JP5904894B2 - 合成潤滑剤 - Google Patents
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Description
本発明は、イオン液体を主成分として７０重量％以上含有する合成潤滑剤に関するものであり、とりわけ熱安定性、摩擦調整性能、耐腐食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、使用環境に合った潤滑油として使用されていた。
また、近年、装置の高性能化、高効率化に伴い、潤滑剤には更なる高耐酸化性、高耐蒸発性、長期間にわたって安定した潤滑性能を発揮しうる潤滑剤が求められており、かかる問題を解決する手段として、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。
例えば、特許文献１には、イミダゾリウムリン酸エステル塩が、イオン液体に摩擦調整性能、防錆性能を付与することが可能であり、イオン液体に添加しても溶解または分散され、イオン液体、特に粘度が低く潤滑剤用途に有用であるフッ素系の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として記載されている。
例えば、特許文献１には、イミダゾリウムリン酸エステル塩が、イオン液体に摩擦調整性能、防錆性能を付与することが可能であり、イオン液体に添加しても溶解または分散され、イオン液体、特に粘度が低く潤滑剤用途に有用であるフッ素系の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として記載されている。
R.A.Reich et al., Journal of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers, July 2003, p.16-21
しかしながら、特許文献１に記載の合成潤滑剤は摩擦調整性能、防錆性能に優れるものの、より実用的な状況下では、イミダゾリウムリン酸エステル塩を添加剤として用いた場合であっても、潤滑剤として使用するイオン液体の種類によっては、安定性が不充分でイオン液体の分解が起こってしまい実用化できないといった問題点を有することが判明した。
そこで、本発明ではこのような背景下において、安定性が高くイオン液体の分解が起こりにくく、優れた摩擦調整性能、防錆性能を安定して発揮することができ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、従来の合成潤滑剤において、イミダゾリウムリン酸エステル塩添加剤と組合わせて使用されていたフッ素系のイオン液体に代えて、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体を使用することにより、実用的な状況下においても安定性が高い合成潤滑剤が得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、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）を主成分として７０重量％以上含有し、かつ、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）を含有することを特徴とする合成潤滑剤に関するものである。
本発明の合成潤滑剤を用いれば、高温含水条件下で長時間使用するような場合においても、安定性が高くイオン液体の分解が起こりにくく、優れた摩擦調整性能、防錆性能を安定して発揮することができるものである。
また、合成潤滑剤の主成分であるイオン液体、および添加されるイミダゾリウムリン酸エステルのいずれにもハロゲンイオンが含まれないため、反応性の高いハロゲン含有分解生成物が発生する可能性はなく、環境保護の観点からも好ましいものである。
また、合成潤滑剤の主成分であるイオン液体、および添加されるイミダゾリウムリン酸エステルのいずれにもハロゲンイオンが含まれないため、反応性の高いハロゲン含有分解生成物が発生する可能性はなく、環境保護の観点からも好ましいものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の合成潤滑剤は、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）を主成分とし、更にイミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）を含有するものである。
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。
また、本発明において、イオン液体を「主成分」とする合成潤滑剤とは、イオン液体を７０重量％以上、特に好ましくは９０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、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）を主成分とし、更にイミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）を含有するものである。
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。
また、本発明において、イオン液体を「主成分」とする合成潤滑剤とは、イオン液体を７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上含有する合成潤滑剤を示すものである。
本発明におけるトリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）（以下、「イオン液体（Ａ）」と略すことがある。）は、アニオン部がトリシアノメタニドアニオン（−Ｃ（ＣＮ）３）を含有することが必要であるが、カチオン部としてはイオン液体のカチオン部として用いられる公知一般のカチオン部であればよい。
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、ピロリジニウムカチオン等の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、ピペリジニウムカチオン等の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（３）の構造を有するものをあげることができる。
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、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（３）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（３）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。
上記カチオンとトリシアノメタニドアニオンを組合わせて得られるイオン液体（Ａ）の中でも、下記一般式（１）で示されるイオン液体（Ａ１）であることが融点が低いイオン液体が得られる点で好ましい。
Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ２は、置換基を有していてもよい炭素数１〜１６のアルキル基、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基である。）
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、例えば、用いる有機カチオンのハロゲン化塩とトリシアノメタニド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エステル塩（Ｂ）としては、イミダゾリウムカチオンとリン酸エステルアニオンからなる塩であればよく、潤滑剤として用いた場合に、金属表面との親和性が高まり、金属表面の摩擦面上に安定して吸着される（留まる）ことが可能となる。
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（４）の構造を有するものをあげることができる。
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、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（４）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−ヘキサデシル−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。
上記リン酸エステルアニオンとしては、モノエステル構造を有するリン酸エステルアニオン、またはジエステル構造を有するリン酸エステルアニオンのどちらであってもよいが、合成の容易さからジエステル構造を有するリン酸エステルアニオンであることが好ましい。
かかるジエステル構造を有するリン酸エステルアニオンとしては、下記一般式（５）で示されるものが好ましい。
上記Ｒ１、Ｒ２のアルキル基の炭素数は、通常１〜８、好ましくは１〜４である。Ｒ１とＲ２は同じものであってもよいし、異なるものであってもよいが、合成し易いため同じものであることが好ましい。
上記一般式（５）で示されるリン酸エステルアニオンとしては、例えば、ジメチルホスフェートアニオン、ジエチルホスフェートアニオン、ジプロピルホスフェートアニオン、ジブチルホスフェートアニオン、ジペンチルホスフェートアニオン、ジヘキシルホスフェートアニオン、ジヘプチルホスフェートアニオン、ジオクチルホスフェートアニオン等が挙げられるが、これらの中でも、ジメチルホスフェートアニオン、ジエチルホスフェートアニオン、ジプロピルホスフェートアニオン、ジブチルホスフェートアニオンが好ましい。
本発明におけるイミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）としては、下記一般式（２）で示される化合物であることが、低融点であり、かつ主成分となるトリシアノメタニドアニオン含有イオン液体と相溶しやすい点で好ましい。
上記下記一般式（２）で示される化合物（Ｂ）として具体的には、１，３−ジメチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、
１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート等のジメチルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、
１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート等のジエチルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、
１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート等のジプロピルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート等のジブチルホスフェートアニオン系塩等が挙げられる。
これらの中でも、イオン液体（Ａ）への相溶性と潤滑特性の両方に優れる点で、ジエチルホスフェートアニオン系塩、ジプロピルホスフェートアニオン系塩、ジブチルホスフェートアニオン系塩を含有するものが好ましい。
１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジメチルホスフェート等のジメチルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、
１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジエチルホスフェート等のジエチルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、
１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジプロピルホスフェート等のジプロピルホスフェートアニオン系塩、１，３−ジメチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ペンチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１，３−ジエチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−エチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート等のジブチルホスフェートアニオン系塩等が挙げられる。
これらの中でも、イオン液体（Ａ）への相溶性と潤滑特性の両方に優れる点で、ジエチルホスフェートアニオン系塩、ジプロピルホスフェートアニオン系塩、ジブチルホスフェートアニオン系塩を含有するものが好ましい。
イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）の配合量としては、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。上記イミダゾリウムリン酸エステル塩（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エステル塩（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エステル塩（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エステル塩（Ｂ）が分散した状態であってもよい。
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エステル塩（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エステル塩（Ｂ）が分散した状態であってもよい。
また、本発明の合成潤滑剤は、必要に応じて上記イオン液体（Ａ）以外のイオン液体や、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エステル塩（Ｂ）を含有してなる合成潤滑剤は、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。かかる粘度が高すぎ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傾向がある。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。
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、安定性が高くイオン液体の分解が起こりにくく、優れた摩擦調整性能、防錆性能を安定して発揮することができるため、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、重量基準を意味する。
［トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）の製造］
＜製造例１＞ １−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリシアノメタニド（Ａ−１）の合成
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド（日本合成化学工業（株）製）１９．１ｇを水１９ｍＬに溶かし、トリシアノメタニドナトリウム塩（ロンザ社製）１１．３ｇを添加し、５０℃で３時間攪拌した。その後、活性炭１ｇを加え、３０分間攪拌した後、反応液を室温に戻し、活性炭をろ過した。ろ液に塩化メチレン１００ｍＬを入れ抽出し、水層を除去後、有機層を水３０ｍＬで３回水洗した。得られた有機層を減圧濃縮し、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリシアノメタニド１２．１ｇ（収率６０％）を得た。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド（日本合成化学工業（株）製）１９．１ｇを水１９ｍＬに溶かし、トリシアノメタニドナトリウム塩（ロンザ社製）１１．３ｇを添加し、５０℃で３時間攪拌した。その後、活性炭１ｇを加え、３０分間攪拌した後、反応液を室温に戻し、活性炭をろ過した。ろ液に塩化メチレン１００ｍＬを入れ抽出し、水層を除去後、有機層を水３０ｍＬで３回水洗した。得られた有機層を減圧濃縮し、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリシアノメタニド１２．１ｇ（収率６０％）を得た。
［その他イオン液体の製造］
＜比較製造例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
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド（日本合成化学工業（株）製）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の水中で４０℃、４時間反応させた後、塩化メチレン５０ｍｌを加えて抽出分液する。塩化メチレン層を水洗後、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（Ａ’−１）２２．５３ｇ（５７．６ｍｍｏｌ、収率９５％）を得た。
＜比較製造例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
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド（日本合成化学工業（株）製）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の水中で４０℃、４時間反応させた後、塩化メチレン５０ｍｌを加えて抽出分液する。塩化メチレン層を水洗後、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（Ａ’−１）２２．５３ｇ（５７．６ｍｍｏｌ、収率９５％）を得た。
［イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）の製造例］
下記、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）は、ＷＯ２００８−１１４５８４号公報及びＦｅｕｌ ｖｏｌ８７ ７９−８４ｐａｇｅ ２００８に準じて合成した。
下記、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）は、ＷＯ２００８−１１４５８４号公報及びＦｅｕｌ ｖｏｌ８７ ７９−８４ｐａｇｅ ２００８に準じて合成した。
＜製造例２＞ １−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−１）の合成
１−エチルイミダゾール１０．０ｇにトリブチル燐酸３３．３ｇを入れ、１２０℃で１
２０時間加熱した。加熱後、室温に冷却し、ヘキサン５０ｍｌで６回洗浄した。下層の１
−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェートを真空下、６０℃で乾燥し、
１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−１）２５．０ｇを得た。
１−エチルイミダゾール１０．０ｇにトリブチル燐酸３３．３ｇを入れ、１２０℃で１
２０時間加熱した。加熱後、室温に冷却し、ヘキサン５０ｍｌで６回洗浄した。下層の１
−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェートを真空下、６０℃で乾燥し、
１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−１）２５．０ｇを得た。
＜製造例３＞ １−ブチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−２）の合成
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−オクチルイミダゾール１０．０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１７．７ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−２）２３．２ｇを得た。
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−オクチルイミダゾール１０．０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１７．７ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−オクチルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−２）２３．２ｇを得た。
＜製造例４＞ １−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−３）の合成
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−ドデシルイミダゾール１０．０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１３．５ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−３）１０．９ｇを得た。
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−ドデシルイミダゾール１０．０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１３．５ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−３）１０．９ｇを得た。
＜製造例５＞ １−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−４）の合成
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−ヘキサデシルイミダゾール１０．
０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１０．９ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−４）８．７ｇのを得た。
製造例２の１−エチルイミダゾール１０．０ｇを１−ヘキサデシルイミダゾール１０．
０ｇに変更し、トリブチル燐酸を１０．９ｇに変更した以外は製造例２と同様に操作し、１−ブチル−３−ヘキサデシルイミダゾリウムジブチルホスフェート（Ｂ−４）８．７ｇのを得た。
＜実施例１〜４＞
製造例１で得られたイオン液体（Ａ−１）１００部に、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ−１〜Ｂ−４）０．５部をそれぞれ添加し、４０℃に加温し充分に混合攪拌することにより、実施例１〜４の合成潤滑剤を得た。
製造例１で得られたイオン液体（Ａ−１）１００部に、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ−１〜Ｂ−４）０．５部をそれぞれ添加し、４０℃に加温し充分に混合攪拌することにより、実施例１〜４の合成潤滑剤を得た。
＜比較例１＞
製造例１で得られたイオン液体（Ａ−１）に何も添加剤を加えず合成潤滑剤として用いた。
製造例１で得られたイオン液体（Ａ−１）に何も添加剤を加えず合成潤滑剤として用いた。
＜比較例２＞
比較製造例１で得られたイオン液体（Ａ’−１）１００部に、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ−３）０．５部を添加し、４０℃に加温し充分に混合攪拌することにより、合成潤滑剤を得た。
比較製造例１で得られたイオン液体（Ａ’−１）１００部に、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ−３）０．５部を添加し、４０℃に加温し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３＞
比較製造例１で得られたイオン液体（Ａ’−１）に何も添加剤を加えず合成潤滑剤として用いた。
比較製造例１で得られたイオン液体（Ａ’−１）に何も添加剤を加えず合成潤滑剤として用いた。
上記実施例１〜４、比較例１〜３で得られた合成潤滑剤について、下記の摩擦調整能試験、防錆性能試験を行なった。結果は下記の表１に示す。
また、実施例３、比較例１〜３については、下記の熱安定性試験を行なった。結果は下記の表２に示す。
また、実施例３、比較例１〜３については、下記の熱安定性試験を行なった。結果は下記の表２に示す。
●摩擦調整性能試験
＜摩擦係数＞
潤滑油摩擦試験機（キョウシン（株）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：μｍ３）
［判定基準］
◎・・・４，０００μｍ３未満
○・・・４，０００μｍ３以上１０，０００μｍ３未満
△・・・１０，０００μｍ３以上〜２０，０００μｍ３未満
×・・・２０，０００μｍ３以上
＜摩擦係数＞
潤滑油摩擦試験機（キョウシン（株）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：μｍ３）
［判定基準］
◎・・・４，０００μｍ３未満
○・・・４，０００μｍ３以上１０，０００μｍ３未満
△・・・１０，０００μｍ３以上〜２０，０００μｍ３未満
×・・・２０，０００μｍ３以上
●防錆性能試験
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
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
●熱安定性試験
市販のスラストベアリング（材質SUJ-2、型番51120：小西製作所）をアセトンに浸漬して超音波洗浄器で洗い、防錆油を除去して乾燥した。これに合成潤滑剤３０μＬ及び純水１０μＬを添加し、１００℃の恒温機中で外部接続のモーターにより２００ｒｐｍで１０時間回転させた。１４時間放置放冷後、再び純水１０μＬを添加し、恒温機中同じ条件下での回転させ、この操作を繰返した。１００℃での回転時間が６０時間に達した後ベアリングを純水１０ｍＬ中に浸漬し、１分間超音波洗浄器にて抽出処理を行った。得られた水溶液中に含まれるイオンをイオンクロマトで分析し、潤滑剤の主成分を構成する陰イオンの面積％を安定性の指標とした。
市販のスラストベアリング（材質SUJ-2、型番51120：小西製作所）をアセトンに浸漬して超音波洗浄器で洗い、防錆油を除去して乾燥した。これに合成潤滑剤３０μＬ及び純水１０μＬを添加し、１００℃の恒温機中で外部接続のモーターにより２００ｒｐｍで１０時間回転させた。１４時間放置放冷後、再び純水１０μＬを添加し、恒温機中同じ条件下での回転させ、この操作を繰返した。１００℃での回転時間が６０時間に達した後ベアリングを純水１０ｍＬ中に浸漬し、１分間超音波洗浄器にて抽出処理を行った。得られた水溶液中に含まれるイオンをイオンクロマトで分析し、潤滑剤の主成分を構成する陰イオンの面積％を安定性の指標とした。
表１の摩擦調整性能試験、防錆性能試験の結果より、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体とイミダゾリウムリン酸エステル塩からなる実施例１〜４の合成潤滑剤は、従来、摩擦調整性能や防錆性能が優れるとされていたビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを有するイオン液体からなる合成潤滑剤と同程度の優れた摩擦調整性能、防錆性能を示すことがわかる。一方、表２の熱安定性試験の結果からは、比較例のビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを有するイオン液体からなる合成潤滑剤に比べて、実施例のトリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体からなる合成潤滑剤の方が分解量が少なく、熱安定性に優れた合成潤滑剤であることがわかる。
また、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体にイミダゾリウムリン酸エステル塩を配合しなかった比較例１の合成潤滑剤は、実施例の合成潤滑剤と比べると、防錆性能に劣り、摩擦調整性能も若干劣ることがわかる。
また、トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体にイミダゾリウムリン酸エステル塩を配合しなかった比較例１の合成潤滑剤は、実施例の合成潤滑剤と比べると、防錆性能に劣り、摩擦調整性能も若干劣ることがわかる。
本発明の潤滑剤組成物は、イオン液体の特性を活かした潤滑剤を実用化する際に必須の潤滑性能を添加剤により高め、さらに実際の使用に耐える熱安定性を示す潤滑剤を提供するもので、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 (6)
- トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）を主成分として７０重量％以上含有し、かつ、イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）を含有することを特徴とする合成潤滑剤。
- トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（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記載の合成潤滑剤。
- トリシアノメタニドアニオンを含有するイオン液体（Ａ）が下記一般式（１）で示されるイオン液体（Ａ１）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。
Ｒ1は、置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ2は、置換基を有していてもよい炭素数１〜１６のアルキル基、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基である。） - イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）のイミダゾリウムカチオンが、１，３−二置換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１〜３いずれか記載の合成潤滑剤。
- イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）のリン酸エステルアニオンが、ジエステル構造を有するリン酸エステルアニ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。
- イミダゾリウムリン酸エステル塩（Ｂ）が、下記一般式（２）で示される化合物であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の合成潤滑剤。
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