JP5415374B2 - 摩擦特性が改善された機能液 - Google Patents
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Description
「アルカリ土類金属」は、カルシウム、バリウム、マグネシウム、ストロンチウム、またはそれらの混合物を意味する。
「アルキレン(もしくはアルケン)」は、炭素原子数が少なくとも2の直鎖および分枝鎖のアルキレン基を意味する。代表的なアルキレン基としては例えば、エチレン(−CH2CH2−)、プロピレン(−CH2CH2CH2−)、イソプロピレン(−CH(−CH3)CH2−)、n−ブチレン(−CH2CH2CH2CH2−)、sec−ブチレン(−CH(−CH2CH3)CH2−)、およびn−ペンチレン(−CH2CH2CH2CH2CH2−)等が挙げられる。
たは共重合体である。使用されるモノ−オレフィンは、炭素原子数約2〜約24であることが好ましく、より好ましくは炭素原子数約3〜約12である。より好ましいモノ−オレフィンとしては、プロピレン、ブチレン、特にイソブチレン、1−オクテン、および1−デセンが挙げられる。このようなモノ−オレフィンから合成されたポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリブテン、特にポリイソブテン、および1−オクテンや1−デセンから生成したポリアルファオレフィンが挙げられる。
本発明のポリアルケニルスルホネートは、ポリアルケニルスルホン酸(後述するようにして製造される)を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属原料と反応させることにより製造される。アルカリ金属またはアルカリ土類金属は、任意の適当な手段によりスルホネートに導入することができる。一つの方法は、金属の塩基的反応化合物、例えば水酸化物とポリアルケニルスルホン酸とを反応させることからなる。これは一般に、ヒドロキシル促進剤、例えば水、2−エチルヘキサノール、メタノールまたはエチレングリコールなどのアルコール、およびスルホネートに不活性な溶媒を存在させ、通常は加熱しながら行われる。これらの条件下で、塩基的反応化合物は金属スルホネートを生じる。次いで、ヒドロキシル促進剤と溶媒を除去して金属スルホネートが生成する。
よって特徴付けられる。よって、カルシウム化合物などのアルカリ土類金属化合物で中和したとき、モノスルホン酸は、各当量の酸に対して1当量のカルシウムを含む中性スルホネートを生成することになる。言い換えれば、中性金属スルホネートは、各2モルのモノスルホン酸に対して1モルのカルシウムを含んでいる。
本発明のポリアルケニルスルホン酸は、アルキルビニリデンおよび1,1−ジアルキルの異性体を約20モル%以上含むポリアルケンの混合物を、三酸化硫黄−SO3−原料と
反応させることにより製造される。−SO3−原料は、三酸化硫黄と空気の混合物、水和三酸化硫黄、三酸化硫黄アミン錯体、三酸化硫黄エーテル錯体、三酸化硫黄リン酸塩錯体、アセチル硫酸塩、三酸化硫黄と酢酸の混合物、スルファミド酸、アルキル硫酸塩、またはクロロスルホン酸であってもよい。反応は、それだけであるいは任意の不活性な無水溶媒中で行うことができる。スルホン化の条件は決定的なものではない。反応温度は、約−30℃乃至約200℃の範囲にあり、使用する特定のスルホン化試薬に依存する。例えば、アセチル硫酸塩は反応するのに低温が必要であり、生成物の分解を防ぐために高温は避けるべきである。反応時間は、反応温度など他の条件にもよるが、数分から数時間まで変化しうる。反応の程度は、如何なる遊離硫酸も洗い出した後にスルホン化ポリアルケンの滴定によって決定することができる。スルホン化試薬とポリアルケンの一般的なモル比は、約1:1乃至約2:1である。
本発明の機能液には、鉱油、合成油または植物油から誘導された基油が使用される。40℃での粘度が少なくとも約2.5cStで、流動点が約20℃未満、好ましくは0℃かそれ未満である基油が望ましい。基油は、合成または天然の原料から誘導してもよい。基油は、アメリカ石油協会公報1509に定義されているようなI種からV種までの基油原料のうちの任意の一つまたは組合せから誘導してもよい。なお、この公報もあらゆる目的で本明細書の記載とする。
植物油としては例えば、カノーラ油または大豆油を挙げることができる。
以下の添加剤成分は、本発明に好ましく使用することができる成分の幾つかの例である。これら添加剤の例は、本発明を説明するために記されるのであって本発明を限定するものではない:
硫化又は未硫化のアルキル又はアルケニルフェネート、合成又は天然の原料油から誘導されたスルホネート、カルボキシレート、サリチレート、フェノラート、多ヒドロキシアルキル又はアルケニル芳香族化合物の硫化又は未硫化金属塩、アルキル又はアルケニルヒドロキシ芳香族スルホネート、硫化又は未硫化のアルキル又はアルケニルナフテネート、アルカノール酸の金属塩、アルキル又はアルケニル多酸の金属塩、およびそれらの化学的および物理的混合物。
酸化防止剤は、鉱油がサービス内で劣化する傾向を低減するものであり、その劣化は、金属表面に生じるスラッジやワニス状堆積物などの酸化生成物によって、また粘度の増加によって実証される。酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、フェノール型(フェノール系)酸化防止剤のような酸化防止剤、例えば4,4’−メチレン−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデン−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−ノニルフェノール)、2,2’−イソブチリデン−ビス(4,6−ジメチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,6−ジ−tert−ブチル−1−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−4−(N,N’−ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルベンジル)−スルフィド、およびビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−スルフィドを挙げることができる。ジフェニルアミン型酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、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、およびアルキル化−α−ナフチルアミンを挙げることができる。その他の型の酸化防止剤としては、金属ジチオカルバメート(例えば、亜鉛ジチオカルバメート)、およびメチレンビス(ジブチルジチオカルバメート)を挙げることができる。酸化防止剤は一般に、油にエンジン油の全量当り約0乃至約10重量%、好ましくは0.05乃至約3.0重量%の量で混ぜ合わされる。
その名称が示すように、これらの添加剤は可動金属部分の摩耗を低減するものである。そのような添加剤の例としては、以下に限定されるものではないが、リン酸塩、亜リン酸塩、カルバメート、エステル、硫黄含有化合物、モリブデン錯体、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(第一級アルキル、第二級アルキルおよびアリール型)、硫化油、硫化イソブチレン、硫化ポリブテン、硫化ジフェニル、メチルトリクロロステアレート、塩素化ナフタレン、弗化アルキルポリシロキサン、およびナフテン酸鉛を挙げることができる。
1)非イオン性ポリオキシエチレン界面活性剤:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレエート、およびポリエチレングリコールモノオレエート。
2)その他の化合物:ステアリン酸およびその他の脂肪酸、ジカルボン酸、金属石鹸、脂肪酸アミン塩、重質スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分カルボン酸エステル、およびリン酸エステル。
アルキルフェノールと酸化エチレンの付加物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、およびポリオキシエチレンソルビタンエステル。
脂肪アルコール、1,2−ジオール、ホウ酸化1,2−ジオール、脂肪酸、アミン、脂肪酸アミド、ホウ酸化エステル、およびその他のエステル。
硫化オキシモリブデンジチオカルバメート、硫化オキシモリブデン有機リンジチオエート、オキシモリブデンモノグリセリド、オキシモリブデンジエチレートアミド、アミン−モリブデン錯化合物、および硫黄含有モリブデン錯化合物。
ポリメタクリレート型重合体、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、水素化スチレン−イソプレン共重合体、ポリイソブチレン、および分散剤型粘度指数向上剤。
ポリメチルメタクリレート。
アルキルメタクリレート重合体、およびジメチルシリコーン重合体。
SAE30W鉱油基油に表1に説明したスルホネートを4.0重量%溶解して、試験液を調製した。試験液の組成を表2に示す。
表 1 スルホネートの説明
────────────────────────────────────
種類 原料油 %Ca TBN
────────────────────────────────────
本発明の 平均分子量550の
LOBスルホネートI LOBスルホネート ポリイソブテン 2.55 14
比較例A LOBスルホネート 天然 2.33 19
比較例B LOBスルホネート 混合(天然と合成) 2.34 14
本発明の 平均分子量550の
HOBスルホネート HOBスルホネート ポリイソブテン 12.3 296
比較例C HOBスルホネート 合成 12.7 320
比較例D HOBスルホネート 天然 12.5 320
────────────────────────────────────
小松製作所(株)により製作されたマイクロクラッチ装置を用いてコマツKES 07.802方法に従って、実施例1で調製した試験液の摩擦係数を測定した。すなわち、その方法に明記されたディスクとプレートを、鉱油に溶解した添加剤成分の存在下で、20rpmで回転するディスクに対して4kgf/cm2の圧力で接触させた。室温(25℃)、60℃、80℃、100℃、120℃および140℃にて摩擦係数を測定した。その結果を表3に示す。
Claims (18)
- ブレーキもしくはクラッチに接触する条件にて使用されるポリアルケニルスルホネートを含む機能液であって、該ポリアルケニルスルホネートのTBNが0乃至60であり、そして該ポリアルケニルスルホネートが、アルキルビニリデンと1,1−ジアルキル異性体を20モル%以上含むポリアルキレンの混合物から誘導されたポリアルキレンスルホン酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩であることを特徴とする機能液。
- ポリアルケニルスルホネートのTBNが0乃至30である請求項1に記載の機能液。
- ブレーキもしくはクラッチに接触する条件にて使用されるポリアルケニルスルホネートを含む機能液であって、該ポリアルケニルスルホネートのTBNが60より大きく400迄であり、そして該ポリアルケニルスルホネートが、アルキルビニリデンと1,1−ジアルキル異性体を20モル%以上含むポリアルキレンの混合物から誘導されたポリアルキレンスルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする機能液。
- ポリアルケニルスルホネートのTBNが250乃至350である請求項3に記載の機能液。
- ポリアルキレンの混合物が、アルキルビニリデン及び1,1−ジアルキル異性体を50モル%以上含む請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンの混合物が、アルキルビニリデン及び1,1−ジアルキル異性体を70モル%以上含む請求項1もしくは3に記載の機能液。
- アルキルビニリデン異性体がメチルビニリデン異性体であり、そして1,1−ジアルキル異性体が1,1−ジメチル異性体である請求項1乃至6のうちのいずれか1項に記載の機能液。
- ポリアルキレンの数平均分子量が168乃至5000である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンの数平均分子量が350乃至2300である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンの数平均分子量が350乃至1000である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンの数平均分子量が350乃至750である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンがポリイソブテンである請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリイソブテンがBF3触媒を用いて製造されたものである請求項12に記載の機能液。
- ポリアルキレンがポリイソブテンを含むポリアルキレンであり、そしてポリイソブテニルスルホン酸の分子量分布として56ダルトンの偶数倍となる分子量のポリイソブテニルスルホン酸を少なくとも80モル%含有する請求項1もしくは3に記載の機能液。
- ポリアルキレンがポリイソブテンを含むポリアルキレンであり、そしてポリイソブテニルスルホン酸としての分子量分布において、4で均等に割れない総数の炭素原子を含むポリアルキレンスルホン酸の含有量が20モル%以下である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- 自動変速機液または油圧作動液である請求項1もしくは3に記載の機能液。
- 油圧作動液である請求項16に記載の機能液。
- 油圧作動液がトラクタ用油圧作動液である請求項17に記載の機能液。
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