JP5537179B2 - 潤滑油用添加剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、リン含有化合物の金属塩を含む潤滑油用添加剤組成物に関する。
常温で固体または粘ちょうな液体であるジアルキルチオリン酸エステルあるいはジアルキルリン酸エステル等のリン含有化合物の金属塩は、製造・運搬時のハンドリング性が悪い、あるいは常温の基油に短時間に溶解することができない、溶解させた後の貯蔵安定性が悪い等の問題を有するため、アミン化合物等にあらかじめ溶解させ液状化する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、これらアミン化合物等に溶解させたリン含有化合物の金属塩を潤滑油に添加した場合、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響を与えるおそれがあるため、使用には大きな制限があった。
国際公開第２００４／００３１１８号パンフレット
本発明は、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れた、常温で固体または粘ちょうな液体であるジアルキルチオリン酸エステルあるいはジアルキルリン酸エステルの金属塩を溶解した状態で含有する潤滑油用添加剤組成物を提供するものであり、併せて上記化合物を６０℃以下の比較的低温で短時間に基油に溶解する潤滑油用添加剤組成物の製造方法を提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の炭化水素系溶剤を用いることにより、リン含有化合物の金属塩を、高濃度でしかも６０℃以下の比較的低温で短時間に溶解させることができ、また溶解後の貯蔵安定性も良好であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、１００℃の動粘度が４．０〜４．５ｍｍ２／ｓであるポリ−α−オレフィン系炭化水素系溶剤に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有してなることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物に関する。
Figure 0005537179
 （一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は酸素または硫黄原子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ個別に炭素数３〜１２の直鎖アルキル基で平均炭素数が５以上、Ｍは２価の金属原子を示す。）
また、本発明は、１００℃の動粘度が４．０〜４．５ｍｍ２／ｓであるポリ−α−オレフィン系炭化水素系溶剤に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％溶解させることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物の製造方法に関する。
Figure 0005537179
 （一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は酸素または硫黄原子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ個別に炭素数３〜１２の直鎖アルキル基で平均炭素数が５以上、Ｍは２価の金属原子を示す。）
さらに、本発明は、上記潤滑油用添加剤組成物を含有することを特徴とする潤滑油組成物に関する。
本発明の潤滑油用添加剤組成物は、６０℃以下の比較的低温で短時間に製造することができ、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れている。
以下、本発明について詳述する。
本発明の潤滑油用添加剤組成物に用いる炭化水素系溶剤は、１００℃の動粘度が４．０〜４．５ｍｍ２／ｓ、％ＣＡが３以下、および硫黄分含有量が０．０５質量％以下である炭化水素系合成油およびこれらの混合物から選ばれる溶剤である。
炭化水素系合成油としては、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系合成油又はこれら２種以上の混合物が例示できる。
本発明に用いる炭化水素系溶剤としては、炭化水素系合成油又はこれらの中から選ばれる２種以上の炭化水素系溶剤の任意混合物が使用できる。
本発明において用いる炭化水素系溶剤の１００℃における動粘度は４．０〜４．５ｍｍ２／ｓであることが必要であり、好ましくは４．０〜４．３ｍｍ２／ｓ、より好ましくは４．０〜４．２ｍｍ２／ｓであり、最も好ましくは４．０〜４．１ｍｍ２／ｓである。炭化水素系溶剤の１００℃における動粘度が４．０ｍｍ２／ｓ未満の場合、蒸発損失の点で好ましくなく、また４．５ｍｍ２／ｓを超える場合には、リン含有化合物の金属塩に対する溶解力が不十分であるため好ましくない。
本発明において用いる炭化水素系溶剤の％ＣＡは３以下であることが必要であり、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．５以下である。炭化水素系溶剤の％ＣＡが３を超えると、リン含有化合物の金属塩に対する溶解力が低下する傾向にあり好ましくない。なお、本発明において用いる炭化水素系溶剤の％ＣＡは０であってもよい。
本発明でいう％ＣＡとは、ＡＳＴＭ Ｄ ３２３８−８５に準拠した方法（ｎ−ｄ−Ｍ環分析）により求められる、芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。
本発明において用いる炭化水素系溶剤の硫黄分含有量は０．０５質量％以下であることが必要であり、好ましくは０．０４質量％以下、より好ましくは０．０３質量％以下、特に好ましくは０．０２質量％以下である。炭化水素系溶剤の硫黄分含有量が０．０５質量％を超える場合には、リン含有化合物の金属塩に対する溶解力が低下するおそれがあるため好ましくない。
なお、本発明でいう硫黄分とは、ＪＩＳ Ｋ ２５４１−１９９６に準拠して測定される硫黄分を意味する。
本発明において用いる炭化水素系溶剤の粘度指数については特に制限はないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるようにその値は８０以上が好ましく、１００以上がより好ましく、１２０以上が最も好ましい。粘度指数の上限については特に制限はなく、ノルマルパラフィン、スラックワックスやＧＴＬワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような１３５〜１８０程度のものも使用することができる。炭化水素系溶剤の粘度指数が８０未満では、リン含有化合物の金属塩に対する溶解力が悪化するおそれがある。
本発明の潤滑油用添加剤組成物は、上記した特定の炭化水素系溶剤に、下記一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩（以下、単にリン含有化合物の金属塩という。）の１種または２種以上の混合物を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有する。
Figure 0005537179
一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は酸素または硫黄原子である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ個別に炭素数３〜１２の直鎖アルキル基、好ましくは炭素数４〜１１の直鎖アルキル基、より好ましくは炭素数４〜１０の直鎖アルキル基、最も好ましくは炭素数４〜８の直鎖アルキル基である。炭化水素基の炭素数が３未満の場合には溶解性に劣るおそれがあり、一方１２を超える場合には製造が困難となるおそれがある。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の平均炭素数が５以上であることが必要である。Ｍは２価の金属原子であり、具体例としては、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、カルシウム、マグネシウム等を挙げることができるが、亜鉛が最も好ましい。
直鎖アルキル基としては、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられる。
リン含有化合物の具体例としては、ジ−ｎ−ブチルリン酸エステル、ジ−ｎ−ヘキシルリン酸エステル、ジ−ｎ−オクチルリン酸エステル、ジ−ｎ−デシルリン酸エステル、ジ−ｎ−ドデシルリン酸エステル、ｎ−ブチル−ｎ−ヘキシルリン酸エステル、ｎ−ブチル−ｎ−オクチルリン酸エステル、ジ−ｎ−ブチルチオリン酸エステル、ジ−ｎ−ヘキシルチオリン酸エステル、ジ−ｎ−オクチルチオリン酸エステル、ｎ−ブチル-ｎ−ヘキシルチオリン酸エステル、ｎ−ブチル−ｎ−オクチルチオリン酸エステル、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
一般式（１）の具体例としては、上記リン含有化合物の亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、カルシウム、マグネシウム等の金属の塩が挙げられる。
炭化水素系溶剤に対するリン含有化合物の金属塩の混合割合は組成物全量基準で１０〜９０質量％であり、好ましくは３０〜８５質量％、より好ましくは３５〜８０質量％、最も好ましくは４０〜７５質量％である。混合割合が１０質量％より少ない場合は、潤滑油製造時の配合量が多くなり、潤滑油の蒸発性が増加するおそれがあり、混合割合が９０質量％より多い場合には貯蔵中添加剤の分離を起こすおそれがある。
本発明の潤滑油用添加剤組成物の１００℃における動粘度は、好ましくは０．５〜４．５ｍｍ２／ｓであるが、より好ましくは１．０〜４．３ｍｍ２／ｓ、更に好ましくは１．５〜４．２ｍｍ２／ｓである。
本発明の潤滑油用添加剤組成物は、例えば、３０〜６０℃に加温した炭化水素系溶剤中に、細かく砕いたリン含有化合物の金属塩を添加し、回転数約３００ｒｐｍ程度で攪拌することにより、あるいはリン含有化合物の金属塩をヘキサン等の有機溶剤に溶解させた後、炭化水素系溶剤と混合し有機溶剤を留去することにより容易に得ることができる。
かくして得られる本発明の潤滑油用添加剤組成物は、各種潤滑油の添加剤として用いられる。
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
［実施例１〜４、比較例１〜１６］
下記の炭化水素系溶剤にリン含有化合物の金属塩を配合して、表１および表２に示す組成を有する潤滑油用添加剤組成物を調製した（実施例１〜４、比較例１〜１６）。なお、表中の炭化水素系溶剤およびリン含有化合物の金属塩は次のとおりである。
（１）炭化水素系溶剤
溶剤１：パラフィン系溶剤精製鉱油（１００℃における動粘度：２．１ｍｍ２／ｓ、％ＣＡ：５、硫黄分：８００質量ｐｐｍ）
溶剤２：水素化精製鉱油（１００℃における動粘度：２．７ｍｍ２／ｓ、％ＣＡ：０、硫黄分：０質量ｐｐｍ）
溶剤３：ポリ−α−オレフィン(ＰＡＯ)（１００℃における動粘度：４．０ｍｍ２／ｓ、％ＣＡ：０、硫黄分：０質量ｐｐｍ）
（２）リン含有化合物の金属塩
リン化合物Ａ：ｎ−ブチル−ｎ−ヘキシルリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：５、リン含有量：１１．５質量％、亜鉛含有量：１１．９質量％）
リン化合物Ｂ：ジｎ−ヘキシルリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：６、リン含有量：１０．４質量％、亜鉛含有量：１０．７質量％）
リン化合物Ｃ：ｎ−ブチル−ｎ−オクチルリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：６、リン含有量：１０．４質量％、亜鉛含有量：１０．７質量％）
リン化合物Ｄ：ｎ−ブチル−ｎ−オクチルチオリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：６、リン含有量：９．８質量％、亜鉛含有量：１０．１質量％、硫黄含有量：１０．１質量％）
リン化合物Ｅ：ジｎ−ブチルリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：４、リン含有量：１２．８質量％、亜鉛含有量：１３．１質量％）
リン化合物Ｆ：ジｎ−ブチルチオリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：４、リン含有量：１１．９質量％、亜鉛含有量：１２．３質量％、硫黄含有量：１２．３質量％）
リン化合物Ｇ：ｎ−ブチル−ｎ−ヘキシルリン酸エステル亜鉛塩（平均炭素数：４．５、リン含有量：１２．２質量％、亜鉛含有量：１２．６質量％）
リン化合物Ｈ：ジ２−エチルヘキシルリン酸エステル亜鉛塩（リン含有量：８．８質量％、亜鉛含有量：９．１質量％）
リン化合物Ｉ：ジ２−エチルヘキシルチオリン酸エステル亜鉛塩（リン含有量：８．４質量％、亜鉛含有量：８．７質量％、硫黄含有量：８．７質量％）
実施例１〜４及び比較例１〜１６の潤滑油用添加剤組成物について、常温での貯蔵試験を行い、６０℃における液状化の可否、および１週間後、２週間後、３週間後および４週間後の不溶分析出の有無を観察した。得られた結果を表１および表２に示す。本発明で規定する性状を有しない溶剤１を用いた場合、および分枝アルキル基を有するリン含有化合物を用いた場合には、安定な潤滑油添加剤組成物を調製することができない。
Figure 0005537179
Figure 0005537179
本発明の潤滑油用添加剤組成物は、６０℃以下の比較的低温で短時間に製造することができ、ゴムシールを膨潤させる等の悪影響がなく、しかも貯蔵安定性に優れているので、産業上の利用価値はきわめて大きい。

Claims (3)

  1. １００℃の動粘度が４．０〜４．５ｍｍ２／ｓであるポリ−α−オレフィン系炭化水素系溶剤に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％含有してなることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物。
    Figure 0005537179
     （一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は酸素または硫黄原子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ個別に炭素数３〜１２の直鎖アルキル基で平均炭素数が５以上、Ｍは２価の金属原子を示す。）
  2. １００℃の動粘度が４．０〜４．５ｍｍ２／ｓであるポリ−α−オレフィン系炭化水素系溶剤に、一般式（１）で表されるリン含有化合物の金属塩を組成物全量基準で１０〜９０質量％溶解させることを特徴とする潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
    Figure 0005537179
     （一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は酸素または硫黄原子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ個別に炭素数３〜１２の直鎖アルキル基で平均炭素数が５以上、Ｍは２価の金属原子を示す。）
  3. 請求項１に記載の潤滑油用添加剤組成物を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
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