三種類の化合物群は、オリゴマー化の段階では、二重結合の位置異性体が生じるため、それぞれ複数の化合物となるが、水添すればそれぞれデセンダイマー、トリマーおよびテトラマーの水素化物となる。上記の(a)、(b)及び(c)工程により、オリゴマー化および後処理を行えば、デセンオリゴマー水素化物は、デセントリマー水素化物が通常95質量%以上となり、ほぼ単一の化合物となる。
(d)工程の水素化処理されたオリゴマーを蒸留する工程は、これらのデセンオリゴマーから本発明の潤滑油用基油として好適なデセントリマー留分を分離するものであり、一般的な単蒸留でも良く、温度は180〜450℃程度、圧力は0.01〜100kPa程度である。
The product of oligomerization contains decene dimer and decene tetramer in addition to decent trimer. These three kinds of compound groups each have a double bond positional isomer at the oligomerization stage, so that each of them becomes a plurality of compounds, but when hydrogenated, they become hydrides of decene dimer, trimer and tetramer, respectively. . When oligomerization and post-treatment are carried out by the above steps (a), (b) and (c), the decene oligomer hydride is usually 95% by mass or more in decent oligomer hydride and becomes almost a single compound. .
The step of distilling the hydrogenated oligomer in step (d) is to separate a decent trimer fraction suitable as the base oil for lubricating oil of the present invention from these decene oligomers. The temperature is about 180 to 450 ° C., and the pressure is about 0.01 to 100 kPa.

次に、本発明を実施例および比較例により、さらに詳細に説明するが、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。
なお、各例におけるデセンオリゴマー水素化物の物性測定は、以下の基準に従って評価した。
(1)40℃/100℃の動粘度および粘度指数:JIS K 2283
(2)引火点: JIS K 2265
(3)流動点: JIS K 2269
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the physical property measurement of the decene oligomer hydride in each example was evaluated according to the following criteria.
(1) Kinematic viscosity and viscosity index at 40 ° C./100° C .: JIS K 2283
(2) Flash point: JIS K 2265
(3) Pour point: JIS K 2269

実施例1
(1)デセンのオリゴマー化
内容積5リットルの三つ口フラスコに、不活性ガス気流下、デセンモノマー(出光石油化学(株)製:リニアレン10)4リットル(21.4モル)を仕込み、更に、トルエンに溶解したビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド(錯体質量1168mg:4ミリモル)と同じくトルエンに溶解したメチルアルモキサン(Al換算:40ミリモル)を添加した。これらの混合物を40℃に保ち、20時間攪拌を行った後、メタノール20mlを添加してオリゴマー化反応を停止させた。次いで、反応混合物をオートクレーブから取出し、これに5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液4リットルを添加し、室温で強制攪拌を4時間した後、分液操作を行なった。上層の有機層を取出し、未反応のデセンおよび副反応生成物のデセン異性体をストリッピングして除去した。
Example 1
(1) Decene oligomerization A three-necked flask with an internal volume of 5 liters was charged with 4 liters (21.4 mol) of decene monomer (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd .: Linearlen 10) under an inert gas stream. Methylalumoxane (Al conversion: 40 mmol) dissolved in toluene was added in the same manner as biscyclopentadienylzirconium dichloride (complex mass 1168 mg: 4 mmol) dissolved in toluene. These mixtures were kept at 40 ° C. and stirred for 20 hours, and then 20 ml of methanol was added to stop the oligomerization reaction. Next, the reaction mixture was taken out of the autoclave, 4 liters of a 5 mol / liter sodium hydroxide aqueous solution was added thereto, the mixture was forcedly stirred at room temperature for 4 hours, and then a liquid separation operation was performed. The upper organic layer was removed, and unreacted decene and side reaction product decene isomers were removed by stripping.

(2)デセンオリゴマーの水素化
内容積5リットルのオートクレーブに、窒素気流下、(1)で製造したデセンオリゴマー3リットルを入れ、トルエンに溶解させたコバルトトリスアセチルアセトナート(触媒重量3.0g)とトルエンで希釈したトリイソブチルアルミニウム(30ミリモル)を添加した。添加後、水素で系内を2回置換してから、昇温し、反応温度80℃で、水素圧を0.9MPaに保持した。水素化は発熱を伴いながら直ちに進行し、反応開始後4時間の時点で降温し、反応を停止した。その後、脱圧し、内容物を取出してから、反応生成物を単蒸留し、留出温度240〜270℃、圧力530Paの留分を分離した。得られたデセントリマー水素化物の収量は120mlであり、原料のデセンモノマーに対する収率は3質量%である。
得られたデセントリマー水素化物を物性測定した結果を第1表に示す。また、該デセントリマー水素化物をガスクロマトグラフで分析した結果を図1に示す。このチャートから、得られたデセントリマー水素化物は、高純度のほぼ単一な化合物であることが分かる。
(2) Hydrogenation of decene oligomer Cobalt trisacetylacetonate (catalyst weight: 3.0 g) in which 3 liters of decene oligomer produced in (1) was placed in an autoclave with an internal volume of 5 liters under nitrogen flow and dissolved in toluene And triisobutylaluminum diluted with toluene (30 mmol) were added. After the addition, the inside of the system was replaced with hydrogen twice, and then the temperature was raised. The hydrogen pressure was maintained at 0.9 MPa at a reaction temperature of 80 ° C. Hydrogenation proceeded immediately with exotherm, the temperature was lowered at 4 hours after the start of the reaction, and the reaction was stopped. Then, after depressurizing and taking out the contents, the reaction product was subjected to simple distillation to separate a fraction having a distillation temperature of 240 to 270 ° C. and a pressure of 530 Pa. The yield of the obtained decentrimer hydride is 120 ml, and the yield based on the raw material decene monomer is 3% by mass.
The results of measuring the physical properties of the obtained decentrimer hydride are shown in Table 1. Moreover, the result of having analyzed this decent trimer hydride with the gas chromatograph is shown in FIG. From this chart, it can be seen that the obtained decentrimer hydride is a highly pure, almost single compound.

比較例1
特許文献4の実施例1の方法により、触媒にBF3を用いてデセンモノマー(出光石油化学(株)製:リニアレン10)をオリゴマー化した。 得られた反応混合物を上記の(2)と同様の方法で水素化した後、反応生成物を単蒸留し、実施例1と同様に、留出温度240〜270℃、圧力530Paの留分を分離した。
得られたデセントリマー水素化物を物性測定した結果を第1表に示す。また、該デセントリマー水素化物をガスクロマトグラフで分析した結果を図2に示す。このチャートから、得られたデセントリマー水素化物は、無数の化合物からなる混合物であることが分かる。
Comparative Example 1
By the method of Example 1 of Patent Document 4, a decene monomer (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd .: Linearene 10) was oligomerized using BF 3 as a catalyst. The obtained reaction mixture was hydrogenated in the same manner as in (2) above, and then the reaction product was subjected to simple distillation. As in Example 1, a fraction having a distillation temperature of 240 to 270 ° C. and a pressure of 530 Pa was obtained. separated.
The results of measuring the physical properties of the obtained decentrimer hydride are shown in Table 1. Moreover, the result of having analyzed this decent trimer hydride with the gas chromatograph is shown in FIG. From this chart, it can be seen that the obtained decentrimer hydride is a mixture of a myriad of compounds.

Figure 0005185489
Figure 0005185489

実施例1及び比較例1で製造したデセントリマー水素化物の動粘度、粘度指数、引火点及び流動点を測定した結果を示す第1表より、実施例1で得られたデセントリマー水素化物は、比較例1で得られたデセントリマー水素化物と比較して、低温での動粘度が低く、かつ、粘度指数の良い性質を有する潤滑油であり、且つ、低温で低粘度であるにも拘らず、引火点が高く、低温流動性にも優れていることが分かる。   From Table 1 showing the results of measuring the kinematic viscosity, viscosity index, flash point and pour point of the decentrimer hydride produced in Example 1 and Comparative Example 1, the decentrimer hydride obtained in Example 1 is Compared to the decent trimer hydride obtained in Comparative Example 1, it is a lubricating oil having a low kinematic viscosity at a low temperature and a good viscosity index, and it has a low viscosity at a low temperature. It can be seen that the flash point is high and the low temperature fluidity is excellent.

実施例1で得られたデセントリマー水素化物をガスクロマトグラフで分析した結果のチャートを示す。The chart of the result of having analyzed the decent trimer hydride obtained in Example 1 with the gas chromatograph is shown. 比較例1で得られたデセントリマー水素化物をガスクロマトグラフで分析した結果のチャートを示す。The chart of the result of having analyzed the decent trimer hydride obtained by comparative example 1 with the gas chromatograph is shown.

Claims (2)

(A)40℃における動粘度が16mm2/s以下、(B)引火点が225℃以上、(C)流動点が−50℃以下であるデセンオリゴマー水素化物からなり、該デセンオリゴマー水素化物の90%質量%以上がデセントリマー水素化物である潤滑油用基油(A) It consists of a decene oligomer hydride having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 16 mm 2 / s or less, (B) a flash point of 225 ° C. or more, and (C) a pour point of −50 ° C. or less . A base oil for lubricating oil in which 90% by mass or more is decent trimer hydride . 基油として、請求項に記載の潤滑油用基油を用いたことを特徴とする潤滑油組成物。 As the base oil, the lubricating oil composition characterized by using a lubricating oil base oil of claim 1.
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