JP5510957B2 - 合成潤滑剤 - Google Patents

Description

本発明は、イオン液体を主成分とする合成潤滑剤に関するものであり、とりわけ摩擦調整性能、防錆性能に優れるイオン液体を主成分とする合成潤滑剤に関するものである。

従来、機械装置、動力伝達装置、金属加工油、グリースなどに用いられる潤滑油としては、ポリαオレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、シリコン等の基油の中から最も目的物性に近い種類の基油を選択し、必要に応じてこれらを組合せたものが使用されており、更には、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩擦調整剤、極圧剤、消泡剤、防錆剤、腐食防止剤などの潤滑油添加剤が複数種添加され、使用環境に合った高性能潤滑油として使用されていた。

また、近年、特定の有機カチオンと無機アニオンの組合せからなるイオン液体（常温溶融塩）が潤滑剤として使用できることが報告されており、イオン液体は蒸気圧が極めて低く、広い温度範囲で液体として存在し、安定性および難燃性に優れるだけでなく、粘度指数が高いため潤滑油の新しい材料として可能性のあることが知られていた（非特許文献１参照）。

これらイオン液体を用いた潤滑油については、潤滑油に求められる性能の中でも、耐酸化性、粘度指数、流動点に関してはイオン液体自体の分子設計による改良で調節・改善できるものであったが、上記以外の性能に関しては、イオン液体自体の改良により発揮させることは困難であったため、各種既存の添加剤を使用することが考えられていた。
しかしながら、これら既存の添加剤はイオン液体には溶解しないものも多く、イオン液体を主成分とする合成潤滑剤においても実際に使用可能な潤滑油添加剤は得られていないのが現状であり、このことが、イオン液体を潤滑油として実用化する際の障害となっていた。

R.A.Reich et al., Journal of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers, July 2003, p.16-21

そこで、本発明ではこのような背景下において、イオン液体からなる合成潤滑剤の実用化のためには欠かすことのできない、摩擦調整性能、防錆性能を付与することが可能であり、イオン液体に配合しても溶解または分散し、イオン液体の基油としての性能を阻害することのない潤滑油添加剤を配合してなる合成潤滑剤の提供を目的とするものである。

しかるに本発明者等は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、特定のイミダゾリウム化合物を含有させることにより、イオン液体を主成分とする合成潤滑剤に、摩擦調整性能、防錆性能を与えられることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の要旨は、イオン液体を主成分とする合成潤滑剤であって、イミダゾリウムリン酸塩を含有してなることを特徴とする合成潤滑剤に関するものである。

本発明によれば、イオン液体を主成分として含むイオン液体潤滑剤にイミダゾリウムリン酸塩を加えることにより、低揮発性、広範囲の温度安定性、高粘度指数といったイオン液体の特性を保持したまま、摩擦係数、潤滑剤が接する材料の磨耗量および材料の発錆を低減させることができる。

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の合成潤滑剤は、イオン液体（Ａ）を主成分とし、更にイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）を含有してなるものである。
なお、本発明におけるイオン液体とは、常温（２５℃）において溶融状態にあり、カチオン部とアニオン部からなるイオン性物質のことを示す。

イオン液体（Ａ）のカチオン部としては、通常のイオン液体に用いられるカチオンを用いることができるが、中でも、窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオンおよび第四級ホスホニウムカチオンからなる群より選択される有機カチオンを有することが好ましい。

窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウム等の５員環化合物のオニウムカチオンや、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウム等の６員環化合物のオニウムカチオンを挙げることができる。これらの中でも、イミダゾリウムカチオンが、融点が低く液状になりやすい点で好ましい。

上記イミダゾリウムカチオンとしては、例えば、下記一般式（２）の構造を有するものをあげることができる。

（式中、Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１６の直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基であって、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基の中にＮ、Ｓ、Ｏより選択されるヘテロ原子を含んでいてもよく、共役または独立した二重結合または三重結合を含んでいてもよい。）

上記置換基Ｒ１〜Ｒ５がアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基の場合、炭素数は１〜１６であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜６であることがさらに好ましい。これらの置換基は直鎖でも分岐構造を有していてもどちらでもよいが、炭素数が多すぎると、側鎖の分子間相互作用が働くため粘度が増加する傾向がある。

上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基は、Ｎ、Ｓ、およびＯより選択されるヘテロ原子を含んでいてもよく、含有するヘテロ原子の数は特に限定されるものではない。また、共役、または独立した二重結合または三重結合を含んでいてもよく、これらの不飽和結合数も特に限定されるものではない。

このようなアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二級ブチル基、第三級ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等があげられる。また、アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基等があげられる。さらに、アルキニル基としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基等があげられ、アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基等、アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ベンゾイル基等、また、アミノ基としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基等があげられる。産業上の有用性を考慮すると、酵素による分解を受け易くして生分解性を高めることができる点からアルコキシル基、アシル基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基等が好ましい。

上記式（２）で示されるイミダゾリウムカチオンとしては、具体的には、１，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムカチオン、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムカチオン等のジアルキルイミダゾリウムカチオン；３−エチル−１，２−ジメチル−イミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−ヘキシルイミダゾリウムカチオン、１，２−ジメチル−３−オクチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３，４−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−イソプロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン等のトリアルキルイミダゾリウムカチオン等をあげることができる。

これらイミダゾリウムカチオンの中でも、合成の容易さの点から、１，３−二置換イミダゾリウムカチオン、１，２，３−三置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられ、特には１，３−二置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられる。これらの誘導体における置換基は、同一でも異なっていてもよく、多重結合または分岐があってもよい。

前記置換基としては、上記一般式（２）における置換基と同様であり、かかる中から適宜選択して用いられる。

上記ピロリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−プロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ−（２−イソプロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムカチオン等をあげることができる。

上記ピリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ−メチルピリジニウムカチオン、Ｎ−エチルピリジニウムカチオン、Ｎ−ブチルピリジニウムカチオン、Ｎ−プロピルピリジニウムカチオンなどの炭素数１〜１６のアルキル基により置換されたピリジニウムカチオン等をあげることができる。

上記ピペリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−エチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−メチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウムカチオン等をあげることができる。

また、本発明では、上記窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオンの他にも、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオンが用いられる。

上記四級アンモニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルプロピルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルブチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルペンチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルヘキシルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルヘプチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルオクチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルデシルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルドデシルアンモニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアンモニウムカチオン、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキシルアンモニウムカチオン、２−メトキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウムカチオン、２−エトキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウムカチオン、２−プロポキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウムカチオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアンモニウムカチオン等をあげることができる。

上記第四級ホスホニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルホスホニウムカチオン、テトラエチルホスホニウムカチオン、テトラブチルホスホニウムカチオン等の炭素数１〜１６のアルキル基により置換された第四級ホスホニウムカチオン等があげられる。

イオン液体（Ａ）のアニオン部に関しては、例えば、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻、ＡｌＣｌ₄ ⁻、Ａｌ₂ Ｃｌ₇ ⁻、ＢＦ_４ ⁻、ＰＦ₆ ⁻、ＣｌＯ₄ ⁻、ＮＯ₃ ⁻、ＣＨ₃ＣＯＯ⁻、ＣＦ₃ＣＯＯ⁻、ＣＨ₃ＳＯ₃ ⁻、ＣＦ₃ＳＯ₃ ⁻、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ⁻、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃Ｃ⁻、ＡｓＦ₆ ⁻、ＳｂＦ₆ ⁻、ＮｂＦ₆ ⁻、ＴａＦ₆ ⁻、Ｆ（ＨＦ）ｎ⁻、（ＣＮ）₂Ｎ⁻、ＳＣＮ⁻、Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₃ ⁻、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ⁻、Ｃ₃Ｆ₇ＣＯＯ⁻、（ＣＦ₃ＳＯ₂）（ＣＦ₃ＣＯ）Ｎ⁻等の一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。

これらの中でも、ハロゲン原子を有するアニオンが好ましく、特にはフッ素原子含有アニオンが好ましく、殊には生成したイオン液体の水への溶解度が低く、潤滑剤としての使用目的に相応する点で、下記一般式（１）で示されるフッ素含有イミドアニオンを用いることが好ましい。

（式中、ｎは、０〜１５の整数）

一般式（１）で示されるフッ素含有イミドアニオンに関して、生成するイオン液体の融点、および粘度は、上記一般式（１）中の炭素数ｎにより変わるため、潤滑剤を用いる機器の使用条件に合わせた鎖長の炭化水素基を選択する必要があり、低温領域での潤滑剤開発を目的とする場合はｎの値が小さいものを用いるのが好ましい。具体的には、ビス（フルオロスルホニル）イミドアニオンや、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを用いることが好ましく、更に好ましくはビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンである。

イオン液体（Ａ）の製造方法としては、特に限定されるものではなく、アニオン交換法または酸エステル法などの公知の方法を適用することができる。例えば、用いる有機カチオンのハロゲン化塩とパーフルオロアルキルスルホネートアニオンのアルカリ金属塩とを用いてアニオン交換反応により得ることができる。ハロゲン化塩のハロゲンとしては、塩素または臭素があげられる。アルカリ金属塩のアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどがあげられる。

本発明におけるイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）は、常温（２５℃）において固体の塩であればよく、例えば、１，３−ジメチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート等が用いられるが、これらの中でも１，３−ジメチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムハイドロジェンホスフェートが好ましく用いられる。

また、イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）のイミダゾリウム部位が、炭素数１〜２０の炭化水素基を置換基にもつことが好ましく、特に好ましくは炭素数１〜１８の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜１６に炭化水素基である。

イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）の配合量としては、例えば、イオン液体（Ａ）１００重量部に対して、０．００１〜５重量部の範囲であることが好ましく、特に好ましくは０．０１〜２重量部、殊に好ましくは０．０５〜１重量部である。上記化合物（Ｂ）の配合量が少なすぎると潤滑油添加剤としての機能が充分に発現しにくい傾向があり、多すぎると潤滑剤中に均一に分散または溶解しなくなる傾向がみられる。

本発明において、イオン液体を「主成分とする」する合成潤滑剤とは、通常、イオン液体を５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは８０重量％以上含有する合成潤滑剤を示すものである。

本発明の合成潤滑剤は、例えば、イオン液体（Ａ）とイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）とを適宜配合し、必要に応じて加温して撹拌する方法等により得られる。
得られたイオン液体組成物は、イオン液体（Ａ）にイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）が溶解した溶液状態であってもよいし、イオン液体（Ａ）にイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）が分散した状態であってもよい。摩擦係数および磨耗体積の低減効果を高めるには、溶解状態である方が好ましい。

また、本発明の合成潤滑剤は、必要に応じて、従来公知の潤滑油基油や極圧剤、油性剤などの各種添加剤を、本発明の効果を妨げない程度に含むものであってもよい。

かくして得られるイオン液体（Ａ）とイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）からなる合成潤滑剤は、潤滑剤の使用条件等により異なるが、以下の潤滑性能を満たすものであることが好ましい。

粘度の低い潤滑剤の使用を目的とするならば、合成潤滑剤の２５℃での粘度は、通常３０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下である。かかる粘度が上限値を超えると潤滑剤自体の粘度に起因するエネルギーロスを生じるため、好ましくない。また、かかる粘度の下限値としては通常２ｍＰａ・ｓであり、下限値未満になると低粘度のため飛散しやすくなる傾向がある。

合成潤滑剤の粘度指数は、１８０以上であることが好ましく、さらに好ましくは２００以上、特に好ましくは２２０以上である。ここで、粘度指数とは、温度と粘度の関係を表わす指数であり、粘度指数の計算方法は，日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ２２８３（原油および石油製品の動粘度試験方法ならびに石油製品粘度指数算出方法）に規定されている。
なお、粘度指数が高いほど温度による粘度変化が小さく、潤滑剤として優れていることを意味するものである。

潤滑剤は用途により絶対粘度の高さが重要な場合や、絶対粘度より金属との接触角などの他の物性が重視される用途も考えられる。その際、必要な物性に応じて有機カチオンをイミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオンから選択し、さらに必要なら置換基を変えて物性を調節する。この場合も上記粘度指数は重要視される物性である。粘度指数が、下限値未満の場合は、温度による粘度の変化率が高すぎる傾向がある。

本発明の合成潤滑剤は、イオン液体のもつ優れた粘度特性を有し、不揮発性、熱安定性等の諸物性に、単独では得られなかった潤滑性、防錆性を兼ね備えているため、自動車、電気製品等の機械装置、動力伝達装置、精密機械のための潤滑剤、金属加工油、特殊環境下での潤滑剤として幅広く利用可能である。

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「％」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。

＜製造例１＞ １−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ａ−１）の合成
還流管をつけたフラスコに、１−メチルイミダゾール６．２８ｇ（７６．５ｍｍｏｌ）を入れた後、エチルブロミド３３．０１ｇ（３０２．９ｍｍｏｌ）とアセトニトリル８．２０ｇを添加して、４０℃で攪拌下８時間反応させ、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド１３．４１ｇ（７０．２ｍｍｏｌ、収率９１．８％）を得た。得られた１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド１１．０４ｇ（６０．６ｍｍｏｌ）とビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンのカリウム塩２０．３３ｇ（６３．６６ｍｍｏｌ）を２０ｇの水−塩化メチレン中で、４０℃、４時間攪拌させた。反応終了後、水層を分液漏斗により分取し、水洗後、減圧乾燥することにより、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド２２．５３ｇ（５７．６ｍｍｏｌ、収率９５％）を得た。

＜製造例２＞ １−メチル−３−オクチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ａ−２）の合成
製造例１の1-エチル-3-メチルイミダゾリウムブロミドを1-メチル-3-オクチルイミダゾリウムブロミド１６．７ｇに変えた以外は、製造例１と同様な方法で合成することにより目的とするメチルオクチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを２６．２ｇ（収率９１％）で得た。

＜製造例３＞ １，３−ジメチルイミダゾリウムジハイドロジェンホスファート（Ｂ−１）の合成
オートクレーブに１−メチルイミダゾール８２．１ｇ（１．０ｍｏｌ）と脱水メタノー
ル１２３．２ｍｌと炭酸ジメチルを１８０．２ｇ（２．０ｍｏｌ）を加えた後、１４０℃
で１５時間加熱、攪拌した。その後、室温まで反応液を冷却し、８５％リン酸１１５．３
ｇ（１．０ｍｏｌ）を十分攪拌しながら、１時間ほどかけて加えた。反応液をろ過し、得
られた結晶を減圧下で乾燥し、１，３−ジメチルイミダゾリウムジハイドロジェンホスフ
ァート１００．４ｇ（０．５２ ｍｏｌ、収率５１．７％）を得た。

＜製造例４＞ １−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジハイドロジェンホスファート（Ｂ−２）の合成
還流管つきのフラスコにイミダゾール６８．１ｇ（１．０ｍｏｌ）と炭酸カリウム２４８．８ｇ（１．８ｍｏｌ）とアセトニトリル５００ｍｌを加えた後、９０℃に加熱し、１−クロロドデカン２０４．８ｇ（１．０ｍｏｌ）を、２時間ほどかけて加えそのまま１０時間加熱攪拌した。その後、反応液を室温まで冷却、ろ過し、得られた濾液を減圧下で蒸留することで、１−ドデシルイミダゾール１７８ｇを得た。
オートクレーブに１−ドデシルイミダゾール７４．８ｇ（０．３ｍｏｌ）と脱水メタノ
ール５５．８ｍｌと炭酸ジメチルを５４．０ｇ（０．６ｍｏｌ）を加えた後、１４０℃で
１５時間加熱、攪拌した。その後、室温まで反応液を冷却し、８５％リン酸３４．６ｇ（
０．３ｍｏｌ）を十分攪拌しながら、１時間ほどかけて加え、反応液を減圧下濃縮した。
そこで得られた粗結晶に、酢酸エチル５００ｍｌを加えて十分攪拌、懸濁させた後、結晶
をろ過し、酢酸エチル２００ｍｌで洗浄後、減圧下で乾燥し、１−ドデシル−３−メチル
イミダゾリウムジハイドロジェンホスファート９６．８ｇ（０．２７８ｍｏｌ、収率９３
％）を得た。

＜製造例５＞ １−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジハイドロジェンホスファー
ト（Ｂ−３）の合成
還流管つきのフラスコにイミダゾール６８．１ｇ（１．０ｍｏｌ）と炭酸カリウム２４
８．８ｇ（１．８ｍｏｌ）とアセトニトリル５００ｍｌを加えた後、７５℃に加熱し、１
−クロロオクタン１４８．７ｇ（１．０ｍｏｌ）を、２時間ほどかけて加えそのまま１０
時間加熱攪拌した。その後、反応液を室温まで冷却、ろ過し、得られた濾液を減圧下で蒸
留することで、１−オクチルイミダゾール１０８ｇを得た。
オートクレーブに１−オクチルイミダゾール５７．９ｇ（０．３ｍｏｌ）と脱水メタノ
ール５５．８ｍｌと炭酸ジメチルを５４．０ｇ（０．６ｍｏｌ）を加えた後、１４０℃で
１５時間加熱、攪拌した。その後、室温まで反応液を冷却し、８５％リン酸３４．６ｇ（
０．３ｍｏｌ）を十分攪拌しながら、１時間ほどかけて加え、反応液を減圧下濃縮した。
そこで得られた粗結晶に、酢酸エチル５００ｍｌを加えて十分攪拌、懸濁させた後、結晶
をろ過し、酢酸エチル２００ｍｌで洗浄後、減圧下で乾燥し、１−メチル−３−オクチル
イミダゾリウムジハイドロジェンホスファート７８ｇ（０．２６７ｍｏｌ、収率８９％）
を得た。

＜製造例６＞ １−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジハイドロジェンホスフ
ァート（Ｂ−４）の合成
還流管つきのフラスコにイミダゾール６８．１ｇ（１．０ｍｏｌ）と炭酸カリウム２４
８．８ｇ（１．８ｍｏｌ）とアセトニトリル５００ｍｌを加えた後、７５℃に加熱し、１
−クロロヘキサデカン２６０．９ｇ（１．０ｍｏｌ）を、２時間ほどかけて加えそのまま
１０時間加熱攪拌した。その後、反応液を室温まで冷却、ろ過し、得られた濾液を減圧下
で蒸留することで、１−ヘキサデシルイミダゾール２３４ｇを得た。
オートクレーブに１−ヘキサデシルイミダゾール９１．６ｇ（０．３ｍｏｌ）と脱水メ
タノール５５．８ｍｌと炭酸ジメチルを５４．０ｇ（０．６ｍｏｌ）を加えた後、１４０
℃で１５時間加熱、攪拌した。その後、室温まで反応液を冷却し、８５％リン酸３４．６
ｇ（０．３ｍｏｌ）を十分攪拌しながら、１時間ほどかけて加え、その反応液にメタノー
ル５００ｍｌを加えて十分攪拌、懸濁させた後、結晶をろ過し、メタノール１００ｍｌで
洗浄後、減圧下で乾燥し、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジハイドロジェ
ンホスファート３９．８ｇ（０．０９８ｍｏｌ、収率３３％）を得た。

＜実施例１、２＞
上記製造例１で得られたイオン液体（Ａ−１）１００重量部に、イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ−１、Ｂ−２）０．５重量部をそれぞれ添加し、９０℃に加温しながら充分に混合攪拌することにより、合成潤滑剤を得た。

＜比較例１＞
実施例１、２において、イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）を用いなかった以外は同様にして合成潤滑剤を得た。

＜実施例３〜６＞
上記製造例２で得られたイオン液体（Ａ−２）１００重量部に、イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ−１〜４）０．５重量部をそれぞれ添加し、９０℃に加温しながら充分に混合攪拌することにより、合成潤滑剤を得た。

＜比較例２＞
実施例３〜６において、イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）を用いなかった以外は同様にして合成潤滑剤を得た。

得られた合成潤滑剤について、下記潤滑性能評価および防錆性能評価を行なった。結果を［表１］に示す。

●潤滑性能評価
＜摩擦係数＞
潤滑油摩擦試験機（キョウシン株式会社製、「ＫＴ−１２０３」）を用いて、下記の条件下での、摩擦係数を測定した。なお、摩擦係数の値は、下記条件での測定時間中に得られた全係数データのうち、測定初期（0-30秒）の値を除いた平均値で示した。
［測定条件］
実験材料：3/16インチSUJ-2鋼球、SCM435軸受鋼板（φ25mmX5mm、HRC＞40、Rz≒0.8(μｍ)
負荷荷重：0.1kgf
摩擦速度：5mm/sec
往復ストローク：5mm、
データ記録間隔：４sec
測定温度：室温〜200℃（段階的昇温）
測定時間：20分間
＜磨耗体積＞
上記摩擦試験終了後のSUJ-2鋼球の磨耗痕径（短径:a、長径：ｂ）から下記計算式により求めた。
磨耗体積＝πa³b/32D （D:鋼球直径）（単位：μｍ^３）

●防錆性能評価
上記摩擦試験終了後の試験鋼板上に生じた磨耗痕上の、錆の有無を判定した。
［判定基準］
○・・・試験鋼板上の磨耗痕を拡大観察しても錆を認めない
△・・・試験鋼板上の磨耗痕を拡大観察すると錆が認められる
×・・・試験鋼板上の磨耗痕に肉眼で錆が認められる

※表中「―――」は添加しなったことを示す

表１の結果より、実施例のイオン液体にイミダゾリウムリン酸塩を配合した合成潤滑剤は、比較例のイミダゾリウムリン酸塩を配合していない合成潤滑剤よりも摩擦性能、防錆性能の両方に優れることが分かる。
このことは、本発明のイミダゾリウムリン酸塩は、イオン液体を主成分とする合成潤滑剤の摩擦調整剤、防錆剤として有用な化合物であることを示すものである。

本発明の潤滑剤組成物は、潤滑油の基油としてのイオン液体の特性を活かした組成物を実用化する際に必須の潤滑性能を添加剤により高めたもので、自動車、船舶、電気製品等の機械装置、動力伝達装置、精密機械、特殊環境下での潤滑剤として有用である。

Claims (5)

1. イオン液体（Ａ）を主成分とする合成潤滑剤であって、更にイミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）を含有してなることを特徴とする合成潤滑剤。
2. イミダゾリウムリン酸塩（Ｂ）のイミダゾリウム部位が、炭素数１〜２０の炭化水素基を置換基にもつことを特徴とする請求項１記載の合成潤滑剤。
3. イオン液体（Ａ）のアニオン部が、下記一般式（１）で示されるフッ素含有イミドアニオンであることを特徴とする請求項１または２記載の合成潤滑剤。
   （式中、ｎは、０〜１５の整数）
4. イオン液体（Ａ）のアニオン部が、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の合成潤滑剤。
5. イオン液体（Ａ）のカチオン部が、イミダゾリウムカチオンであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の合成潤滑剤。