JP6264516B2 - ジアルキルスルフィド、ジアルキルスルフィドの製造方法、極圧添加剤及び潤滑流体組成物 - Google Patents

Description

本発明は、低温環境下においても金属表面に効果的に金属硫化物の被膜を形成でき、且つ、保存安定性にも優れ、極圧添加剤として好適に使用できるジアルキルスルフィド、該ジアルキルスルフィドの製造方法に関する。また、本発明は、該ジアルキルスルフィドを含む極圧添加剤及び該ジアルキルスルフィドを含む潤滑流体組成物に関する。

従来から切削油、塑性加工油、ギア油、摺動面油、グリースなどの潤滑流体組成物には、金属同士の摩擦、磨耗減少や焼き付きを防止するために極圧添加剤が使用されている。金属の中でも、ステンレス鋼等のいわゆる難加工材料は、金属同士の摩擦、磨耗減少や焼き付きを防止するための金属硫化膜をその表面に形成しにくい。その為、難加工材料の切削加工や塑性加工は、当該材料や潤滑流体組成物が高温となるような条件で行い、金属硫化膜の形成を促進させる必要がある。しかしながら、高温下の条件で材料の加工を行うと、工具の寿命の短縮、熱膨張の影響による加工された物品の寸法のばらつき等の問題を生じる。その為、難加工材料に対して低温環境下でも効率よく硫化金属の被膜を形成できる極圧添加剤が求められている。

極圧添加剤としては、例えば、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸エステルなどの含塩素有機化合物類；硫化油脂類、硫化オレフィン類を含むジアルキルポリスルフィドなどの含硫黄有機化合物類等が挙げられ、中でも極圧添加剤の硫黄含有量を高くすることが出来る上、基油への溶解性が高く、より多くの硫黄分を基油に添加できるとの理由からジアルキルスルフィドが広く用いられている。

ジアルキルスルフィドとしては、例えば、ジアルキルモノスルフィドや、ジアルキルジスルフィド、ジアルキルトリスルフィド、ジアルキルテトラスルフィド等のジアルキルポリスルフィド等が挙げられる。このようなジアルキルポリスルフィドとしては、例えば、炭素原子数４〜２２の非分岐状のアルキル基と、硫黄鎖長が１．５〜３．５程度のポリスルフィド構造とを有するジアルキルポリスルフィドの混合物が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、硫黄鎖長が２のジアルキルジスルフィドと硫黄鎖長が３のジアルキルトリスルフィドとの合計の含有率が、全ジアルキルポリスルフィドの合計に対して８０〜１００質量％であるジアルキルポリスルフィドの混合物が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、前記特許文献１や特許文献２に開示されたジアルキルポリスルフィドは、金属との反応性が十分ではなく、特に、近年求められている低温環境下での金属硫化膜の形成能が十分でない問題がある。

加えて、近年では、極圧添加剤は保管を考慮して、低温、例えば、−５℃程度の低温環境下においても、析出物が析出しない安定性も要望されている。

特開平１１−０７１３４３号公報 国際公開第２０１４／１８８９４８号パンフレット

本発明が解決しようとする課題は、低温環境下でも効率よく硫化金属の被膜を形成でき、しかも低温環境下においても析出物が析出しない安定性を有し、極圧添加剤として好適に用いることができるジアルキルスルフィドを提供することにある。また、該ジアルキルスルフィドを含む極圧添加剤とこれを含む潤滑流体組成物を提供することにある。

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ジアルキル基を有する特定構造のジアルキルスルフィド化合物の混合物において、硫黄鎖長が１の化合物の含有率と、硫黄鎖長が２〜４の化合物の合計の含有率と、硫黄鎖長が５〜８の化合物の合計の含有率がそれぞれ特定の範囲にある混合物は、低温環境下でも効率よく硫化金属の被膜を形成できること、低温環境下においても析出物が析出しない安定性を有すること、極圧添加剤として好適に用いることができること等を見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記一般式（１）

（式中Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれアルキル基を表す。ｎは整数である。）
で表され、該一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下で、該一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であることを特徴とするジアルキルスルフィドを提供するものである。

また、本発明は、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、硫化水素（ｃ）の存在下、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６〜２となる範囲で６０〜１３０℃の反応系で反応させる第一工程と、該反応系を１６０〜２００℃で保持する第二工程とを有することを特徴とするジアルキルスルフィドの製造方法を提供するものである。

また、本発明は、前記ジアルキルスルフィドを含有することを特徴とする極圧添加剤を提供するものである。

更に、本発明は、前記ジアルキルスルフィドまたは前記極圧添加剤と基油を含有することを特徴とする潤滑流体組成物を提供するものである。

本発明のジアルキルスルフィドは、低温環境下でも効率よく硫化金属の被膜を形成でき、ステンレス鋼等のいわゆる難加工材料の加工の際に用いる潤滑流体組成物の極圧添加剤として好適である。また、本発明のジアルキルスルフィドの製造方法により、前記極圧添加剤を好適に製造することができる。

本発明のジアルキルスルフィドは、下記一般式（１）

（式中Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれアルキル基を表す。ｎは整数である。）
で表され、該一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下で、該一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であることを特徴とする。

本発明のジアルキルスルフィドは、ｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下である。ｎが１である化合物の含有率が１０．０％を超えると、金属との反応性が悪くなり、その結果、低温環境下において効率的に金属硫化物の被膜を形成しにくくなることから好ましくない。ｎが１である化合物の含有率は、一般式（１）で表される化合物の全量に対して０．５〜５質量％が、低温環境下に加え高温環境下でも効率的に金属硫化物の被膜を形成できるジアルキルスルフィドとなることから好ましい。

本発明のジアルキルスルフィドは、ｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％である。前記含有率の合計が５０質量％よりも小さいと低温環境下において効率的に金属硫化物の被膜を形成しにくくなることから好ましくない。前記含有率の合計が７０質量％を超えると、低温環境下保存安定性が低下しやすく、また、効率的に金属硫化被膜の形成しにくくなることから好ましくない。前記含有率の合計は、低温環境下における金属硫化物の被膜の形成性が良好で、しかも、低温環境下における保存安定性も良好となることから５０．０〜６５．０質量％であるものが好ましく、５５．０〜６５．０質量％であるものがより好ましい。

本発明のジアルキルスルフィドは、一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％である。前記含有率の合計が３０．０質量％よりも小さいと低温での金属との反応性が低下し、低温環境下で効率良く金属硫化物の被膜を形成することが困難となることから好ましくない。前記含有率の合計が４０．０質量％を超えると低温環境下における保存安定性が低下しやすいことから好ましくない。

従って、本発明のジアルキルスルフィドの中でも、前記一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が前記一般式（１）で表される化合物の全量に対して０．５〜５質量％で、一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であるジアルキルスルフィドが好ましく、前記一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が前記一般式（１）で表される化合物の全量に対して０．５〜５質量％で、一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜６５．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であるジアルキルスルフィドがより好ましく、前記一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が前記一般式（１）で表される化合物の全量に対して０．５〜５質量％で、一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５５．０〜６５．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であるジアルキルスルフィドが更に好ましい。

一般式（１）で表される化合物において、ｎが種々の異なる化合物のそれぞれの含有率は、高速液体クロマトグラフ（以下、「ＨＰＬＣ」と略記する。）測定により得られるチャートのピーク面積により求めることができる。なお、ＨＰＬＣの測定条件は以下の通りである。

［ＨＰＬＣ測定条件］
測定装置：株式会社島津製作所製ＬＣ−０６Ａ
カラム：ＩＮＴＥＲＳＩＬ−Ｃ８ ４．５μｍ ２５０ｍｍ×４．６ｍｍ
検出器：ＵＶ２１０ｎｍ
溶出液：アセトニトリル／水（体積比）＝８５／１５、流量 １ｍｌ／ｍｉｎ

前記一般式（１）で表される化合物において、Ｒ^１、Ｒ^２としては、例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基等が挙げられる。前記直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基等が挙げられる。また、前記分岐状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、２−メチルプロピル基、２−メチルプロパン−２−イル基、２−ブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、３−ペンチル基、２−メチルブチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、３−ヘプチル基、２−エチルブチル基、３−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、４−メチルヘプチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基及び２−エチルオクチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルウンデシル基、３，６−ジメチルヘキサデシル基等が挙げられる。

前記一般式（１）中のＲ^１、Ｒ^２の中でも、高硫黄含有量を維持でき良好に金属硫化物の被膜を金属表面上に形成できること、臭気原因となる低分子量メルカプタン類の含有量が少ないジアルキルスルフィドが得られることから炭素原子数４〜２０の直鎖状アルキル基が好ましく、炭素原子数６〜１８の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素原子数８の直鎖状アルキル基（ｎ−オクチル基）が更に好ましい。

本発明のジアルキルスルフィドの５０％熱分解温度は、例えば、２００〜３００℃である。この熱分解温度は、前記一般式（１）におけるＲ^１、Ｒ^２のアルキル基の鎖長が長くなるほど上昇する。従って、異なるアルキル基の鎖長を有するジアルキルスルフィドを混合することにより、所望に応じた熱分解温度を有するジアルキルスルフィド（混合物）を得ることができる。

本発明のジアルキルスルフィドは、例えば、下記の工程を含む本発明の製造方法により、好適に得ることができる。
第一工程：１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、硫化水素（ｃ）の存在下、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６〜２となる範囲で６０〜１３０℃の反応系で反応させる工程。
第二工程：前記反応系を、１６０〜２００℃で保持する工程。
以下、各工程について、詳細に説明する。

前記第一工程で用いる１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）は下記一般式（２）

（式中、Ｒはアルキル基である。）
で表される。

前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）としては、例えば、直鎖状のアルキル基を有する１−オレフィン化合物〔前記一般式（２）中のＲが直鎖状のアルキル基である１−オレフィン化合物〕や、分岐状のアルキル基を有する１置換体の１−オレフィン化合物〔前記一般式（２）中のＲが分岐状のアルキル基である１−オレフィン化合物〕等が挙げられる。

前記直鎖状のアルキル基を有する１置換体の１−オレフィン化合物としては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセン或いはその混合物等が挙げられる。

前記分岐状のアルキル基を有する１置換体の１−オレフィン化合物としては、例えば、３−メチルペンテン、４−メチルヘプテン、５−メチルウンデセン、３，６−ジメチルヘキサンデセン或いはその混合物等が挙げられる。

本発明で用いる１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）の中でも、工業的に入手が容易で、硫黄との反応が容易に進行することから直鎖状のアルキル基を有する１置換体の１−オレフィン化合物が好ましい。直鎖状のアルキル基を有する１置換体の１−オレフィン化合物の中でも、流動点が低く、常温で液体状態を維持できることから、直鎖状のアルキル基を有し、炭素原子数が６〜２２の１置換体の１−オレフィン化合物が好ましく、直鎖状のアルキル基を有し、炭素原子数が８〜２０の１置換体の１−オレフィン化合物がより好ましく、直鎖状のアルキル基を有し、炭素原子数が８〜１４の１置換体の１−オレフィン化合物が更に好ましく、直鎖状のアルキル基を有し、炭素原子数が１０の１置換体の１−オレフィン化合物（１−デセン）が特に好ましい。

前記硫黄（ｂ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、小塊状、フレーク状、粉末状の固形状態であっても、溶融状態（液体）であっても良い。中でも、大スケールでの製造での仕込み作業が容易であるとの理由から溶融状態の硫黄が好ましい。

前記硫化水素（ｃ）としても、特に限定されるものではないが、純度が高い本発明のジアルキルスルフィドが得られる点から、純度９９モル％以上のものを用いることが好ましい。

前記第一工程は種々の硫黄鎖長を有するジアルキルスルフィドの混合物を得る工程である（この工程で得られるジアルキルスルフィドの混合物を「粗ジアルキルスルフィド」と略記することがある。）。通常、第一工程で得られる粗ジアルキルスルフィドは、例えば、前記一般式（１）で表される化合物の全量に対して、ｎが１である化合物の含有率が０〜５．０質量％程度で、一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して２０．０〜２９．０質量％程度の混合物である。

前記第一工程において、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを硫化水素（ｃ）の存在下で反応させる際は、塩基性化合物（塩基性触媒）の存在下で反応させることが好ましい。前記塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属水酸化物やアミン系化合物等が挙げられる。前記アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。

前記アミン系化合物としては、例えば、脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物等が挙げられる。前記脂肪族アミン系化合物としては、例えば、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、およびそれらの各種異性体、オクチルアミン、ジオクチルアミン、およびそれらの各種異性体、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、炭素原子数１９〜２２のアルキルアミン、ジシクロヘキシルアミン、およびそれらの各種異性体、メチレンジアミン、エチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン等、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ノナエチレンデカミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等、テトラ（アミノメチル）メタン、テトラキス（２−アミノエチルアミノメチル）メタン、１，３−ビス（２’−アミノエチルアミノ）プロパン、トリエチレン−ビス（トリメチレン）ヘキサミン、ビス（３−アミノエチル）アミン、ビスヘキサメチレントリアミン等、１，４−シクロヘキサンジアミン、４，４’−メチレンビスシクロヘキシルアミン、４，４’−イソプロピリデンビスシクロヘキシルアミン、ノルボルナジアミン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、ビス（シアノエチル）ジエチレントリアミン、Ｎ−メチルピペラジン、モルホリン、１，４−ビス−（８−アミノプロピル）−ピペラジン、ピペラジン−１，４−ジアザシクロヘプタン、１−（２’−アミノエチルピペラジン）、１−［２’−（２”−アミノエチルアミノ）エチル］ピペラジン、１，１１−ジアザシクロエイコサン、１，１５−ジアザシクロオクタコサン等が挙げられる。

前記芳香族アミン系化合物としては、例えば、ビス（アミノアルキル）ベンゼン、ビス（アミノアルキル）ナフタレン、ｏ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、ナフチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルフェニルメタン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，４’−ジアミノビフェニル、２，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、ビス（アミノメチル）ナフタレン、ビス（アミノエチル）ナフタレン等が挙げられる。アミン系化合物は単独でも２種以上の混合物としても使用することができる。

前記塩基性触媒の中でも、粗ジアルキルスルフィドの混合物の収率が高く、反応後に蒸留や通気などの簡便な手法で反応系から分離除去が可能なことから、脂肪族アミン系化合物またはアルカリ金属水酸化物が好ましく、脂肪族アミン系化合物がより好ましい。

前記塩基性触媒の使用量としては、所望とする反応速度によって適宜選択するものであるが、反応性を悪化させない範囲においてより少量であることが好ましく、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄との合計質量に対して０．０５〜１．０質量％が好ましく、０．１〜０．５質量％がより好ましい。

前記第一工程において、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）の使用割合は、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕で０．６５〜１．７となる範囲が、本発明のジアルキルスルフィドを容易に得やすいことから好ましい。

また、前記第一工程において、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫化水素（ｃ）の使用割合としては、モル比〔（ｃ）／（ａ）〕で０．３〜０．８となる範囲が、本発明のジアルキルスルフィドを容易に得やすいことから好ましく、モル比〔（ｃ）／（ａ）〕で０．４〜０．７となる範囲がより好ましい。

第一工程において、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄とを硫化水素（ｃ）の存在下で６０〜１３０℃となる反応系で反応させる。反応系の温度は８０〜１３０℃が反応速度向上の理由から好ましく、１００〜１３０℃がより好ましい。また、反応時間は２〜１０時間が好ましく、４〜８時間がより好ましい。

前記第二工程は、第一工程で得られた粗ジアルキルスルフィドを含む反応系を１６０〜２００℃で保持する。この操作により、一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が減少し、且つ、一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率が増加し、本発明のジアルキルスルフィドが得られる。第二工程は反応系を１７０〜１８０℃で保持することが、より効率的に前記一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率を低下させることができることから好ましい。また、保持する時間は５〜２０時間が好ましく、１０〜１５時間がより好ましい。

本発明のジアルキルスルフィドは、例えば本発明の製造方法で得ても良いし、本発明のジアルキルスルフィドではない複数種のジアルキルスルフィドを混合し、一般式（１）で表される化合物において各々のｎを有する化合物の含有量を調整することで得ても良い。

本発明の極圧添加剤は、本発明のジアルキルスルフィドを含有することを特徴とする。本発明の極圧添加剤は、本発明のジアルキルスルフィドのみからなっていても良いし、本発明のジアルキルスルフィド以外の化合物で、極圧添加剤として用いることができる他の化合物が含まれていても良い。また、本発明の製造方法において、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）、硫黄（ｂ）、硫化水素（ｃ）の使用量や、第一工程や第二工程における反応温度、反応時間を種々変更して得られる２種以上の本発明のジアルキルスルフィドが混合されていても良い。

本発明の潤滑流体組成物は、本発明のジアルキルスルフィド又は極圧添加剤と、基油とを含有することを特徴とする。前記基油としては、なんら限定されるものではなく、使用目的や使用条件等に応じて、鉱油や合成油等から適宜選択して用いることができる。前記鉱油としては、例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油、ナフテン基系原油を常圧蒸留や常圧蒸留後の残渣を減圧蒸留して得られる留出油、又はこれを溶剤精製、水添精製、脱ロウ処理、白土処理等の精製を行って得られる精製油等が挙げられる。前記合成油としては、例えば、低分子量ポリブテン、低分子量ポリプロピレン、炭素原子数８〜１４のα−オレフィンオリゴマーおよびこれらの水素化物、トリメチロールプロパンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル等のポリオールエステル、二塩基酸エステル、芳香族ポリカルボン酸エステル、リン酸エステル等のエステル系化合物、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等のアルキルアロマ系化合物、ポリアルキレングリコール等のポリグリコール油、シリコーン油などが挙げられ、これらは単独又は２種以上を適宜併用して用いることができる。

前記潤滑流体組成物中の本発明のジアルキルスルフィドと基油との配合割合としては、特に限定されるものではないが、通常基油１００質量部に対して、ジアルキルスルフィド０．０１〜５０質量部であり、好ましくは０．０５〜２０質量部である。

前記潤滑流体組成物は、例えば、前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、硫化水素（ｃ）の存在下、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６〜２となる範囲で６０〜１３０℃の反応系で反応させる第一工程と、該反応系を１６０〜２００℃で保持する第二工程とを含む工程でジアルキルスルフィドを得る工程を含む本発明のジアルキルスルフィドを得る工程と、該ジアルキルスルフィドと基油とを混合する工程とを含む方法により製造することができる。

前記ジアルキルスルフィドと基油とを混合する工程は、種々の混合方法により行うことができる。具体的には攪拌装置やラインミキサー等の混合装置を用いて行うことができる。

本発明の潤滑流体組成物は、更に粘ちょう剤を含有させることによって、グリースとして用いることも可能である。ここで用いることができる粘ちょう剤としては、例えば、金属石鹸系、複合石鹸系などの石鹸系、又はウレア系などが挙げられる。これらの粘ちょう剤を用いる場合には、予め基油に混合して均一化しておくことが好ましい。

前記潤滑流体組成物には、前記ジアルキルスルフィドと、前記基油とを用いる以外、なんら制限はなく、例えば、添加剤として、油性剤、耐磨耗剤、極圧剤、その他の防錆剤、腐食防止剤、消泡剤、洗浄分散剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、乳化剤、抗乳化剤、カビ防止剤、摩擦調整剤、界面活性剤等の添加剤などを目的とする用途や性能に応じて適宜併用することができる。

各種添加剤の具体例として次のものを挙げることができる。前記油性剤としては、例えば、長鎖脂肪酸（オレイン酸）等が挙げられる。前記耐磨耗剤としては、例えば、リン酸エステル、金属ジチオホスフェート塩等が挙げられる。前記極圧剤としては、例えば、有機硫黄化合物、有機ハロゲン化合物等が挙げられる。前記その他の防錆剤としては、例えば、カルボン酸、アミン、アルコール、エステル等が挙げられる。

前記腐食防止剤としては、例えば、窒素化合物（ベンゾトリアゾールなど）、硫黄および窒素を含む化合物（１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカルバメート）等が挙げられる。前記消泡剤としては、例えば、シリコーン油、金属石鹸、脂肪酸エステル、リン酸エステル等が挙げられる。前記洗浄分散剤としては、例えば、中性、塩基性スルフォネートおよびフェネート（金属塩型）、こはく酸イミド、エステルおよびベンジルアミン共重合系ポリマーなど等が挙げられる。前記流動点降下剤としては、例えば、塩素化パラフィンとナフタレン又はフェノールの縮合物、ポリアルキルアクリレート、およびメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリ酢酸ビニルなど等が挙げられる。前記粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィン共重合体、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。前記酸化防止剤としては例えば、アミン、ヒンダードフェノール、チオりん酸亜鉛、トリアルキルフェノール類等が挙げられる。

前記乳化剤としては、例えば、硫酸、スルホン酸およびリン酸エステル、脂肪酸誘導体、アミン誘導体、第四アンモニウム塩、ポリオキシエチレン系の活性剤等が挙げられる。前記抗乳化剤としては、例えば、第四アンモニウム塩、硫酸化油、リン酸エステル等が挙げられる。前記カビ防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、ホルムアルデヒド供与体化合物、サリチルアニリド系化合物などが挙げられる。

前記潤滑流体組成物は、前記ジアルキルスルフィドと前記基油と、必要に応じて配合される粘ちょう剤やその他の添加剤を均一に配合したものであり、その配合方法としては特に限定されるものではなく、この時、均一化のために３０〜６０℃に加温することも可能である。

本発明の潤滑流体組成物の用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、内燃機関や自動変速機、緩衝器、パワーステアリングなどの駆動系機器、ギアなどに用いられる自動車用潤滑油；切削加工、研削加工、塑性加工などの金属加工に用いられる金属加工油；油圧機器や装置などの油圧システムにおける動力伝達、力の制御、緩衝などの作動に用いる動力伝達流体である作動油などとして用いることができる。特に本発明の潤滑流体組成物は、ギア油として用いた際に使用されるギアボックスのシール剤（クロロプレンゴム、ニトリルゴムなど）への膨潤度合いを従来品よりも低減させることができるため、シール剤と接するような用途にも好適に用いることができる。

以下に本発明を具体的な実施例を挙げてより詳細に説明する。例中、断りのない限り、「部」、「％」は質量基準である。

合成例１（本発明のジアルキルスルフィドの製造に用いるジアルキルスルフィドの合成）
加温装置、硫化水素吹き込み管および硫化水素吸収装置を搭載した１リットルのオートクレーブに、１−デセン３２０ｇと粉末硫黄７３ｇとを仕込んだ。ブチルカルビトール３．８ｇに溶解させた水酸化カリウム０．０７ｇを触媒として仕込んだ。オートクレーブを密閉した後、反応容器内を真空ポンプを用いて−０．１ＭＰａ以下まで減圧し、真空脱気した。その後、反応系の温度が１２０℃になるまで加温した。ここに硫化水素ガス（純度９９．９モル％）４２．５ｇを圧力６ｋｇ／ｃｍ^２で３時間を要して吹き込んだ。更に４時間、温度を１２０℃に保持した。その後、４０℃まで冷却してから、硫化水素吸収装置に接続した弁を開けて圧力を常圧に戻し、吹き込み管から空気を吹き込んで、残留する硫化水素を留去し、粗硫化オレフィンを得た。粗硫化オレフィン４３０ｇにメタノール７５ｇを加えて攪拌し、洗浄した。洗浄後、下層のメタノール層を分液除去して上記の洗浄と分液作業を更に２回繰り返した。上層部の淡黄色液体を６０℃、２０Ｔｏｒｒで３時間蒸留し、残存するメタノールを除去し、一般式（１）で表される構造を有するジアルキルスルフィド（１´）を得た。ジアルキルスルフィド（１´）を得る際に用いた１−オレフィン（１−デセン）と硫黄とのモル比［１−オレフィン／硫黄］、硫化水素と１−オレフィン（１−デセン）とのモル比［硫化水素／１−オレフィン］、ジアルキルスルフィド（１´）中の総硫黄含有量及び一般式（１）中の種々のｎを有する化合物の含有量を第１表に示す。

ジアルキルスルフィド（１´）の低温環境下での保存安定性の評価、金属表面への金属硫化物の被膜の形成性及び金属表面の腐食性を下記方法に従って評価した。評価結果を第１表に示す。

＜低温環境下での保存安定性の評価＞
ジアルキルスルフィド（１´）２０ｇをバイアル瓶に入れて密封し、これを−５℃の恒温槽内に１か月間静置した。１ヵ月後、恒温槽から取り出し、バイアル瓶内のジアルキルスルフィド（１´）を目視にて観察し、下記基準に従って評価した。評価結果を第１表に合わせて示す。
○：濁りも確認できず、また、硫黄の結晶と思われる硫黄の析出も確認できない。
×：濁りが確認できる、または、硫黄の結晶と思われる硫黄の析出も確認できる。

＜金属表面への金属硫化物の被膜の形成性の評価方法＞
金属表面への金属硫化物の被膜の形成性は金属表面の摩擦係数を測定することにより評価した。具体的には、ＪＩＳ Ｋ２５１９に準拠し、試験球として直径が１／２インチのＳＵＪ２製の炭素鋼球を使用し、一定値の荷重を加えて３分間試験を実施する。その後、試験球は変更せず、荷重値のみを変更して再度試験を実施する。荷重値は５０ｋｇｆ，６３ｋｇｆ，８０ｋｇｆ，１００ｋｇｆ，１２６ｋｇｆ，１６０ｋｇｆ，２００ｋｇｆ，２５０ｋｇｆと順に上げて行き、回転中の最大トルク値を観測する。得られたトルク値について、以下の計算式により、摩擦係数を算出する。
摩擦係数＝最大トルク値（Ｎ・ｃｍ）／（１．６５ｘ単一球当たりの垂直荷重） （Ｎ）
前記計算式で得られる摩擦係数が小さい程、金属硫化物の被膜の形成性が良好であることを示す。

＜金属表面の腐食性の評価方法＞
ＪＩＳ Ｋ２５１３に準拠した方法で銅板腐食試験を行い、銅板表面の腐食状態を確認した。試験条件は２０℃で１時間である。ＪＩＳ Ｋ２５１３に定める銅板腐食試験の腐食の分類において「変色番号」が高い程、また、同じ変色番号であっても「変色の状態」を示すアルファベットが例えば「ａ」よりも「ｂ」へと進んでいる程、金属硫化物の被膜の形成性が良好であることを表す。

合成例２（同上）
加温装置、硫化水素吹き込み管および硫化水素吸収装置を搭載した１リットルのオートクレーブに、１−デセン３２０ｇと粉末硫黄３６．５ｇとを仕込んだ。ブチルカルビトール３．８ｇに溶解させた水酸化カリウム０．０７ｇを触媒として仕込んだ。オートクレーブを密閉した後、反応容器内を真空ポンプを用いて−０．１ＭＰａ以下まで減圧し、真空脱気した。その後、内部温度が１２０℃になるまで加温した。ここに硫化水素ガス（純度９９．９モル％）４２．５ｇを圧力６ｋｇ／ｃｍ^２で２時間を要して吹き込んだ。更に４時間、温度を１２０℃に保持した。その後、４０℃まで冷却してから、硫化水素吸収装置に接続した弁を開けて圧力を常圧に戻し、吹き込み管から空気を吹き込んで、残留する硫化水素を留去し、粗硫化オレフィンを得た。粗硫化オレフィン３９０ｇに対し、事前にエチレングリコール６６ｇに溶解した硫化ナトリウム（純度６０％）６５．８ｇと水酸化ナトリウム１．７６ｇを加え、８０℃に昇温して１２時間攪拌した。その後、メタノール７５ｇを加えて攪拌し、洗浄した。洗浄後、下層のメタノール層を分液除去して上記の洗浄と分液作業を更に２回繰り返した。上層部の淡黄色液体を６０℃、２０Ｔｏｒｒで３時間蒸留し、残存するメタノールを除去して、一般式（１）で表される構造を有するジアルキルスルフィド（２´）を得た。ジアルキルスルフィド（２´）を得る際に用いた１−オレフィン（１−デセン）と硫黄とのモル比［１−オレフィン／硫黄］、硫化水素と１−オレフィン（１−デセン）とのモル比［硫化水素／１−オレフィン］、ジアルキルスルフィド（２´）中の総硫黄含有量及び一般式（１）中の種々のｎを有する化合物の含有量を第１表に示す。合成例１と同様にしてジアルキルスルフィド（２´）の評価を行った。評価結果を第１表に示す。

合成例３（同上）
加温装置、硫化水素吹き込み管および硫化水素吸収装置を搭載した１リットルのオートクレーブに、１−デセン４００ｇと粉末硫黄１６１ｇと、触媒として炭素原子数１６〜２２のアルキルアミンの混合物０．４ｇを仕込んだ。オートクレーブを密閉した後反応容器内を真空ポンプを用いて−０．１ＭＰａ以下まで減圧し真空脱気した。その後、内部温度が１２０℃になるまで加温した。ここに硫化水素ガス（純度９９．９モル％）５３．４ｇを圧力６ｋｇ／ｃｍ^２で２０時間を要して吹き込んだ。更に、１７５℃に昇温後、１２時間保持した。その後、７０℃まで冷却してから、硫化水素吸収装置に接続した弁を開けて圧力を常圧に戻し、吹き込み管から空気を吹き込んで、残留する硫化水素を留去し、一般式（１）で表される比較対照用ジアルキルスルフィド（３´）を得た。ジアルキルスルフィド（３´）を得る際に用いた１−オレフィン（１−デセン）と硫黄とのモル比［１−オレフィン／硫黄］、硫化水素と１−オレフィン（１−デセン）とのモル比［硫化水素／１−オレフィン］、ジアルキルスルフィド（３´）中の総硫黄含有量及び一般式（１）中の種々のｎを有する化合物の含有量を第１表に示す。合成例１と同様にしてジアルキルスルフィド（３´）の評価を行った。評価結果を第１表に合わせて示す。

実施例１（ジアルキルスルフィドの合成）
加温装置、硫化水素吹き込み管および硫化水素吸収装置を搭載した１リットルのオートクレーブに、１−デセン４００ｇと粉末硫黄１４１ｇと触媒として炭素原子数１６〜２２のアルキルアミンの混合物０．４ｇを仕込んだ。オートクレーブを密閉した後反応容器内を真空ポンプを用いて−０．１ＭＰａ以下まで減圧し真空脱気した。その後、内部温度が１２０℃になるまで加温した。ここに硫化水素ガス（純度９９．９モル％）５３．４ｇを圧力６ｋｇ／ｃｍ^２で２０時間を要して吹き込んだ。更に、１７５℃に昇温後、１２時間保持した。その後、７０℃まで冷却してから、硫化水素吸収装置に接続した弁を開けて圧力を常圧に戻し、吹き込み管から空気を吹き込んで、残留する硫化水素を留去し、本発明のジアルキルスルフィド（１）５８２ｇ（収率９７％）を得た。ジアルキルスルフィド（１）を得る際に用いた１−オレフィン（１−デセン）と硫黄とのモル比［１−オレフィン／硫黄］、硫化水素と１−オレフィン（１−デセン）とのモル比［硫化水素／１−オレフィン］、ジアルキルスルフィド（１）中の総硫黄含有量及び一般式（１）中の種々のｎを有する化合物の含有量を第１表に示す。合成例１と同様にしてジアルキルスルフィド（１）の評価を行った。評価結果を第１表に合わせて示す。

実施例２（同上）
比較対照用ジアルキルスルフィド（１´）５０ｇ、比較対照用ジアルキルスルフィド（２´）１５ｇ及びジアルキルスルフィド（１）３５ｇをビーカーに入れて３０分間攪拌を行い、ジアルキルスルフィド（２）を調製した。ジアルキルスルフィド（１）中の総硫黄含有量及び一般式（１）中の種々のｎを有する化合物の含有量を第１表に示す。合成例１と同様にしてジアルキルスルフィド（２）の評価を行った。評価結果を第１表に合わせて示す。

実施例３（潤滑流体組成物の調製）
４０℃における粘度が１１ｍｍ^２／ｓの鉱物油に、ジアルキルスルフィド（１）を含有率が５質量％となるように混合し、本発明の潤滑流体組成物（１）を得た。尚、ジアルキルスルフィド（１）の評価結果から、本発明の潤滑流体組成物（１）は、金属表面の腐食性に優れ、且つ、金属硫化物の被膜の形成性に優れることは明らかである。

実施例４（同上）
ジアルキルスルフィド（１）の代わりにジアルキルスルフィド（２）を用いた以外は実施例３と同様にして潤滑流体組成物（２）を得た。尚、ジアルキルスルフィド（２）の評価結果から、本発明の潤滑流体組成物（２）は、金属表面の腐食性に優れ、且つ、金属硫化物の被膜の形成性に優れることは明らかである。

比較例１（比較対照用潤滑流体組成物の調製）
ジアルキルスルフィド（１）の代わりにジアルキルスルフィド（１´）を用いた以外は実施例３と同様にして比較対照用潤滑流体組成物（１´）を得た。実施例３と同様にして金属表面への金属硫化物の被膜の形成性と金属表面の腐食性を評価した。尚、ジアルキルスルフィド（１´）の評価結果から、比較対照用潤滑流体組成物（１´）は、本発明の潤滑流体組成物と比較して金属表面の腐食性と金属硫化物の被膜の形成性に劣ることは明らかである。

比較例２（同上）
ジアルキルスルフィド（１）の代わりにジアルキルスルフィド（３´）を用いた以外は実施例３と同様にして比較対照用潤滑流体組成物（２´）を得た。尚、ジアルキルスルフィド（３´）の評価結果から、比較対照用潤滑流体組成物（２´）は、本発明の潤滑流体組成物と比較して金属表面の腐食性と金属硫化物の被膜の形成性に劣ることは明らかである。

Claims (14)

1. 下記一般式（１）
   

   

   （式中Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれアルキル基を表す。ｎは整数である。）
   で表され、該一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下で、該一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％であることを特徴とするジアルキルスルフィドの混合物。
2. 前記一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して０．５〜５質量％で、該一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜６５．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％である請求項１記載のジアルキルスルフィドの混合物。
3. 前記Ｒ^１、Ｒ^２が、それぞれ炭素原子数４〜２０の直鎖状アルキル基である請求項１記載のジアルキルスルフィドの混合物。
4. 前記Ｒ^１、Ｒ^２が、それぞれオクチル基である請求項３記載のジアルキルスルフィドの混合物。
5. １置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、硫化水素（ｃ）の存在下、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６〜２となる範囲で６０〜１３０℃の反応系で反応させる第一工程と、該反応系を１７０〜１８０℃で、５〜２０時間保持する工程とを有することを特徴とするジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
6. 前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６５〜１．７となる範囲で反応させる請求項５記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
7. 前記第一工程が、１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、モル比〔（ａ）／（ｂ）〕が０．６５〜１．７となる範囲で８０〜１３０℃で反応させる工程である請求項５記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
8. 前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）が、直鎖状のアルキル基を有し、炭素原子数が６〜２２の１置換体の１−オレフィン化合物である請求項５記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
9. 前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）が１−デセンである請求項５記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
10. 前記１置換体の１−オレフィン化合物（ａ）と硫黄（ｂ）とを、塩基性触媒の存在下で反応させる請求項５記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
11. 前記塩基性触媒が脂肪族アミン系化合物またはアルカリ金属水酸化物である請求項１０記載のジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
12. 下記一般式（１）
    

    

    （式中Ｒ ^１ 、Ｒ ^２ はそれぞれアルキル基を表す。ｎは整数である。）
    で表され、該一般式（１）中のｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下で、該一般式（１）中のｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％で、該一般式（１）中のｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％
    の条件を満たしていないジアルキドスルフィドの混合物を複数用いて、下記一般式（１）
    

    

    （式中Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれアルキル基を表す。ｎは整数である。）
    で表される化合物において、各々のｎを有する化合物の含有量を
    ｎが１である化合物の含有率が一般式（１）で表される化合物の全量に対して１０．０質量％以下、
    ｎが２である化合物の含有率とｎが３である化合物の含有率とｎが４である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して５０．０〜７０．０質量％、
    ｎが５である化合物の含有率とｎが６である化合物の含有率とｎが７である化合物の含有率とｎが８である化合物の含有率の合計が、一般式（１）で表される化合物の全量に対して３０．０〜４０．０質量％
    になるように調整することを特徴とするジアルキルスルフィド混合物の製造方法。
13. 請求項１〜４のいずれか１項記載のジアルキルスルフィドの混合物を含有することを特徴とする極圧添加剤。
14. 請求項１〜４のいずれか１項記載のジアルキルスルフィドの混合物または請求項１３記載の極圧添加剤と基油を含有することを特徴とする潤滑流体組成物。