JP5416879B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents

Description

本発明は、比誘電率が高い基油、特にはエステル系基油などの含酸素有機化合物を基油として用い、酸化安定性が向上した潤滑油組成物に関する。

潤滑油は、酸素の存在と熱のため酸化劣化する。これにより、目的の性能が発揮できないこともある。近年、潤滑油の使用環境がより厳しくなっており、これまでにも増して酸化安定性が必要となっている。潤滑油には、目的に合わせて、種々の酸化防止剤が添加され、複数種の酸化防止剤が併用されることも多い。酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系、硫黄含有化合物、有機リン化合物などが知られている。一般的には、フェノール系、アミン系酸化防止剤は単体で使用するよりも併用した方が良いという相乗効果が知られている。

渡辺 亨；「酸化防止剤の機能と用途」 潤滑経済 ‘０３ ２月号 （２００３） ６−１３頁

比誘電率が高い基油、特にはエステル系基油などの含酸素有機化合物を基油とした場合には、酸化防止が十分できない。本発明は、このような基油を用いた場合にも十分な酸化防止が可能な潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明による潤滑油組成物は、比誘電率（２５℃）が２．５以上の基油を９５重量％以上、アミン系酸化防止剤を０．０１〜５重量％含有し、エポキシ化合物と、カルボジイミド化合物と、トリアゾール化合物とをさらに含有し、フェノール系酸化防止剤を含有しない。基油が、ジエステル及び／又はポリオールエステルを主成分とすることが、また、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物及びトリアゾール化合物の含有量がそれぞれ０．０１〜２重量％であることが好ましい。

本発明者は、ジエステル、ポリオールエステルなどを基油とした場合には、酸化防止剤として、アミン系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤を同時に用いることで、アミン系酸化防止剤のみを用いる場合よりも酸化防止能力が低下することを見出した。この場合、フェノール系酸化防止剤を用いることなく、アミン系酸化防止剤のみを用いることで優れた耐酸化性能が得られる。また、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物及び／又はトリアゾール化合物をアミン系酸化防止剤と併用することで、さらに耐酸化性能が向上する。

〔基油〕 本発明の基油は、比誘電率（２５℃）が２．５以上であり、２．７〜１０、特には２.９〜８.０が好ましい。基油の動粘度（４０℃）は、２〜３００ｃＳｔ、特には３〜２００ｃＳｔ、さらには４〜１００ｃＳｔが好ましい。基油の粘度指数は、０〜２５０、特には２０〜２００、さらには４０〜１８０が好ましい。潤滑油組成物中の基油の含有量は、９０重量％以上、特には９５〜９９．９重量％が好ましい。

基油を構成する化合物としては、酸素を含む有機化合物、特には酸素、炭素、水素のみから構成される化合物を主成分とすることが好ましい。主成分として好ましい化合物は、エステルまたはエーテル結合を含む化合物で、特に複数のエステル結合を含む化合物、特にはジエステル、ポリオールエステルなどエステル結合を２〜４有するものが好ましい。これら主成分となる化合物が基油中に占める割合は、５０％重量％以上、特には８０重量％以上、さらには９０重量％以上が好ましい。

〔ジエステル〕 本発明の基油に用いられるジエステルは、ジカルボン酸と１価アルコールをエステル化して得られた化合物である。ジカルボン酸としては、脂肪族二塩基酸が、特には炭素数６〜１２の直鎖又は分枝の脂肪族二塩基酸が好ましい。例えば、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカ二酸などが挙げられる。また、１価アルコールとしては、脂肪族１価アルコール、特には炭素数６〜１８の直鎖又は分枝の脂肪族１価アルコールが好ましい。例えば、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、及びこれらの直鎖のアルコールに対応する分枝のアルコールが挙げられる。

好ましいジエステルとしては、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソノニルアジペート（ＤＩＮＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）、ジオクチルスベレート、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、メチル・アセチルリシノレート（ＭＡＲ−Ｎ）などが挙げられる。ジエステルは全酸価０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、また、水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の精製度を有することが好ましい。

〔ポリオールエステル〕 本発明の基油に用いられるポリオールエステルは、１価カルボン酸と多価アルコールをエステル化して得られた化合物である。１価カルボン酸としては、脂肪族カルボン酸が、特には炭素数４〜１８の直鎖又は分枝の脂肪族カルボン酸が好ましい。例えば、酪酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びこれらの直鎖の酸に対応する分枝の酸が挙げられる。また、多価アルコールとしては、脂肪族多価アルコール、特には炭素数４〜１８の直鎖又は分枝の脂肪族多価アルコールが好ましい。例えばネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ブチルエチルプロパンジオールなどの他、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどポリアルキレングリコールが挙げられる。ポリオールエステルは全酸価０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、及び水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の精製度を有することが好ましい。

〔アミン系酸化防止剤〕 本発明で用いるアミン系酸化防止剤としては、（１）モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミン等のモノアルキルジフェニルアミン系、（２）４，４’−ジブチルジフェニルアミン、４，４’−ジペンチルジフェニルアミン、４，４’−ジヘキシルジフェニルアミン、４，４’−ジヘプチルジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン、４，４’−ジノニルジフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン系、（３）テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミン等のポリアルキルジフェニルアミン系、（４）α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系を挙げることができる。ジ（アルキルフェニル）アミン化合物またはアルキルフェニルナフチルアミン化合物、特にアルキル基の炭素数が４〜２４、特には６〜１８の化合物が好ましく用いられる。

これらの化合物を一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの化合物の合計の添加量は、０．０１〜５重量％、特には０．０２〜３重量％、さらには０．０５〜２重量％が好ましい。

〔フェノール系酸化防止剤〕 フェノール系酸化防止剤は、ラジカルトラップ能を有するフェノール系化合物（フェノール基を有する有機化合物）である。例えば2,6−ジ−ｔ−ブチルフェノール、2,6−ジ−ｔ−ブチル−4−メチルフェノール、4,4'−メチレンビス（2,6−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、4,4'−ブチリデンビス（3
−メチル−6−ｔ−ブチルフェノール）、2,2'−メチレンビス（4−エチル−6−ｔ−ブチルフェノール）、2,2'−メチレンビス（4−メチル−6−ｔ−ブチルフェノール）、4,4'−イソプロピリデンビスフェノール、2,4−ジメチル−6−ｔ−ブチルフェノール、テトラキス［メチレン−3−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−4−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、1,1,3−トリス（2−メチル−4−ヒドロキシ−5−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、1,3,5
−トリメチル−2,4,6−トリス（3,5−ジ−ｔ−ブチル−4−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、2,6−ジ−ｔ−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ビス（2'−ヒドロキシ−3'−ｔ−ブチル−5'−メチルベンジル）−4
−メチルフェノール、ビス［2−（2−ヒドロキシ−5−メチル−3−ｔ−ブチルベンジル）−4−メチル−6−ｔ−ブチルフェニル］テレフタレート、トリエチレングリコール−ビス［3−（3−ｔ−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、1,6−ヘキサンジオール−ビス［3−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−4−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］を挙げることができる。

これらの化合物は実質的に添加されていないことが必要であり、含有量としては、０．１重量％以下、特には０．０３重量％以下、さらには０．０１重量％以下が好ましい。

〔他の添加剤〕 酸化安定性を向上するためには、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物及びトリアゾール化合物から選ばれる少なくとも1種類を０．０１〜２重量％、特には０．０２〜１重量％含有することが好ましい。また、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物及びトリアゾール化合物の３種類を添加することが特に好ましい。

〔エポキシ化合物〕 エポキシ化合物は、エポキシ基を有する化合物であり、炭素数４〜６０、特には炭素数５〜２５のものが好ましい。エポキシ化合物は、化合物の単独又は２種以上を併用してもよく、０．０１〜２重量％、特には０．０２〜１重量％含有することが好ましい。

具体的にはブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、t-ブチルフェニルグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル類や、アジピン酸グリシジルエステル、２−エチルヘキサン酸グリシジルエステル、イソノナン酸グリシジルエステル、ネオデカン酸グリシジルエステルなどのグリシジルエステル類や、エポキシ化ステアリン酸メチル等のエポキシ化脂肪酸モノエステル類や、エポキシ化大豆油などのエポキシ化植物油が挙げられる。好ましいエポキシ化合物は、次の一般式化１、化２で示されるグリシジルエーテルまたは化３で示されるグリシジルエステルであり、特にはグリシジルエステルが好ましい。

式中R₁は水素原子あるいは炭素数１から２４までの直鎖あるいは分岐のアルキル基、または炭素数１から２４までのアルキルフェニル基を示す。

式中R₂は炭素数１から１８までの直鎖、あるいは分岐のアルキレン基を示す。

式中R₃は炭素数１から２４までの直鎖あるいは分岐のアルキル基、または炭素数１から２４までのアルキルフェニル基を示す。

〔カルボジイミド化合物〕 カルボジイミド化合物は、Ｒ‘−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ“の一般式で表される。ここで、Ｒ’、Ｒ”は炭素数１〜１８の炭化水素基であり、同一でも異なっていてもよい。Ｒ’、Ｒ”は炭素数７〜１４のアルキル置換フェニル基が好ましい。具体的な例としては、１，３−ジイソプロピルカルボジイミド、１，３−ジ−ｔ−ブチル−カルボジイミド、１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド、１，３−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、１，３−ビス−（２，６−ジイソプロピルフェニル）カルボジイミドなどである。好ましくは、１，３−ジイソプロピルカルボジイミド、１，３−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、１，３−ビス−（２，６−ジイソプロピルフェニル）カルボジイミドである。カルボジイミド化合物は化合物の単独又は２種以上を併用してもよく、０．０１〜２重量％、特には０．０２〜１重量％含有することが好ましい。

〔トリアゾール化合物〕 トリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾールおよびベンゾトリアゾール誘導体を用いることができる。次の一般式化４で示される化合物を用いることが好ましい。

式中、Ｒ_４は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ_５は、水素原子、もしくは窒素原子及び／又は酸素原子を含有する炭素数O〜２０の基を示す。

トリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール誘導体が好ましく、さらに、Ｒ_２が窒素原子を含有する炭素数５〜２０の基であることが好ましい。トリアゾール化合物は化合物の単独又は２種以上を併用してもよく、０．０１〜２重量％、特には０．０２〜１重量％含有することが好ましい。

具体的には、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ビス（α，α’−ジメチルベンジル）フェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、１−（Ｎ，Ｎ−ビス−（２−エチルヘキシル）アミノメチル）ベンゾトリアゾール等があげられる。

〔他の成分〕 必要に応じて、清浄分散剤、耐摩耗剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、無灰系分散剤、金属不活性剤、金属系清浄剤、油性剤、界面活性剤、消泡剤、摩擦調整剤、防錆剤、腐食防止剤等の各種添加剤を用途に応じて配合することができる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本実施例により本発明が限定的に解釈されるものではない。
なお、本実施例では比誘電率（２５℃）はJIS C2101に、動粘度及び粘度指数はJIS K2283に、回転ボンベ式酸化安定度（RBOT）はJIS K2514に、全酸価はJISK2501に、また、水酸基価はJIS
K0070によって測定した。

基油は、ジオクチルセバケート（DOS）、ネオペンチルグリコールとカプリン酸のエステル（NPG-1）、ペンタエリスリトールとヘプタン酸のエステル（PE-1）及びポリアルファオレフィン（PAO）を用いた。それぞれの特性を、表１にまとめた。

添加剤としては、
DPA：アミン系酸化防止剤である４，４’−ジオクチルジフェニルアミン。
PANA：アミン系酸化防止剤である４−オクチルフェニルナフチルアミン。
Phe：フェノール系酸化防止剤であるIrganox L135（チバスペシャリティケミカルズ製）。
エポキシ化合物：ネオデカン酸グリシジルエステル
カルボジイミド：１，３−ビス−（２，６−ジイソプロピルフェニル）カルボジイミド
BTA誘導体：Irgamet 39（チバスペシャリティケミカルズ製）
を用いた。

基油に添加剤を表１に示した配合量（重量％）で配合して、実施例１、参考例１〜６、比較例１〜９の供試油を調製した。これらについて、回転ボンベ式酸化安定度（RBOT）により、酸化安定性を評価した結果を表２に合わせて示す。

本発明者は、ジエステル、ポリオールエステルなどを基油とした場合には、フェノール系酸化防止剤を用いることなく、アミン系酸化防止剤のみを用いることで優れた耐酸化性能が得られる。また、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物及び／又はトリアゾール化合物をアミン系酸化防止剤と併用することで、さらに耐酸化性能がさらに向上する。これにより、本発明による潤滑油組成物は、長期間安定に使用することが可能となる。

Claims (4)

1. 比誘電率（２５℃）が２．５以上の基油を９５重量％以上、アミン系酸化防止剤を０．０１〜５重量％含有し、エポキシ化合物と、カルボジイミド化合物と、トリアゾール化合物とをさらに含有し、フェノール系酸化防止剤を含有しない潤滑油組成物。
2. 基油が、ジエステル及び／又はポリオールエステルを主成分とする請求項１記載の潤滑油組成物。
3. 前記エポキシ化合物、前記カルボジイミド化合物及び前記トリアゾール化合物の含有量がそれぞれ０．０１〜２重量％である請求項１記載の潤滑油組成物。
4. 前記アミン系酸化防止剤を０．０５〜２重量％含有する請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑油組成物。